本公开涉及高压电缆缺陷处理的，具体地，涉及一种高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法及相关装置。
背景技术：
1、高压电缆是电网中的重要输电设备，高压电缆的稳定安全运行已经成为城市各个生活机能正常运作的基础。高压电缆在运行的过程中会由于温度、湿度、振动等影响，导致电缆会磨损、老化或出现裂纹，因此对于电缆缺陷的定位也成为工程应用上的重要问题。
2、现阶段对于电缆缺陷的检测定位通过注入含有时频特征的高频高斯包络的线性调频信号实现，根据传输线理论，调频信号会在阻抗不匹配的点发生发射，因此可以通过调频信号在阻抗不匹配点发生反射的原理实现电缆缺陷的定位。
3、但已有的方法大多都是将信号使用wigner-ville分布以及其拓展方法进行时频分布变换；然后通过计算入射信号与反射信号的时频分布的互相关系数对反射波形进行识别和定位，其中，互相关性可以通过互相关系数曲线的峰值来确定；最后通过测量入射信号时间中心与反射信号时间中心的时间差与波形的传播速度来确定缺陷位置，从而定位到故障位置。
4、然而信号在传递的过程中会由于波速与衰减影响产生相位偏移。由于高斯包络的线性调频信号中的频率并不恒定，并且不同频率下的波形传播速度不同，这会导致信号在传递过程中发生畸变导致该信号的时间中心发生偏移，从而导致定位误差。此外，信号在传递过程中还会存在损耗，这种损耗包括信号幅值的损耗和相位的偏移，其中相位的偏移也会导致时间中心发生偏移，也会产生定位误差。
技术实现思路
1、本公开实施例的目的在于提供一种高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法及相关装置，以解决现有技术中存在的上述问题。
2、为了解决上述技术问题，本公开的实施例一方面提供一种高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法，包括：
3、构建包含时域特征与频域特征的高斯包络的线性调频信号；
4、基于所述线性调频信号获取初步模拟信号；
5、基于所述线性调频信号和所述初步模拟信号获取整体模拟信号。
6、在一些实施例中，所述构建包含时域特征与频域特征的高斯包络的线性调频信号中，所述线性调频信号的表达式为：
7、
8、其中，是幅值系数，其用于决定所述线性调频信号的信号幅值，是持续时间系数，其用于决定所述线性调频信号的信号持续时间系数，是震荡系数，其用于决定所述线性调频信号的信号震荡频率，tp是所述线性调频信号的时间宽度，b是所述线性调频信号的频率带宽，t0为所述线性调频信号的时间中心，ω0＝2πf0是所述线性调频信号的中心角频率，f0为所述线性调频信号的中心频率，j是虚数。
9、在一些实施例中，所述基于所述线性调频信号获取初步模拟信号，包括：
10、将所述线性调频信号输入至基于高压电缆的传输线模型，获取分布参数；
11、基于所述分布参数分别确定波速、信号衰减系数以及信号反射系数；
12、基于所述波速、所述信号衰减系数以及所述信号反射系数确定初步模拟信号。
13、在一些实施例中，所述分布参数至少包括单位电阻r、单位电感l、单位电容c以及单位电导g，其中，所述单位电阻r、所述单位电感l、所述单位电容c以及所述单位电导g通过以下公式确定：
14、
15、其中,μ0是空间介质的磁导率，ω是频率，rc和rs分别是高压电缆中线芯与金属屏蔽层的半径，ρc和ρs分别是高压电缆中线芯的电导率和金属屏蔽层的电导率，ε＝ε0εr是空间介质的介电常数，ε0是真空介电常数，εr是常系数，σ是空间介质的电导率。
16、在一些实施例中，所述基于所述分布参数分别确定波速、信号衰减系数以及信号反射系数中，
17、所述波速v(ω)通过以下公式确定：
18、
19、其中，μ0为空间介质的磁导率，ω是频率，ε＝ε0εr是空间介质的介电常数，ε0是真空介电常数，εr是常系数；
20、这里的波速变化常数
21、其中，μ0为空间介质的磁导率，rc和rs分别是高压电缆中线芯与金属屏蔽层的半径，ρc和ρs分别是高压电缆中线芯的电导率和金属屏蔽层的电导率，ε＝ε0εr是空间介质的介电常数；
22、所述信号衰减系数k(ω)通过以下方式确定：
23、k(ω)＝e-γs；
24、其中，传播常数s是信号传输的距离，j是虚数；
25、所述信号反射系数γ通过以下方式确定：
26、
27、其中，zl和z0分别为高压电缆中损伤部分的特征阻抗和正常部分的特征阻抗，其中阻抗z的公式为：
28、
29、其中，ω是频率，j是虚数。
30、在一些实施例中，所述基于所述波速、所述信号衰减系数以及所述信号反射系数确定初步模拟信号，包括：
31、确定所述线性调频信号的傅里叶级数；
32、基于所述傅里叶级数通过重构确定所述初步模拟信号。
33、在一些实施例中，所述傅里叶级数通过以下方式确定：
34、
35、其中，这里的αk为所述高斯包络的线性调频信号的傅里叶级数，k＝0,1,2……，tp是所述线性调频信号的时间宽度，s(t)是高斯包络的线性调频信号表达式，j是虚数，k(ω)是信号衰减系数；
36、所述初步模拟信号通过以下方式确定：
37、
38、其中，k为信号衰减系数，γ是信号反射系数，j是虚数，s为故障距离；v(kω)为第k次谐波频率对应的波速,h(t)为窗函数，用于在重构的周期信号中筛选出实际的反射信号；n为所述线性调频信号经过的周期个数；tp是所述线性调频信号的时间宽度。
39、本公开的实施例一方面提供一种高压电缆缺陷中信号变化的模拟装置，包括：
40、线性调频信号构建模块，用于构建包含时域特征与频域特征的高斯包络的线性调频信号；
41、初步模拟信号获取模块，用于基于所述线性调频信号获取初步模拟信号；
42、整体模拟信号获取模块，基于所述线性调频信号和所述初步模拟信号获取整体模拟信号。
43、本公开还提供了一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
44、本公开还提供了一种电子设备，所述电子设备至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述方法的步骤。
45、本公开实施例建立通过时频域反射法获取高压电缆缺陷中信号变化的模拟信号，具体能够模拟信号在传递过程中的信号变化过程以及反应信号时间中心的偏移情况，有助于定位精度的优化。
46、本公开的装置、存储介质及电子设备具有上述的方法所具有的所有有益效果，在此不再赘述。
1.一种高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法，其特征在于，所述构建包含时域特征与频域特征的高斯包络的线性调频信号中，所述线性调频信号的表达式为：
3.根据权利要求1所述的高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法，其特征在于，所述基于所述线性调频信号获取初步模拟信号，包括：
4.根据权利要求3所述的高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法，其特征在于，所述分布参数至少包括单位电阻r、单位电感l、单位电容c以及单位电导g，其中，所述单位电阻r、所述单位电感l、所述单位电容c以及所述单位电导g通过以下公式确定：
5.根据权利要求4所述的高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法，其特征在于，所述基于所述分布参数分别确定波速、信号衰减系数以及信号反射系数中，
6.根据权利要求3所述的高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法，其特征在于，所述基于所述波速、所述信号衰减系数以及所述信号反射系数确定初步模拟信号，包括：
7.根据权利要求6所述的高压电缆缺陷中信号变化的模拟方法，其特征在于，所述傅里叶级数通过以下方式确定：
8.一种高压电缆缺陷中信号变化的模拟装置，其特征在于，包括：
9.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种电子设备，所述电子设备至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
