實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：多分支電纜故障定位系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

　　研究方向：不同調(diào)制比檢測(cè)信號(hào)及偽盲區(qū)驗(yàn)證、多分支定位信號(hào)預(yù)處理驗(yàn)證、多分支故障定位策略驗(yàn)證、時(shí)延估計(jì)優(yōu)化算法驗(yàn)證、自適應(yīng)閾值曲線定位驗(yàn)證、多物理場(chǎng)波速擬合與超頻率估計(jì)精度提升驗(yàn)證

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>該論文以梅森旋轉(zhuǎn)法生成偽隨機(jī)序列的擴(kuò)展頻譜時(shí)域反射法為核心技術(shù)，針對(duì)海底多分支電纜故障定位難、精度低等問(wèn)題，提出可控阻波磁環(huán)與無(wú)線開(kāi)關(guān)組合的多分支故障檢測(cè)策略，并通過(guò)反射信號(hào)預(yù)處理、優(yōu)化時(shí)延估計(jì)算法、構(gòu)建多物理場(chǎng)波速擬合模型及自適應(yīng)閾值曲線等手段優(yōu)化定位精度，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法可實(shí)現(xiàn)多分支電纜故障精準(zhǔn)定位，且定位精度與缺陷故障敏感度均得到顯著提升。

　　測(cè)試設(shè)備：功率放大器(Aigtek的ATA-1220E)、Y型分支電纜、上位機(jī)、示波器、無(wú)線開(kāi)關(guān)、屏蔽磁環(huán)、信號(hào)源、FPGA芯片、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊。

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：先搭建以FPGA為主控，集成ADC/DAC、功放、無(wú)線磁環(huán)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，模擬Y型多分支電纜與海水環(huán)境。隨后測(cè)試不同調(diào)制比信號(hào)對(duì)200m斷路及6m盲區(qū)故障的檢測(cè)效果，驗(yàn)證PHAT加權(quán)指數(shù)抑制法等優(yōu)化算法的盲區(qū)定位能力；對(duì)50m分支、100m缺陷故障的反射信號(hào)做預(yù)處理，提升缺陷故障敏感度；通過(guò)控制磁環(huán)通斷實(shí)現(xiàn)故障支路精準(zhǔn)區(qū)分；測(cè)試兩種優(yōu)化時(shí)延算法的單路及多分支故障檢測(cè)性能；最后驗(yàn)證自適應(yīng)閾值曲線的遠(yuǎn)距離故障識(shí)別能力，以及多物理場(chǎng)波速擬合、超頻率估計(jì)的定位精度提升效果。

圖1系統(tǒng)控制框圖

圖2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

　　1、不同調(diào)制比及偽盲區(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，調(diào)制比0.4時(shí)檢測(cè)效果優(yōu)，PHAT加權(quán)指數(shù)抑制法與改進(jìn)SCOT加權(quán)函數(shù)法可實(shí)現(xiàn)3~8m盲區(qū)內(nèi)故障直接定位且故障距離越大定位誤差越小。

　　2、多分支定位信號(hào)預(yù)處理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，均值比例去疊加結(jié)合自適應(yīng)閾值修正小波去噪的預(yù)處理方式，能顯著提升對(duì)特征阻抗變化不明顯的缺陷故障的敏感度，可識(shí)別50m分支節(jié)點(diǎn)和99.424m缺陷故障。

　　3、自適應(yīng)閾值曲線定位實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，自適應(yīng)閾值曲線可適配不同距離的信號(hào)衰減，能有效識(shí)別遠(yuǎn)距離衰減故障，檢測(cè)效果優(yōu)于傳統(tǒng)固定閾值。

　　4、多物理場(chǎng)波速擬合與超頻率估計(jì)精度提升實(shí)驗(yàn)證明，多物理場(chǎng)波速擬合可使定位精度提升約6%，10組采樣的超頻率估計(jì)法能再提升約0.3%定位精度且采樣組數(shù)越多提升效果越顯著。

圖3多分支故障檢測(cè)結(jié)果

　　產(chǎn)品推薦：ATA-1220E

圖：ATA-1220E寬帶放大器指標(biāo)參數(shù)

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