一种多量程合成全量程全景测试脉冲的方法技术

一种多量程合成全量程全景测试脉冲的方法，包括以下步骤：1)将电缆测试范围按照满量程划分3‑5个量程；2)根据步骤1)3‑5个量程选择对应个数3‑5种不同脉冲：并按照以下方式选择：4)3‑5种测试脉冲应有合理的脉宽以及脉冲间隔；4)由微处理器驱动高频高压电子开关定时通断输出，将3‑5个量程的3‑5种不同脉宽的测试脉冲合成一组测试脉冲一次或多次输出作为全景测试脉冲。这种方法应用于电缆故障定位可以免量程设置，无测试盲区，降低了对操作人员的现场经验要求和技术基础要求，避免误判，定位准确，操作简单，实施方便。

A Method of Synthesizing Full Range Panoramic Test Pulse with Multiple Ranges

【技术实现步骤摘要】
一种多量程合成全量程全景测试脉冲的方法
本专利技术涉及一种脉冲合成方法，具体涉及一种多量程合成全量程全景测试脉冲的方法。
技术介绍
随着各种电气绝缘材料技术及新能源技术的快速发展，各种输送电力能源的高压电缆亦得到了快速发展，它节省空间、美观、环保、安全。但是，城市化快速发展中市政建设和市政改造施工，以及高压电缆用量快速增加则引起了电缆故障的增加，危及电网安全运行，如何提高电缆故障的定位效率，缩短电缆故障抢修时间显得愈加重要，传统电缆故障检测仪器中存在较多的依据现场情况对电缆故障检测仪器进行合理设置的操作，较多的依赖运维人员的现场工作经验，对电缆运维人员的技术基础及现场工作经验要求较高。电缆故障定位仪器，业内一般称为电缆故障测试仪，为了保证测试准确，它的测试范围一般是满量程20km，或者30km，50km，100km，200km，并且将满量程分为2-6个测试量程。这里的20km，30km或50km满量程常常对应了陆地电缆的长度范围，50km，100km或200km满量程常常对应了海底电缆的长度范围，每个量程对应了相应的测试脉宽和不同的测试采样频率，仪器使用时由现场操作人员根据实际情况人工设置合理选择测试量程进行电缆故障测试，限于操作人员的现场经验及技术基础，测试量程的正确设置对电缆故障定位的效率影响很大，特别是遇到长电缆的近端故障时，甚至常常造成电缆故障定位失败。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种多量程合成全量程全景测试脉冲的方法,用于电缆故障定位，适用采用此方法设计电缆故障定位仪器，这样的仪器操作简单，可以实现免量程设置、无测试盲区、波形显示特征明显、细节清楚，一次完成全量程全景测试，具有显著降低对电缆故障定位操作人员现场经验和技术基础依赖的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多量程合成全量程全景测试脉冲的方法，包括以下步骤：1)将电缆测试范围按照满量程划分3-5个量程；2)根据步骤1)3-5个量程选择对应个数3-5种不同脉冲：并按照以下方式选择：测试脉冲在电缆中传输有衰减，且窄脉冲的脉冲能量小、等效频率高，因此衰减更快，传输距离小；宽脉冲的脉冲能量大、等效频率低，因此衰减慢，传输距离远，当反射脉冲与其发射脉冲有重叠时不易分辨反射脉冲的起始时间点，造成测试盲区，因此，小量程应该选择用较窄的测试脉冲，大量程应该选择用较宽的测试脉冲进行测试；3)3-5种测试脉冲应有合理的脉宽以及脉冲间隔；根据电缆中电波传输与反射的距离公式：其中,L是故障距离m，v是测试脉冲在电缆中的电波传输速度,v＝172m/us，lt是测试脉冲反射波与发射波的时间差(uS)；4)由微处理器驱动高频高压电子开关定时通断输出，将3-5个量程的3-5种不同脉宽的测试脉冲合成一组测试脉冲一次或多次输出作为全景测试脉冲。本专利技术的有益效果是：本专利技术的实施可以使采用此方法设计的电缆故障定位仪器可以免量程设置、无测试盲区、波形特征明显、细节清楚，实现全量程全景一次测试，具有显著降低对电缆故障定位操作人员现场经验和技术基础依赖的优点，提高电缆故障抢修效率。附图说明图1为本专利技术的3量程3种脉宽的测试脉冲合成一组一次输出示意图。图2为本专利技术的4量程4种脉宽的测试脉冲合成一组一次输出示意图。图3为本专利技术的5量程5种脉宽的测试脉冲合成一组一次输出示意图。其中，本专利技术的多量程合成测试脉冲多次输出就是上图示意图的多次重复输出。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进一步叙述。如图1，图2，图3所示，一种多量程合成全量程全景测试脉冲的方法，包括以下步骤：1)将电缆测试范围按照满量程划分3-5个量程；2)根据步骤1)3-5个量程选择对应个数3-5种不同脉冲：并按照以下方式选择：测试脉冲在电缆中传输有衰减，且窄脉冲的脉冲能量小、等效频率高，因此衰减更快，传输距离小；宽脉冲的脉冲能量大、等效频率低，因此衰减慢，传输距离远，当反射脉冲与其发射脉冲有重叠时不易分辨反射脉冲的起始时间点，造成测试盲区，因此，小量程应该选择用较窄的测试脉冲，大量程应该选择用较宽的测试脉冲进行测试；3)3-5种测试脉冲应有合理的脉宽以及脉冲间隔；根据电缆中电波传输与反射的距离公式：其中,L是故障距离m，v是测试脉冲在电缆中的电波传输速度,v＝172m/us，lt是测试脉冲反射波与发射波的时间差(uS)；4)由微处理器驱动高频高压电子开关定时通断输出，将3-5个量程的3-5种不同脉宽的测试脉冲合成一组测试脉冲一次或多次输出作为全景测试脉冲。实施例下面以图2所示的4量程4种脉宽的测试脉冲合成一组测试脉冲一次输出示意图为例具体说明。按目前国内海底电缆最长小于100km，本方法示例取满量程160km，完全满足国内市场陆地电缆和海底电缆兼容使用的技术需求；同时，考虑到了超长海底电缆的发展需求，也考虑兼顾架空线路的故障测试的需求。再将160km满量程根据应用对象划分为以下四个测试量程：750m，适用短电缆，以及长电缆的近端故障测试；3.3km，适用大部分的陆地电缆故障测试；33km，适用陆地电缆中少部分的超长电缆故障故障测试；同时，适用大部分海底电缆故障测试；160km，适应海底电缆中较长及超长电缆的故障测试。应用脉冲法测试电缆故障的方法中有两个物理现象会对测试脉冲的脉宽选择有技术限制：一是，测试脉冲在电缆中传输有衰减，且窄脉冲的脉冲能量小、等效频率高，因此衰减更快，传输距离小；宽脉冲的脉冲能量大、等效频率低，因此衰减慢，传输距离远。二是，当反射脉冲与其发射脉冲有重叠时不易分辨反射脉冲的起始时间点，造成测试盲区。因此，小量程应该选择用较窄的测试脉冲，大量程应该选择用较宽的测试脉冲进行测试。750m量程对应测试脉冲1的脉宽选择及与量程3.3km对应测试脉冲2的脉冲时间间隔的选择：这里，结合技术上实现的方便程度，本示例测试脉冲1选择脉宽40nS对应750m小量程，根据电缆中电波传输与反射的距离公式：其中L是故障距离(m)，v是测试脉冲在电缆中的电波传输速度(对于市场上普遍使用的交联聚乙烯电缆它是一个常数：172m/us)，lt是测试脉冲反射波与发射波的时间差(uS)。测试脉冲1的脉宽是40nS，据上述公式其对应的测试盲区是3.44m，考虑测试仪器的测试连接线长度会等效到被电缆测试范围当中，故这时测试仪器可以做到无测试盲区。测试脉冲1在电缆中传输必然会有衰减，根据电缆的材料特性以及工程实践它可以满足1km左右的电缆故障测试。因此，本示例选择取量程750m对应的测试脉冲1的脉宽是40nS，应该是合理的。根据公式：距离用测试脉冲1测试750m位置的电缆故障时，应该保证至少一次反射波的反射时间，其后应保留8.7uS+40nS的反射波反射时间,这个时间就是测试脉冲2与测试脉冲1的最小时间间隔；如果要测到二次反射脉冲则这个时间要求2×8.7uS+40nS；如果要测到三次反射脉冲则这个时间要求3×8.7uS+40nS。3.3km量程对应测试脉冲2的脉宽选择及与量程33km对应测试脉冲3的脉冲间隔的选择：本示例选择测试脉冲2的脉宽是200nS对应3.3km量程，根据电缆中电波传输与反射的距离公式：测试脉冲2的脉宽是200nS，据上述公式其对应的测试盲区是17.2m，但本方法示例是四量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多量程合成全量程全景测试脉冲的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将电缆测试范围按照满量程划分3‑5个量程；2)根据步骤1)3‑5个量程选择对应个数3‑5种不同脉冲：并按照以下方式选择：测试脉冲在电缆中传输有衰减，且窄脉冲的脉冲能量小、等效频率高，因此衰减更快，传输距离小；宽脉冲的脉冲能量大、等效频率低，因此衰减慢，传输距离远，当反射脉冲与其发射脉冲有重叠时不易分辨反射脉冲的起始时间点，造成测试盲区，因此，小量程应该选择用较窄的测试脉冲，大量程应该选择用较宽的测试脉冲进行测试；3)3‑5种测试脉冲应有合理的脉宽以及脉冲间隔；根据电缆中电波传输与反射的距离公式：

【技术特征摘要】
1.一种多量程合成全量程全景测试脉冲的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将电缆测试范围按照满量程划分3-5个量程；2)根据步骤1)3-5个量程选择对应个数3-5种不同脉冲：并按照以下方式选择：测试脉冲在电缆中传输有衰减，且窄脉冲的脉冲能量小、等效频率高，因此衰减更快，传输距离小；宽脉冲的脉冲能量大、等效频率低，因此衰减慢，传输距离远，当反射脉冲与其发射脉冲有重叠时不易分辨反射脉冲的起始时间点，造成测试盲区，因此，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志龙，朱成东，刘智成，张洪陈，王学义，胡晓宏，
申请(专利权)人：西安福润德电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61