[发明专利]一种基于时频域的盘装电缆测长系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于时频域的盘装电缆测长系统及方法，系统包括：待测电缆；用于向待测电缆输入电压信号的信号注入模块；用于获取待测电缆中电压信号的信号检测模块；根据信号检测模块的测量结果，用于计算盘装电缆长度的数据处理模块；信号注入模块的一对输出端子分别接至待测电缆一端的缆芯和金属护套，信号检测模块的一个通道接至待测电缆首端的缆芯和金属护套，另一通道接至待测电缆末端的缆芯和金属护套。本发明基于高频正弦电压信号在装盘电缆中的传播时间以及传播速度的测量，计算电缆的长度，从波速和行波时间两方面保证了盘装电缆长度检测的精度，方法简易实用，具有广泛的实用价值。

技术领域

本发明属于电力电缆检测领域，尤其涉及一种基于时频域的盘装电缆测长系统及方法。

背景技术

电力电缆是电力系统中承担电力传输的核心设备之一，具有空间占用少、受环境影响小、可靠性高等一系列优点，是目前城市供电的主要输电途径。目前在电力电缆施工过程中，由于电缆实际长度小于标称长度导致的成本增加、工期延误等问题时有发生。因此，在电缆敷设之前进行长度检测十分必要。

传统盘装电缆的长度测量需要复绕，费时费力，且操作过程中可能对电缆绝缘外观造成破坏。直流电阻测量受温度影响较大，此外电缆材质以次充好、截面不足等质量问题也会直接影响测量结果。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于时频域的盘装电缆测长系统，快速有效的测出盘装电缆的长度；本发明的另一个目的是提供一种适用于该系统的测量方法，采用时频域结合的方式解决了单纯以阈值判断时差误差较大的问题，实现盘装电缆长度的准确校验。

技术方案：一种基于时频域的盘装电缆测长系统，包括待测电缆；用于向待测电缆输入电压信号的信号注入模块；用于获取待测电缆中电压信号的信号检测模块；根据信号检测模块的测量结果，用于计算盘装电缆长度的数据处理模块；信号注入模块的一对输出端子分别接至待测电缆一端的缆芯和金属护套，信号检测模块的一个通道接至待测电缆首端的缆芯和金属护套，另一通道接至待测电缆末端的缆芯和金属护套。

进一步地，信号注入模块为高频交流信号源。

进一步地，信号检测模块为多通道高速示波器。

进一步地，多通道高速示波器的信号电缆与待测电缆的阻抗匹配或接近，用于降低行波信号的反射。

进一步地，待测电缆与盘装电缆参数相同，待测电缆沿盘装电缆的绕行方向并紧贴于其它匝电缆之上。

一种适用于上述的基于时频域的盘装电缆测长方法，包括以下步骤：

步骤1，选用设定长度L₀的待测电缆，向待测电缆首端输入设定频率f₀的第一电压信号，在首端测得第一首端电压信号u₀₁，末端测得第一末端电压信号u₀₂；

步骤2，使用第一首端电压信号u₀₁和第一末端电压信号u₀₂对应次序的波峰或波谷的时间差，结合第一首端电压信号u₀₁和第一末端电压信号u₀₂的相位差，计算第一电压信号在待测电缆中的传播时间t₀，进而获得盘装电缆的波速v；

步骤3，向盘装电缆的首端输入设定频率f₀的第二电压信号，在首端测得第二首端电压信号u₁，末端测得第二末端电压信号u₂，

步骤4，使用第二首端电压信号u₁和第二末端电压信号u₂对应次序的波峰或波谷的时间差，结合第二首端电压信号u₁和第二末端电压信号u₂的相位差，计算第二电压信号在盘装电缆中的传播时间t；