【摘要】：電纜故障的檢測與修復能為電力和通訊的持續(xù)、高質(zhì)量供給提供有力保障,特別是電纜軟故障的檢測可以預防系統(tǒng)事故發(fā)生,對維持系統(tǒng)運行的穩(wěn)定、安全、可靠意義重大。目前電纜硬故障的檢測和定位已經(jīng)不存在技術(shù)上的難題,但對電纜軟故障的檢測仍然是一個較大的挑戰(zhàn)。因此,本文就電纜的軟故障檢測問題進行探討,在對理想電纜傳輸線模型研究的基礎上提出基于逆散射理論的電纜軟故障檢測方法,通過對實際電纜的損耗分析給出衰減的補償方法,使得基于逆散射理論的電纜軟故障檢測方法在實際電纜軟故障的檢測中適用,具體的工作如下:本文首先從電纜的傳輸線模型展開介紹,并以RG58-SYV-50-3型同軸電纜為對象給出了電纜各分布參數(shù)的計算過程,分析各參數(shù)對頻率的響應關(guān)系。參考一般電纜故障的檢測原理和電纜各參數(shù)的頻率響應結(jié)果,選擇電纜的特性阻抗作為表征電纜軟故障情況的特征參數(shù)。使用CST軟件建立電纜的軟故障模型,探究電纜的特性阻抗在遭受不同形式及不同程度的電纜軟故障的影響情況,以驗證選擇特性阻抗作為描述電纜軟故障情況的合理性。其次,將電纜軟故障的問題看成是一個逆散射問題,通過對理想電纜的傳輸線模型進行分析,推導出電纜波動方程的一維薛定諤方程形式,實現(xiàn)對電纜的逆散射問題的數(shù)學建模。再給出逆散射理論中蓋爾芬德-萊維坦方程的具體求解過程,完成對薛定諤方程中勢函數(shù)的重建,根據(jù)特性阻抗和勢函數(shù)的關(guān)系實現(xiàn)對電纜特性阻抗的重構(gòu),通過分析重構(gòu)后的特性阻抗判斷電纜的軟故障情況,并設計相應的軟故障仿真算例以實現(xiàn)對該軟故障檢測方法的驗證。最后,對實際電纜的損耗問題進行深入研究,了解電纜對信號衰減的過程,給出對實際電纜的散射參數(shù)進行衰減補償?shù)姆椒?實現(xiàn)基于逆散射理論的電纜軟故障檢測方法在實際電纜軟故障檢測中的應用。使用RG58-SYV-50-3型同軸電纜設計了電纜的實際軟故障模型,用于檢驗基于逆散射理論的電纜軟故障檢測方法在實際電纜軟故障的檢測中應用的有效性。在檢驗中對所使用的矢量網(wǎng)絡分析儀在測取電纜散射參數(shù)時存在的局限性展開探討,得出使用矢量網(wǎng)絡分析儀對電纜進行檢測時,其總衰減不能超過-40d B的結(jié)論,并使用三次樣條插值方法補充實測中在0Hz時所缺失的值。檢驗的結(jié)果表明基于逆散射理論的電纜軟故障檢測方法在實際電纜軟故障的檢測中誤差不超過5Ω。
【圖文】：

圖 1-1 電橋法等效電路2R 合適的阻值，并調(diào)節(jié)可變電位器4R 的阻電橋兩端的電位相等，即電橋達到平衡狀態(tài)測電纜等效電阻3R 的電流相等，流經(jīng)電阻歐姆定律得：3 1 4 2R R R /R般情況下導體中電阻的分布是均勻的，如果線纜的長度 l 可以由下面的公式得到：3l R /r理簡單、測量準確度高等優(yōu)點。但是電橋法在兩側(cè)同時準確地接入電纜的兩端，然而在合，只能找到電纜的一端。除此之外，電纜纜的阻值會隨著溫度的變化而變化，從而影檢測方法，，但該方法并沒有被淘汰，因為該度，可在不受電纜使用場合限制的情況下應

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文只能測試特定類型的故障。電阻電橋法只能檢測短路類型的故障，而電容要用于測試電纜斷路類型的故障。因此，電橋法在實際的故障檢測中具有限性。2 電纜故障的反射測量方法.1 電纜故障檢測的時域反射法時域反射測量技術(shù)（Time-Domain Reflectometry , TDR）是隨高速脈沖技術(shù)來的一種很有效的測量技術(shù)[12-14]。TDR 檢測技術(shù)經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展，因泛是目前在測量系統(tǒng)中常用的測量方法[12]。時域反射儀的結(jié)構(gòu)原理如圖 其主要由信號發(fā)生器和高速的數(shù)據(jù)采集卡組成。時域反射儀工作時由信號生測試信號加載到待測電纜中，當電纜存在故障時一般表現(xiàn)為特性阻抗失，對載入的測試信號會在故障位置發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，反射的信號經(jīng)過的傳輸后回到測試端由高速信號采集卡讀取。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM75

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 文習山;宋周;譚波;楊建軍;郜春潮;王林春;;銅覆鋼接地導體的電氣性能[J];高電壓技術(shù);2015年02期

2 丁科,宋守根,謝忠球;逆散射理論的發(fā)展及應用前景[J];地球物理學進展;2005年03期

相關(guān)博士學位論文 前3條

1 徐航;微波混沌在電纜和光纖故障檢測中的應用研究[D];太原理工大學;2015年

2 劉輝;電纜故障診斷理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學;2012年

3 宋建輝;基于時域反射原理的電纜測長若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 李超群;紅外成像技術(shù)及在天津電網(wǎng)電纜設備的應用研究[D];天津大學;2013年

2 柏思忠;基于SOPC和TFDR的電纜故障檢測儀設計和實現(xiàn)[D];重慶大學;2007年

本文編號：2602752