Real Time Power Monitoring Detection Based on Sequence Time Domain Reflectometry Approach

Sequence Time Domain Reflectometry (STDR) have been demonstrated to be a powerful technique for detecting the length of cable or length of open circuit or short circuit cables. Using this method along with using smart meter on the main electrical panel board to monitor consumption if load at each circuit, enable user to monitor power consumption at each node (power outlet) only by operating a smart digital meter and an STDR circuitry on each circuit at the main electrical panel board. This paper introduces this method and examines it on dead-wire and energized wire with a load connected across it. Experimental results are demonstrated for both types. Test result show the potential application of this approach to provide consumption information and potential cost saving via feedback for users.

电缆故障识别的归一化STDR分析方法

序列时域反射法(STDR)是常用的电缆故障检测方法,但传统的STDR方法只能识别基本的短路与开路故障,而不能识别诸如高阻、低阻等其他类型的故障,在精确的电缆故障诊断应用中受限。本文提出一种电缆故障识别的归一化STDR分析方法,该方法根据入射信号(m序列)的自相关峰值及入射信号与反射信号的互相关峰值之间的时间差来确定故障点的位置,并建立基于互相关峰值归一化的电缆负载阻抗估算方法,通过精确计算故障点处的负载阻抗从而实现故障类型的精确识别。电缆故障实验研究表明,电缆故障定位误差≤0.25%,电缆负载阻抗的估算值与真实值的相关度≥98.80%,验证了该方法的有效性。电缆故障识别的归一化STDR分析方法既保证了故障定位精度,也实现了对故障点负载阻抗的精确估算,从而实现对短路、开路、高阻、低阻等多种故障类型的精确识别,突破了传统STDR方法只能识别短路与开路故障的局限。

基于SSTDR的飞机电缆故障定位脉冲序列源设计

发射信号是影响SSTDR在飞机电缆故障检测与定位中准确度和精度的关键因素,为实现高精度电缆故障检测,根据飞机电缆特点设计脉冲序列源。脉冲序列源根据飞机电缆测试范围短、精度要求高的特点,采用FPGA结合高速DDS芯片生成ns级BPSK调制的脉冲序列,采用放大电路实现脉冲信号幅值可调,并利用接口电路实现阻抗匹配。经过对脉冲序列源性能测试和电缆实测,测试结果表明序列源能产生幅值为3-7 V,码片宽度为20-60 ns,长度为7-127可调的PN码;该序列源测试盲区控制在2m以内,测试精度能达到0.5 m,满足飞机电缆故障精确定位的需求。

混沌扩频多根电缆故障在线同步诊断研究

针对实际飞机电源系统电缆布线复杂,数量多的问题,本文基于现有的单根电缆故障检测成本高、效率低、检测难度大的研究现状,利用混沌序列对初值敏感(初值不同信号干扰小)、序列数量巨大的特点,提出将混沌序列用于飞机多根电缆故障在线同步诊断的方法.解决了扩展频谱时域反射法(Spread Spectrum Time Domain Reflectometry,SSTDR)中采用相同m序列进行同步诊断时相互干扰、易误判问题,m序列数量限制导致的检测数量问题.研究发现其尖锐的自相关特性能够较好应用于单根电缆故障诊断,故障特征明显;其良好的互相关特性能够同时进行多根电缆的故障诊断,抗干扰性好;结合混沌序列数量多的优势,其能够推广应用于复杂电缆故障的在线诊断.实验结果表明混沌扩频电缆故障诊断方法可有效实现多根电缆故障的同步诊断,定位误差在20cm以内,检测率达90%以上.

基于相关序列脉冲的布里渊光时域反射测量系统解码方法研究

布里渊光时域反射测量(BOTDR)系统空间分辨率和传感距离存在相互制约的关系。相关序列脉冲编码技术可用于解决这一矛盾,但直接对编码脉冲的布里渊散射采样信号进行解码,会因采样时间间隔小于编码单位脉冲宽度而导致解码信号的失真,从而降低了系统空间分辨率和测量精度。分析了直接互相关解码对BOTDR系统空间分辨率的影响,提出一种基于重采样的互相关解码方法,该方法解决了直接相关运算造成的系统性能降低问题。实验中用512bit 20ns的互补序列在20km光纤末端获得2m的空间分辨率。实验结果表明,与直接互相关的解码方法相比,基于重采样的互相关方法是一种有效的序列脉冲BOTDR信号解码方法。