4.3硬件系统搭建.15
4.4数据采集.17
4.5数据处理.18
4.6系统检测结果.19
4.7本章小结.23
5总结与展望24
5.1本文研究成果.24
5.2本文局限性和展望.24
致谢.26
参考文献27
1 引言 1.1 研究背景 电缆作为一种重要的通信媒介,广泛应用于通信系统、交通系统、电力系统等重要领域。通信系统领域如宽带网专用电缆、计算机数据线、电话配线网等;交通领域如列车、飞机船舶等重要运输工具的控制电缆;电力系统领域包括发电系统中配电装置的信号传输电缆、 输电系统中的高压电缆以及家用电器等用电设备电缆等。因而电缆故障检测以及电缆文护直接关系到人们的生产和生活。 上世纪751七十年代普遍采用电桥原理测试电缆故障距离,包括电阻电桥法,电容电桥法和高压电桥法,利用电桥平衡原理,以电缆某一好相作为臂组成电桥并使其平衡,这种方法实现电路简单,随着 21 世纪计算机技术的迅猛发展,具有较高智能化的电桥测试仪(如高压数字电桥)应运而生, 成本和体积都容易控制, 但是它的缺点是要求电缆必须具备至少一条好相,若三相均坏,则无法进行故障检测。而且由于其自身测量原理的限制,测量时电缆两端同时操作,对于较长的电缆则难以实际操作,除此而外对操作人员要求较高 ,人为因素对测量的精度影响因素较大,因此逐渐沦为电缆故障检测的一种辅助方法。 九十年代中后期,时域反射技术经过几十年的发展日趋成熟,时域反射技术采用直流电压脉冲,操作时只需一人单端操作,相较于电桥测试方法具有较大突破性意义。在90 年代之前,时域反射技术已被用于测量土壤的介电常数和含水量等,90 年代中后期至今,TDR 向电缆检测应用中发展,但是它只适合测量传输直流信号或者传输基带信号的电缆,对高频射频电缆故障无法准确测量。 上世纪末,频域反射技术的概念也被提出,最早应用在复杂的军用测试系统中,现逐步向生产生活中推广。频域反射技术包括连续波频率调制技术(FMCW),驻波技术(SWR)和相位检测技术(PDFDR)。FMCW 系统是发送一系列频率随时间线性增加的正弦波,通过检测反射信号的频率与新的入射信号的频率得出延迟时间,从而推算出电缆故障的位置;SWR和PDFDR都需要沿电缆发送一个低压高频的频率递增的正弦信号,不同的是 SWR 不分离入射信号和反射信号,而是利用它们混迭产生的驻波信号分析电缆故障的位置;PDFDR 则利用定向耦合器分离入射信号与反射信号,测量它们的相位差来确定电缆故障的位置。这种测量方法能够适用于高频和射频电缆,且精度高,随着电子产品的推陈出新,其成本和体积也能够得到很好的控制。
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