基于扩展频域时域反射法的在线光伏阵列故障检测信号特性研究

基于扩展频域时域反射法(Spread Spectral Time Domain Reflectometry,SSTDR)的光伏阵列故障诊断方法存在检测盲区和衰减特性,有必要研究检测信号的性质以提高故障检测性能。首先,对检测信号在光伏阵列中的传输行为进行研究,探究不同信号参数对检测范围和精度的影响;其次,根据光伏电池的动态模型和排布规律,搭建光伏阵列故障检测仿真平台,通过断路故障仿真实验对结果进行验证,结果表明,改善信号能有效增强相关峰辨识能力,使光伏组件检测数量增加4块;最后,综合考虑检测盲区和衰减特性对检测性能的影响,提出基于SSTDR的光伏阵列故障检测信号选择策略,用以确定测距范围和最优信号参数。

基于时域反射法的电力电缆网络故障诊断方法研究

针对维护大规模老化电力电缆网络这一关键挑战,通过详细描述电力电缆中的信号传输物理模型,提取反射信号和透射信号中的故障特征,研究基于时域反射法的电力电缆网络故障诊断方法,实现电缆网络故障的快速辨识与定位;以最小单元Y型电缆网络为研究对象并建立其物理模型,利用分布式检测时测点之间的反射信号及透射信号所反映出的信号传播路径和阻抗不匹配信息,开展多源信息融合的电缆网络故障诊断方法研究;在Matlab/Simulink软件环境中搭建Y型电缆网络的故障仿真模型,通过设计不同主干、分支线路故障的仿真实验,验证了方法的有效性和适用范围,测量得到的故障距离相对误差限定在1%内。

面向电缆故障检测的布尔混沌时域反射法

针对基于混沌随机信号相关法的电缆故障检测方法存在的成本高、易引起误判的问题,提出了一种面向电缆故障检测的布尔混沌时域反射法。该方法将布尔电路产生的混沌信号分为2路:一路作为参考信号,另一路作为探测信号注入被测电缆;通过对参考信号和电缆故障点处的反射信号进行采样和相关运算,即可从相关峰的时间延迟和幅值信息中推断出故障点的位置和故障类型。电缆故障测试结果表明,布尔混沌时域反射法可以对电缆的短路、断路和阻抗失配等故障进行检测,且测量范围和空间分辨率分别可达到900m和0.1m。

时域反射法(TDR)测定红壤含水量的精度

研究了两种TDR仪在红壤上的应用，结果表明红壤性质对TDR仪测定土壤含水量的精度有影响，不经过重新标定，Trase系统的精度在5％以内，FOM／mts的精度大于5％。

时域反射法测量膨胀土含水量试验研究

通过对探管式TDR仪现场测量膨胀土含水量误差来源的分析,认为膨胀土的黏性以及土体收缩时产生的土与管壁之间的间隙是主要影响因素。在此基础上设计了3种类型的室内试验进行定量分析。试验结果表明:由于膨胀土的黏性大,土中结合水含量高、介电常数小,因此TDR仪测得的体积含水量θ比烘干法得到的θw低,但两者之间具有良好的对应关系,可通过线性拟合获得满意的标定效果;由土体收缩产生的间隙分为环管壁间隙和径向间隙两种,环管壁间隙对含水量测量影响较大,只要存在1mm的间隙,可导致低估40%的体积含水量,且误差随含水量的增加而增大,而径向间隙对测量结果影响较小,在试验尺寸范围内,最大误差不超过5%,产生这种结果的原因是TDR探头测量敏感度随测量距离增大而迅速衰减。最后通过现场实测数据对试验结果进行验证并提出改进措施。

光时域反射法在民航飞机光纤通信系统中的检测技术与分析

介绍了民航飞机光纤通信的理论基础和实现架构,简要分析了基于光子计数的光时域反射法(PC-OTDR)的理论依据和工作原理。通过测试分析,验证了PC-ODTR是目前民航飞机光纤缺陷检测最准确可靠的方法,并总结出缺陷检测特征曲线,对保障航空安全和提高运营效率具有实际指导意义。

基于时域反射法土壤探头的性能研究

TDR时域反射法(Time Domain Refletrometry)是近些年发展起来的一种测定土壤含水量的新技术,因其快速、简便、高可靠性、高精度等优点受到越来越多的关注。为此,介绍了基于相位检测的TDR时域反射法土壤探头的测试原理以及结构组成,从理论上推导出该土壤探针采用PVC绝缘涂层和增加探针首端与同轴电缆间的阻抗变换能够有效地增大测量值的线性范围,改善土壤水分含量与信号传播时间间的线性关系。从土壤针绝缘涂层的对比实验和阻抗变换影响的对比实验中验证了上述结论。

基于小波变换的时域反射法对岩土体变形监测信号的多尺度分析

为更加充分、准确、高效地利用TDR法岩土体变形监测过程中实时得到的同轴电缆反射信号,提出以Haar小波变换对该信号进行多尺度分析,利用大尺度下细节信号特征识别后期岩土体变形失稳发生区域,并将其应用于两个工程实例中。结果表明:运用小波变换分析电缆反射信号不仅能从岩土体变形初期TDR测试仪接收信号中较为准确地突显后期导致岩土体失稳的剪切变形区域或位置,而且可以通过多个不同时点原始信号小波分析结果的对比,直观地获知岩土体内部相应时段内发生运动变形的区域。因此,运用该方法可充分挖掘同轴电缆反射信号中内含的岩土体变形信息,对有效实现岩土体早期变形失稳预警具有积极的意义。

用时域反射法为集成电路封装建模

本文前半部分综述怎样用时域反射（TDR）法[1]，来为半导体器件和集成电路的封装建工物理模型，并指出怎样测量出模型中各个有关参数，如电感、电容、耦合电感和耦合电容值等。后半部分笔者用地质学中使用的分层结构Z－Profile算法，使得建模精度有很大提高。由于所用方法、仪器简单，测量数据准确，是一个很好的科学研究工具，在生产实践中也有实用和经济价值。

基于时域反射法(TDR)的接地极监视系统工程应用

本文介绍了时域反射法(TDR)的基本原理,从接地极线路监视系统的结构方面介绍了西门子PEMO 2000系统在直流输电工程中的应用,分析了其在运行中存在的不足之处,提出了改进措施。

时域反射法在核级电缆状态监测的应用

核级电缆在核岛内敷设,长度通常从几十米到几百米不等,核级电缆的故障定位和维修是电厂故障排查的难点之一。对核级电缆的故障模式进行了分析,对时域反射法的原理和测量方法进行了推算,对时域反射法在核级电缆状态监测和预测性维修领域的应用进行了探讨。

基于螺旋平行线与时域反射法的地面塌陷变形测量技术研究

简述了当前对地面塌陷测量技术的缺陷,并提出一种新型的测量方法。说明了螺旋平行线的结构,并对其电路特性进行了分析推导,得出其特性阻抗随拉伸变形增大而增大;且介电常数对其特性阻抗影响较小的结论。说明了结合螺旋平行线的时域反射法TDR方法可应用于地面塌陷的测量,拉伸变形量反映地面塌陷程度,反射信号的波峰对应的位置即为地面塌陷变形的位置。最后通过室内实验,并结合UVE-PLS的数学模型建立了螺旋平行线拉伸变形量与反射信号值的数学关系;并得到了较准确的预测结果。

基于四端法和时域反射法的土壤电导率测量研究

为探究电流-电压四端法和时域反射法两种接触式测量方法在不同质地土壤和不同含盐量、含水率土壤的适用性,设计基于"电流-电压"四端法的土壤电导率测量仪,对其标定并与时域反射法进行对比试验。标定结果表明,当电导率在0~14mS/cm范围内时,该仪器具有较高准确度。不同含水率的对比试验结果表明,四端法和时域反射法在一定含盐量范围内都具有较好的线性度;而当砂质壤土含水率为20%、含盐量大于0.6%时,四端法电导率测量仪测得的电导率基本保持不变;当粉质黏土含水率较低和较高时,电导率均变化不大,因此在使用时应尽量避免在土壤含水率较低和较高时进行测量。不同质地土壤的对比试验表明,四端法和时域反射法均在含盐量较低时受土壤质地影响较小,在含盐量较高时受土壤质地影响较大。

探针插入深度对时域反射法反演白桦树干含水率精度的影响

时域反射法(time domain reflectometry,TDR)用于反演活立木含水率时颇具潜力,但是其反演精度依赖于探针插入深度的合理选取。利用白桦圆盘,分别在不同探针插入深度(2,4,6和8 cm)下,采用TDR设备测量试件在不同含水率(绝干至饱湿)时的电磁波传播时间,深入分析了电磁波传播时间与含水率及插入深度之间的关系,构建了不同深度下的含水率校准方程,比较了模型(校准方程)精度,并最终优选了合适的探针插入深度。研究表明:电磁波传播时间对含水率和探针插入深度具有良好的敏感性,随含水率和插入深度的增大而增加;4,6,8 cm插入深度下,电磁波传播时间对不同试件和含水率均具有稳定一致的变化规律,而2 cm插入深度的数据规律不明显;分别将4,6,8 cm插入深度下的传播时间和体积含水率数据综合到一起,各自随机选取70%的数据(24组)作为训练样本构建校准方程,其余30%(9组)作为验证样本,结果发现4 cm插入深度时预测值相比验证样本真实值的平均误差和均方根误差均最小,分别为2.97%和3.84%;最后分别将4,6,8 cm插入深度下的所有数据用于构建校准方程,通过残差图去除异常点后,校准方程的决定系数R 2分别为0.96,0.92,0.89。这表明在应用所构建的校准方程测量白桦活立木树干含水率时,最佳的探针插入深度是4 cm,该条件下校准方程的预测精度和拟合精度最好,且与6和8 cm插入深度相比,可有效降低钻孔难度,减小对活立木树干的损伤。

基于时域反射法的航空电缆故障定位技术研究

作为飞机的重要组成部分,电缆对飞行安全以及飞机性能的实现起着至关重要的作用。针对航空电缆装机后故障难以定位的情况,首先研究了基于TDR技术的电缆故障定位方法并分析典型故障波形,然后搭建试验平台,开展电缆短路和断路故障试验,其结果不仅验证了基于TDR原理的电缆故障定位方法的正确性,并且得到了有效的电缆典型故障判据及典型故障波形,能够指导机载电缆故障的识别及定位,一定程度上缩短了排故时间。

扩展频谱时域反射法的理论与实验研究

电缆在线监测技术对航空电缆故障检测具有重要意义,扩展频谱时域反射法(Spread Spectral Time Domain Reflectometry,SSTDR)是一种能够在线监测电缆故障的有效方法。本文分析了SSTDR的原理,建立了SSTDR的仿真平台并以FPGA为核心搭建了其实验系统。仿真和实验结果表明,该方法对携带通信信号的电缆能够实时监测。最后,根据理论和实验,得出了该方法的定位精度,分析了其适用范围。

基于时域反射法的电缆受潮中间接头定位的研究

随着城市化率的提高,电力线路配电网的电缆化率也在逐年上升。针对电缆线路埋设在地下导致隐患和故障查找较困难,南方地区因气候潮湿造成电缆进水受潮情形较常见的问题,对电缆受潮的判断与定位进行研究,通过在MATLAB/Simulink中分别对电缆本体、中间接头和水树枝进行建模、仿真,提出了一种基于时域反射法(TDR)的电缆受潮定位方法,拓展了时域反射法在电缆缺陷、故障处理中的应用场景,给电缆受潮定位提供了一种新的思路。最后通过两个实例,论证了该方法的有效性。

基于时域反射法的高压电缆带电局放定位技术的研究

对高压电缆进行带电局放检测非常重要,但是现有的高压电缆带电局部放电检测难以对局放源进行准确定位,虽然离线的电缆局放测试系统可以进行局放定位,但需要进行停电试验,本文将初步探索基于时域反射法的高压电缆局放定位技术,初步研究带电状态下的高压电缆局放脉冲波传播理论分析,初步研究高压电缆的时域反射局放检测和定位的方法.

时域反射法探测桩身缺陷的模型试验研究

为验证时域反射法对桩身缺陷的检测效果,设计了时域反射技术检测桩基完整性的模型试验,分别针对不同介质(空气、干土和湿土)环境中的有缺陷桩和无缺陷桩进行检测,验证时域反射法对于预设缺陷的检测效果,并分析缺陷位置和缺陷数量、桩周介质类型等因素对检测结果的影响。研究结果表明,时域反射法可以用于检测桩身缩颈缺陷,在模型桩缺陷段和桩底位置能获得较清晰的反射信号;电磁波传递过程中发生的衰减、频散、介质不连续等导致电磁波实测波形和理论波形存在差异;不同介质中电磁波的波速变化导致缩颈缺陷探测结果与实际情况存在一定偏差,但误差仍处于实际工程要求的精度范围内。

基于时域反射法的套筒灌浆料介电特性试验研究

金属套筒连接作为装配式混凝土结构重要的节点连接方式,其可靠性是装配式构件节点有效连接的重要保障。本文提出一种基于时域反射(TDR)测试原理的套筒灌浆质量检测方法,为验证该方法的可行性,设计了不同灌浆料、配合比、接触状态的套筒灌浆料接触特性试验。利用TDR测试仪采集探针接触灌浆料过程中的介电信号,运用含水率与介电信号典型函数关系式对采集的信号进行对比分析,研究探针接触套筒灌浆料过程中介电特性变化规律,进而对套筒灌浆质量进行有效判别。试验研究表明:时域反射法可有效判别套筒灌浆料接触状态;探针在接触灌浆料前后电介质信号存在明显差异;套筒灌浆料配合比在12%时,三种试验灌浆料接触性能测试变化规律具有一致性,配合比在18%、24%时,测试效果规律性不强;在灌浆料接触性能测试过程中,灌浆料体积含水量和介电常数变化规律相似,能较好判别探针是否接触灌浆料。该试验验证了时域反射法应用于套筒灌浆质量检测过程的可行性,为装配式混凝土结构套筒灌浆质量检测提供了新的解决方案。