[发明专利]一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法及系统

权利要求书

1.一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，根据被测电缆的特性，选定TDR发射脉冲信号的幅值V_in；

步骤S2，产生发射脉冲信号并注入到被测电缆中，然后采集在阻抗不匹配位置的反射脉冲信号；

步骤S3，根据反射脉冲信号进行故障判断；

当反射脉冲信号幅值的绝对值|V(td)|≥1V时，则判定被测电缆存在故障，并确定故障类型和故障点距离L；

当0.5V≤|V(td)|＜1V时，则判定被测电缆可能存在故障，然后计算可能故障点d的距离l_d；

当|V(td)|＜0.5V时，则判定被测电缆不存在故障，并转至步骤S5；

步骤S4，根据电缆的衰减特性，判断可能故障点d的反射脉冲信号幅值V(td)是否合理；如果合理，则L＝l_d；如果不合理，则可能故障点d为虚警，转至步骤S5；

步骤S5，结束电缆故障定位。

2.如权利要求1所述的一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法，其特征在于，步骤S4中根据电缆的衰减特性，判断可能故障点d的反射脉冲信号幅值V(td)是否合理时，具体采用如下方法：

步骤S41，假设被测电缆为均匀电缆，计算可能故障点d反射脉冲信号理论幅值的绝对值|V(d)|；

步骤S42，如果|V(td)|＞|V(d)|，则可能故障点d的反射脉冲信号幅值V(td)不合理；否则，则合理。

3.如权利要求2所述的一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法，其特征在于，步骤S41中|V(d)|的计算方法具体为：

其中，l_d为可能故障点d的距离，R_L为被测电缆的等效电阻，Z₀为被测电缆的特性阻抗，G_L为被测电缆的等效电导。

4.如权利要求1至3中任一所述的一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法，其特征在于，步骤S1中发射脉冲信号的幅值V_in的选定方法具体为：

其中，V₁(d)为被测电缆中干扰噪声的极限值，l_H为被测电缆的长度。

5.如权利要求4所述的一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法，其特征在于，V₁(d)的取值为0.5V。

6.如权利要求1所述的一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法，其特征在于，步骤S4中故障点距离L的计算方法替换为：

其中，c为光速，ε_r为被测电缆绝缘材料的相对介电常数，Δt为发射脉冲信号与反射脉冲信号间的时间差。

7.一种使用如权利要求1至6中任一TDR定位方法进行电缆故障定位的系统，其特征在于，包括TDR模块、处理模块、显示模块；

TDR模块用于产生发射脉冲信号，并接收反射脉冲信号；

处理模块用于分析反射脉冲信号的波形，判断是否存在故障点和可能故障点d，分析可能故障点d的合理性，并确定故障类型和故障点距离L；

显示模块用于显示选定参数、可能故障点d和故障点的信息；

显示模块、处理模块和TDR模块顺序电连接，TDR模块与被测电缆电连接。

8.如权利要求7所述的一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位系统，其特征在于，TDR模块通过阻抗匹配接头与被测电缆电连接。

9.如权利要求7或8所述的一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位系统，其特征在于，TDR模块由脉冲信号发生器和信号采集器组成，脉冲信号发生器用于产生发射脉冲信号，信号采集器用于采集在阻抗不匹配位置的反射脉冲信号。

10.如权利要求9所述的一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位系统，其特征在于，脉冲信号发生器产生发射脉冲信号的幅值可调。