基于频域反射技术的电缆故障检测(2)
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。 上世纪吹冰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。