【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及漏缆故障定位，尤其涉及一种漏缆故障诊断和定位方法。
技术介绍
1、漏缆全称泄漏同轴电缆，因其既能传输信号又能辐射信号的优点被广泛应用于轨道交通的通信系统中。但随着通信系统使用时间的增长，漏缆开始出现老化、接头松动等故障，从而影响通信可靠性，威胁轨道交通安全。因此，需要及时发现漏缆故障以及精准定位故障位置，以完成对漏缆的维修或更换。
2、目前，漏缆故障诊断和定位的主要方法有时域反射法和频域反射法。时域反射法向待测漏缆发送脉冲信号，通过分析反射回波的极性和时间差来进行故障检测和定位，此方法对于漏缆中故障点阻抗变化程度较小或故障点离信号源端口较远的情况下准确度不够高；频域反射法通过发射扫频信号并分析反射回波的频域信息来实现漏缆故障定位，但传统的频域反射法为获得精准的故障位置信息，需要信号源具有高的测试频带和多的测试点数，测试电路复杂，且只能确定故障的有无，不能对故障类型进行明确的判定。
技术实现思路
1、为克服现有方法的不足，本专利技术提出一种漏缆故障诊断和定位方法。此方法利用矢量网络分析仪向待测漏缆输入等频率间隔的单音扫频信号，通过矢量网络分析仪测得待测漏缆不同频率下的散射参数s11，并针对s11的数据进行特定的处理分析从而完成故障点定位和故障类型的判断。该方法对于故障定位准确度较高，测试电路简便，还可以准确地诊断漏缆发生故障的类型。
2、为达到以上目的，本专利技术具体实现步骤如下：
3、步骤一、设置矢量网络分析仪的扫频范围为[fl,f
4、步骤二、将s11(k1)取复共轭，令其为s1'1(k1)，并倒序排列。
5、步骤三、将s11(k1)、-s1'1(k1)和(m-2n)个补零值组合成新序列s(k)，k＝0,1,2,...,m-1，具体组合方式如式(1)所示：
6、
7、步骤四、对s(k)加窗处理：
8、sw(k)＝s(k)×w(k) (2)
9、式(2)中的窗函数w(k)为：
10、
11、步骤五、将sw(k)进行快速傅里叶逆变换得到sw(n)。
12、步骤六、将sw(0),sw(m-1)赋为零值，得到s'w(n)，如下式(4)所示：
13、
14、步骤七、取|s'w(n)|中最大值的下标，记为n'，“||”表示复数取模。设定漏缆故障检测门限值为θ，当|s'w(n')|＞θ时，表示漏缆发生故障，此时将n'按下式(5)转换为漏缆故障点距输入端的距离：
15、
16、式(5)中，vp为电磁波在漏缆中的传播速度，通过此式可以完成漏缆故障点定位，并执行后续步骤八至步骤十二；当|s'w(n')|≤θ，则表示没有发现漏缆故障，流程终止。
17、步骤八、将步骤三中的s(k)做快速傅里叶逆变换，得到s(n)。
18、步骤九、将s(n)逐点累积求和得到e(m)。
19、步骤十、已知步骤七中漏缆故障定位的结果为d，|s'w(n)|的最大值下标为n'，则取e(n')来判断故障类型。设置漏缆短路门限值为θs，漏缆断路故障门限值为θo，漏缆低阻故障门限值为θl，具体判断方法如下：
20、当e(n')≤θs时，漏缆故障判定为断路故障；
21、当θs＜e(n')≤θl时，漏缆故障判定为低阻故障；
22、当θl＜e(n')≤θo时，漏缆故障判定为高阻故障；
23、当θo＜e(n')时，漏缆故障判定为断路故障。
24、步骤十一、取步骤一的漏缆散射参数s11(k1)，按下式(6)计算：
25、
26、式(6)中γl表示漏缆反射系数，e为自然对数，f表示s11(k1)对应的扫频频率，f＝δf,2δf,...,nδf。
27、步骤十二、设置容性阻抗门限值为θc，该门限值为负数，感性阻抗门限值为θp，该门限值为正数，式(6)中计算得到的γl为复数，取其虚部进行如下判断：
28、若：
29、imag(γl)＞θp (7)
30、则故障点阻抗为感性；
31、若：
32、imag(γl)＜θc (8)
33、则故障点阻抗为容性；
34、若：
35、θc＜imag(γl)＜θp (9)
36、则故障点阻抗为纯电阻。式(7)、式(8)、式(9)中的“imag()”表示取虚部值。
37、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
38、相比于常规方法，本专利技术测量电路简便，只需将漏缆接入矢量网络分析仪得到频域反射数据，并针对s11数据进行特定的处理分析从而获得故障点定位，同时也可以精确直观地诊断漏缆故障点的故障类型和阻抗值，并且对于漏缆中故障点阻抗变化程度较小或者故障点离信号源端口较远的情况下准确度较高。
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1.一种漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤一具体过程为：设置矢量网络分析仪的扫频范围为[fl,fh]，且设置频率间隔为Δf，此时扫频点数为地板函数；
3.根据权利要求2所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤三所述新序列S(k)具体组合方式为：
4.根据权利要求3所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤四所述加窗处理如下：
5.根据权利要求4所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤六所述s′w(n)如下所示：
6.根据权利要求5所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤七具体过程如下：取|s′w(n)|中最大值的下标，记为n′，“||”表示复数取模；
7.根据权利要求6所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤十具体过程如下：
8.根据权利要求7所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤十一求漏缆反射系数ΓL具体如下：
9.根据权利要求8所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤一具体过程为：设置矢量网络分析仪的扫频范围为[fl,fh]，且设置频率间隔为δf，此时扫频点数为地板函数；
3.根据权利要求2所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤三所述新序列s(k)具体组合方式为：
4.根据权利要求3所述的漏缆故障诊断和定位方法，其特征在于，步骤四所述加窗处理如下：
5.根据权利要求4所述的漏缆故障诊断和定位...
【专利技术属性】
技术研发人员：易志强，丁雪涛，雷龙杰，张福洪，曾嵘，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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