一种基于二次脉冲的海底电缆故障定位装置及方法

摘要

一种基于二次脉冲的海底电缆故障定位装置及方法，属于电缆检测技术领域。包括二次脉冲模块、传感器模块、信号调理模块、A/D转换模块以及进一步包括分类模块、滤波模块、重构模块、特征值提取模块与故障诊断模块的处理单元；采集海底电缆故障反射信号，经模数转换后再经调压、滤波处理后提取其特征值；构建特征值—故障点距离拟合模型；利用特征值—故障点距离拟合模型和基于多特征值的测距方法计算故障点位置。本发明利用FPGA并行处理机制的优点，对电缆反射的高、低频信号采用了不同的滤波方法，提高了信号的处理速度；充分考虑反射信号的多个特征值在故障点定位中的作用，采用基于多特征值的测距方法，提高了故障点定位的精度。

主权项

一种基于二次脉冲的海底电缆故障定位装置，包括利用二次脉冲法产生二次脉冲并注入海底电缆的二次脉冲模块，其特征在于：该装置还包括：传感器模块、信号调理模块、A/D转换模块和中央处理单元；所述传感器模块，用于采集海底电缆故障反射电信号，并将其送入信号调理模块；所述信号调理模块，用于接收传感器传送的海底电缆故障反射电信号，并对其进行调压、滤波后得到所需的模拟电信号输出给A/D转换模块；所述A/D转换模块，用于将其接收的模拟电信号转换为数字电信号，并输出给中央处理单元；所述中央处理单元，用于对接收的数字电信号进行滤波后提取其特征值，再采用基于多特征值的测距方法计算出海底电缆故障位置；其一步包括：分类模块：接收的数字电信号，并依据频率将所述数字电信号划分为高频信号和低频信号并均输出给滤波模块；滤波模块：分别利用变尺度平滑滤波方法、小波滤波方法对输入的高、低频信号进行滤波，并将滤波后的高、低频信号输出给重构模块；重构模块：将输入的高、低频信号重构为原始信号并输出给特征值提取模块；特征值提取模块：利用基于变量间信息的特征提取方法对重构的信号提取特征值并输出给故障诊断模块；所述特征值包括脉冲幅值、脉冲宽度、半幅值脉宽和脉冲面积；故障诊断模块：以所述特征值为输入，相应的故障点距离预测值为输出，建立BP神经网络模型；对BP神经网络模型进行训练后得到特征值—故障点距离拟合模型；基于特征值—故障点距离拟合模型和多特征值的测距方法，计算出故障点距离终值，进而确定海底电缆故障点位置。