[发明专利]一种电缆故障测距方法及装置

说明书

本发明通过求取脉冲信号在现场截取的参考电缆中的传播速度，在准确求取传播速度的基础上，再进行实际的待测电缆的故障测距工作，提高了测距精度。与现有技术相比，参考电缆与待测电缆的老化程度，以及所处的温湿度环境都一致，获取的传播速度更为可靠；另外，通过计算多个脉冲信号在参考电缆中的传播速度的平均速度，作为脉冲信号在待测电缆中的传播速度，避免了随机误差导致的传播速度求取不准确，从而进一步提高了最终的测距精度。

技术领域

本发明涉及一种电缆检测方法及装置，尤其涉及一种电缆故障测距方法及装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展，电力已成为不可或缺的能源，电能由电力线路传送到千家万户，电网之间则由电缆线互相连接。然而，由于受到电缆所处的环境，或是老化因素的影响，电缆故障时有发生。电缆故障会造成大面积停电，进而造成较大范围的影响。电缆，尤其是铺设于地下的电缆，产生故障后故障地点查找难度大。

目前常用电缆测距方法有电桥法、时域反射法和频域反射法，其中，时域反射法的优点比较突出，操作方便，单端操作，测试精度较高。如图1所示为时域反射法的接线示意图，其工作原理为在电缆一端加脉冲电压，则此脉冲按一定的传播速度沿线传输，在故障点发生反射，记录下发送脉冲和反射脉冲之间的传输时间ΔT，则可按传输速度V来计算出故障点的距离L＝ΔT·V/2。，由此可见，获取准确的传播速度是时域反射法测距精度的基础。一般情况下，认为脉冲信号在电缆中的传播速度为光速，然而，由于材料、环境、老化等因素造成脉冲信号在电缆中的传输速度远低于光速。也有学者推导了脉冲信号在电缆中传输速度的理论公式，其中，c为光速；ε为芯线周围介质介电常数；μ为芯线周围介质的导磁系数。然而，在实际应用中，埋设于地下的芯线周围介质介电常数和导磁系数都是非常难以测量的量，加之由于地下温湿度的影响，已经老化的电缆中脉冲信号传播速度和ε、μ参数的关系可能和实验室推导得出的理论公式相悖，因此无法通过理论公式准确计算出脉冲信号在电缆中传输速度，进而导致电缆测距的误差较大。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的问题，提供一种电缆故障测距方法及装置，在准确获取脉冲信号在电缆中的传播速度的基础上，能够提高测距的精度。

本发明的技术方案如下：一种电缆故障测距方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在检测现场截取一段待测电缆作为参考电缆，测量所述参考电缆的长度L；

S2：向所述参考电缆的一端先后发射N个参考脉冲信号，分别测量在参考脉冲信号发射点接收到反射信号所经过的时间ΔT₁，ΔT₂，……ΔT_N；

S3：根据公式计算所述N个参考脉冲信号在所述参考电缆中的传播速度V_i＝2L/ΔT_i，其中i＝1,2,……N；

S4：根据计算出的N个传播速度，计算平均速度V＝∑Vi/N；

S5：向所述待测电缆的一端发射一检测脉冲信号，测量在检测脉冲信号发射点接收到反射信号所经过的时间ΔT；

S6：根据公式计算所述检测脉冲信号发射点与故障点之间的距离D＝VΔT/2。

优选的，所述参考电缆的长度L为1m-5m。

优选的，N的取值为2-5。

优选的，所述参考脉冲信号和检测脉冲信号为矩形脉冲。

优选的，所述参考脉冲信号的宽度为1ns-10ns。

优选的，所述检测脉冲信号的宽度为20ns-100ns。

一种执行如上述电缆故障测距方法的装置，其特征在于：包括参考电缆长度测量模块、平均速度计算模块、信号发射及接收模块、传播时间测量模块及微处理器；