[发明专利]一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法、装置及系统

权利要求书

1.一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法，其特征在于，包括：

信号源经过功分器产生两路信号；

一路信号作为参考信号发送至示波器的第一通道；

另一路信号作为测试信号通过T连接器发送至待测电缆，在待测电缆的故障点处产生反射信号，将反射信号与待测电缆中的噪声叠加，返回至T连接器后，与T连接器处的测试信号混叠生成叠加信号，将叠加信号发送至示波器的第二通道；

计算出第一通道与第二通道所接收的信号的互相关熵；

将互相关熵进行傅里叶变换，得到相关熵谱；

将频域加权后的相关熵谱进行傅里叶反变换，得到加权后的相关熵；

从所述加权后的相关熵中通过峰值检测确定电缆故障的相关峰时延，根据信号在电缆中的传输速度计算出发生电缆故障的位置。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法，其特征在于，所述信号源包括产生伪随机序列信号STDR、伪随机序列进行扩频后的信号SSTDR或混沌信号CTDR中任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法，其特征在于，所述第一通道与第二通道所接收的信号的互相关熵包括：

V_σ(τ)＝E[k_σ(x₁(t)-x₂(t+τ))]；

其中，k_σ[·]为高斯核函数，σ为核长，E[·]表示求均值；x₁(t)表示第一通道接收到的参考信号；x₂(t+τ)表示第二通道接收到的叠加信号。

4.根据权利要求1所述的一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法，其特征在于，对相关熵谱进行频域加权所采用的计算函数包括基本互相关函数CC、平滑相干变换函数SCOT、互功率谱相位函数CSP或最大似然函数ML中任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法，其特征在于，所述计算出发生电缆故障的位置包括：

其中，L表示发生电缆故障的距离；v表示信号在电缆中的传输速度；s表示电缆故障的相关峰时延。

6.一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位装置，其特征在于，包括故障测距装置、功分器、T连接器以及低压宽带耦合器；所述故障测距装置通过D/A数模接口/模块/转换器连接功分器的输入端，通过A/D模数接口/模块/转换器连接功分器的一个输出端；功分器的另一个输出端连接T连接器；所述T连接器连接低压宽带耦合器；所述低压宽带耦合器连接待测电缆；

所述故障测距装置包括信号源发生器、缓存器、计算模块以及输出模块；所述信号源发生器的输出端连接至D/A数模接口/模块/转换器；所述缓存器的输入端连接有A/D模数接口/模块/转换器；所述计算模块的输入端连接缓存器的输出端；所述输出模块的输入端连接计算模块的输出端；

所述计算模块包括顺次连接的信号接收单元、互相关熵计算单元、傅里叶变换单元、加权单元、傅里叶反变换单元以及峰值检测单元；

所述信号接收单元用于通过示波器接收参考信号和叠加信号；

所述互相关熵计算单元用于计算出参考信号和叠加信号的互相关熵；

所述傅里叶变换单元用于对互相关熵进行傅里叶变换，并得到相关谱熵；

所述加权单元用于对相关谱熵进行加权处理；

所述傅里叶反变换单元用于对加权处理后的相关熵进行傅里叶反变换得到相关熵；

峰值检测单元用于检测所述相关熵中的相关峰时延。

7.一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位系统，其特征在于，所述系统包括：

存储器以及处理器；

所述存储器，用于存储如权利要求6所述计算模块中每个单元的一个或多个程序；

所述处理器用于调用计算模块中每个单元的一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述处理器执行，使得所述处理器实现对如权利要求6所述计算模块中每个单元的调用。