[發明專利]一種基于TDR的抗干擾電纜故障測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 201710198628.0
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106841929B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 李鐵;趙劍峰;肖楚琬;應朝龍
• 申請（專利權）人: 煙臺中正新技術有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/11
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 蒲篤賢

本發明涉及電纜故障測試技術領域，尤其涉及一種基于TDR的抗干擾電纜故障測試系統，其特征在于，包括用于控制系統工作主控制模塊；用于發出單脈沖信號給被測電纜的脈沖發生模塊；用于測量脈沖時間間隔的脈沖時間間隔測量模塊；用于提供比較基準電壓的D/A轉換器以及用于過濾回波的比較器；本發明還涉及測試方法，包括1)給所述比較器提供比較基準電壓；2)發送單脈沖信號給被測電纜；3)判斷是否篩選出了第一反射波，如果沒有則調整比較基準電壓，再重復前述步驟，直至篩選出第一反射波；5)測量發射波與第一反射波時間間隔，測量結束。本發明的有益效果能有效過濾測量干擾信號，準確確定第一反射脈沖，進而快捷確定線纜故障部位。

技術領域

本發明涉及電纜故障測試技術領域，尤其涉及一種基于TDR的抗干擾電纜故障測試系統，還涉及利用該系統的測試方法。

背景技術

采用時域反射法(TDR)通過低壓高速脈沖反射，并測量發射脈沖與故障點反射脈沖的時間差來標定故障點位置，反射脈沖隨著線路的長度、材質不同，反射脈沖的衰減程度也不同且衰減幅度較大，這就要求對反射脈沖進行信號放大處理。通常采用的方法是通過高速A/D采集波形來實現故障點判斷，這種方法不僅成本高、電路實現復雜，而且測量準確率較低，其第一原因是一條線纜在布線過程中可能經過插接件、鉸接點、焊接點等多個阻抗變換點，當給該線纜輸入單脈沖信號時，除過在故障點(如斷路或短路處)形成明顯的反射脈沖外(為了與回波區別也稱第一反射波)，還會在線纜的阻抗變換點形成回波，雖然其幅值要比第一反射波小，但在測量反射時間時還是形成了較大干擾；第二原因是，第一反射波又會產生多次反射形成多個回波，其回波幅值是逐漸衰減的，但也是一種干擾波。上述兩種情況形成的干擾波基本特點是幅值會比第一反射波小，但利用脈沖時間間隔測量電路難于明確哪個脈沖是真正能代表故障點距離的第一反射波，這就使測量結果有不確定性。

尤其在一些布線復雜的弱電領域，比如飛機、艦艇內的控制線纜，其線纜本身長度有限，輸入脈沖、第一反射波、各種回波有時交織一起，導致實質上難于利用時域反射法有效確定故障點。

另外，為了不對弱電系統造成破壞，并能分辨長度很短的線纜故障點，通常采用低電壓窄脈沖作為輸入波，因為脈沖寬度窄，其反射波波形復雜、幅值多變、很不規則，這也給測量時間帶來困難，因此也需要使其變為比較規整的脈沖。

當然，測量環境中也可能存在其它外界干擾，這些干擾信號通常從脈沖形式、脈沖寬度等和檢測線纜故障用的低電壓窄脈沖有很明顯區別，并且是偶發的，因此是容易判斷和過濾的，而上述的回波干擾信號則從根本上制約了時域反射法在線纜故障測量中的應用。由于無法過濾多次回波的干擾，因此目前基于TDR對電纜故障測試系統還基本需要通過示波器類顯示設備顯示波形，然后通過人工移動標線來測得時間，這種操作難于實現自動化判定，而且效率低下。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供一種能夠自動過濾干擾回波、并準確測定故障點的基于TDR的抗干擾電纜故障測試系統。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種基于TDR的抗干擾電纜故障測試系統，其特征在于，包括主控制模塊、脈沖發生模塊、脈沖時間間隔測量模塊、D/A轉換器及比較器；

所述脈沖發生模塊與所述主控制模塊及被測電纜電連接；所述比較器包括基準端、信號輸入端及比較輸出端，所述D/A轉換器的數字端及模擬端分別與所述主控制模塊及比較器的基準端電連接，所述脈沖時間間隔測量模塊分別與所述主控制模塊及比較器的比較輸出端電連接；所述比較器的信號輸入端與所述被測電纜電連接；

所述主控制模塊用于控制系統工作、儲存測量數據及預設數字量基準參數；

所述脈沖發生模塊用于發出單脈沖信號給被測電纜；

所述脈沖時間間隔測量模塊用于對經過所述比較器的輸出脈沖時間間隔進行計量并傳輸到主控制模塊；

所述D/A轉換器用于將所述主控制模塊給出的數字量基準參數轉換為模擬量，給所述比較器提供比較基準電壓；