[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

说明书

本发明公开了一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法和系统，定位方法包括以下步骤：选定发射脉冲信号幅值，发射并采集反射脉冲信号，根据反射脉冲信号进行故障判断，判断可能故障点的合理性，结束电缆故障定位；使用该方法的系统包括显示模块、处理模块和TDR模块。使用该定位方法和系统，不仅可有效避免“虚警”的影响，准确完成故障的定位；而且可根据计算结果确定发射脉冲信号的幅值，彻底解决了以往因凭经验来确定信号发射参数而带来的各种问题。

技术领域

本发明涉及电缆故障测试技术领域，主要涉及一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法，还涉及使用该方法对电缆故障进行TDR定位的系统。

背景技术

电缆是供电和用电设备间连接，以及各设备间连接的枢纽，担负着电力的输送、信号的传输和分配等任务。随着电力在各种设备上的应用越来越广，电缆故障(诸如短路或断路)带来影响也越来越严重。诸如飞机上的电缆遍布于飞机各处，由于长期受到水汽、紫外线、振动、盐雾腐蚀等因素的影响，电缆容易发生短路和断路等故障。飞机电缆故障，轻则影响飞行性能，重则危及飞行安全，甚至引发飞行事故。由于飞机、舰船内电缆往往布置在狭小空间内，多不能采用传统的目视检查方法完成故障的定位。

目前对于飞机、舰船内电缆故障的定位，使用较为成熟的方法为TDR方法，即时域脉冲反射方法。该方法通过向电缆注入脉冲信号，脉冲信号通过电缆上阻抗不匹配点时发生反射，通过计算发射脉冲信号与反射脉冲信号之间的时间差与脉冲信号在电缆中传播速度的乘积得到故障距离，就可完成电缆故障的定位。对于飞机、舰船内电缆而言，一条电缆在布线过程中可能经过插接件、铰接点、焊接点等多种形式的阻抗变化点(即阻抗不匹配点)，在该种情况下使用TDR方法进行故障定位时，除了在故障点(诸如短路或断路)形成故障反射脉冲信号外，还会在上述阻抗变化点处形成非故障反射脉冲信号，对电缆故障的定位形成较大的干扰，给出“虚警”信号，影响电缆故障定位的精度，甚至引起误判，增加维护成本。不仅如此，在使用TDR方法进行电缆故障定位时，通常使用低压的脉冲信号注入电缆进行检测，但是由于未考虑信号在电缆的实际衰减特性，只能根据经验来确定信号的发射参数(主要是指信号的电压)，而缺乏理论指导，当发射参数设定较低时根本无法检出故障位置，而当发射参数设定较高时则会出现难于实现或实现成本较高的问题。

发明内容

为了解决现有电缆故障定位存在的易发生故障误判，以及仅凭经验确定信号发射参数等问题，本发明提出了一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法及系统。

本发明的一种考虑电缆衰减特性的电缆故障TDR定位方法，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；所述的被测电缆的特性主要是指电缆的衰减特性，主要考虑以下影响因素：被测电缆的长度l_H，被测电缆的等效电阻R_L，被测电缆的特性阻抗Z₀，被测电缆的等效电导G_L等。

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；在TDR定位方法中，具体由脉冲信号发生器产生发射脉冲信号，并由信号采集器采集反射脉冲信号。

步骤S3，根据反射脉冲信号进行故障判断；具体来说，需要分析反射脉冲信号的波形，并根据反射脉冲信号和发射脉冲信号的幅值和相位关系，即可确定故障类型。但是由于受到外部环境的影响，以及经过连接器(包括插接件、铰接点、焊接点等)时产生的内部影响，可能会出现“虚警”现象，或者误判。为了提高故障判断的准确性，采用以下方法进行故障的判断：

(1)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；根据TDR定位方法即可确定故障点距离L。