[发明专利]一种电缆中间段导体质量无损研判与定位方法

权利要求书

1.一种电缆中间段导体质量无损研判与定位方法，其特征在于，在分析电缆中间段导体质量问题时的阻抗幅值谱的基础上，测量电缆首端的实测阻抗幅值谱，对实测阻抗幅值谱进行希尔伯特变换得到阻抗幅值谱的虚部，虚部与实测阻抗幅值谱进行结合得到复数阻抗幅值谱，对复数阻抗幅值谱进行快速傅里叶变换，并进行归一化，得到归一化定位幅值曲线，分别得到问题段电缆距电缆首端的距离和问题段电缆末端距离电缆末端的距离；

根据整盘电缆及端部电缆的电阻测量值，得到问题段电缆导体的电阻值；根据问题段电缆导体的电阻值计算问题段电缆导体电导率变化或半径缩小的程度，分别计算电导率变化或半径缩小情况下的理论阻抗幅值谱；分别提取实测阻抗幅值谱和电导率变化或半径缩小情况下的理论阻抗幅值谱的极大值点的阻抗模值作为特征向量，分别计算实测阻抗幅值谱的特征向量与理论阻抗幅值谱的特征向量的偏差均值，根据偏差均值判断是导体材质问题还是导体半径缩小问题；

具体步骤如下：

步骤S1、根据电缆型号规格，得到单位长度电缆的电阻标准要求R₀，检测整盘电缆的电阻R并测试端部电缆的电阻R^’；

步骤S2、在电缆首端测试电缆的实测阻抗幅值谱；当电缆存在中间段质量问题时，假设问题段电缆距电缆首端的距离为l₁，问题段电缆末端距离电缆末端的距离为l₂；

步骤S3、对实测阻抗幅值谱进行希尔伯特变换构建阻抗幅值谱的虚部H[Z(f)]：

其中Z(f)为实测阻抗幅值谱，f为频率，τ为用于积分的变量，Z(τ) 为以τ为自变量的阻抗幅值；将阻抗幅值谱的虚部与实测阻抗幅值谱进行结合，构造用于快速傅里叶变换的复数阻抗幅值谱Z_R(f)：

其中，j为虚数的单位；

步骤S4、对构造的复数阻抗幅值谱进行快速傅里叶变换，得到归一化定位幅值曲线FFT(Z_R(f))；

步骤S5、在电缆全长已知的情况下，根据归一化定位幅值曲线FFT(Z_R(f))，在距离0到电缆全长范围之间寻找明显峰值，即阻抗不连续点，得到问题段电缆距电缆首端的距离为l₁，问题段电缆末端距离电缆末端的距离为l₂；

步骤S6、根据检测所得整盘电缆的电阻R，推算问题段电缆导体电阻值R_m，再根据阻抗幅值谱的曲线，推算是截面缩小，还是材质铝代铜的问题，计算问题段电缆导体为铜时的半径r，以及电缆导体截面为标准圆形时，问题段电缆导体的电导率σ；

步骤S7中，计算问题段电缆导体半径为r时的首端理论阻抗幅值谱Z_r，提取Z_r的阻抗极大值序列，分别为问题段电缆导体半径为r时的第1、2、m个阻抗幅值谱极大值；

步骤S8中，计算问题段电缆导体的电导率为时的首端理论阻抗幅值谱Z_σ，提取Z_σ的阻抗极大值序列，分别为问题段电缆导体的电导率为时的第1、2、m个阻抗幅值谱极大值；

步骤S9，提取实测阻抗幅值谱Z(f)的阻抗极大值序列，分别为测量得到的第1、2、m个阻抗幅值谱极大值；

步骤S10中，评价阻抗幅值谱的接近程度，分别计算问题段电缆导体半径缩小时阻抗幅值谱的偏差均值及问题段电缆导体电导率下降时阻抗幅值谱的偏差均值：

Z_ri为问题段电缆导体半径为r时的第i个阻抗幅值谱极大值，Z_i为测量得到的第i个阻抗幅值谱极大值, Z_σi为问题段电缆导体的电导率为时的第i阻抗幅值谱极大值; m为阻抗幅值谱极大值总数量；

当小于 且小于设定值ε时，判断为问题段电缆截面缩小，缩小至半径r，并根据电缆端部的单线根数以及中间段截面缩小的程度，推算出中间段导体的单线根数；当小于 且小于设定值ε时，判断为问题段电缆存在材质问题，并推算出电导率的增加值。

2.根据权利要求1所述的一种电缆中间段导体质量无损研判与定位方法，其特征在于，步骤S6中，根据检测所得整盘电缆的电阻R，推算问题段电缆导体电阻值R_m：

再根据阻抗幅值谱的曲线，推算是截面缩小，还是材质铝代铜的问题，计算问题段电缆导体为铜时的半径r，

其中，σ_铜为铜的电导率，l为电缆实际长度；

假定电缆导体截面为标准圆形，计算问题段电缆导体的电导率σ：

其中，r₀为电缆导体标准半径。