線纜系統(tǒng)中的問(wèn)題檢測(cè)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】用于檢測(cè)包括線纜（20?24）和負(fù)載（31?34）的線纜系統(tǒng)（2）中的問(wèn)題的設(shè)備（1）具備用于將第一調(diào)查信號(hào)注入到線纜（20?24）中的注入器（11,12）、用于從線纜（20?24）接收包括第一調(diào)查信號(hào)的第一反射的第一反射信號(hào)的接收器（13）、以及處理器（14）。處理器（14）將第一反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值并且確定反射值與參考值之間的差值。差值中首次出現(xiàn)的顯著差值指示問(wèn)題，并且首次出現(xiàn)的顯著差值的時(shí)刻指示問(wèn)題的位置。包括來(lái)自之前所注入的調(diào)查信號(hào)（其在線纜系統(tǒng)（2）中沒(méi)有問(wèn)題時(shí)的時(shí)刻處已經(jīng)注入）的反射的之前接收的反射信號(hào)可以被轉(zhuǎn)換成參考值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
線纜系統(tǒng)中的問(wèn)題檢測(cè)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于檢測(cè)包括線纜和耦合到線纜的多個(gè)負(fù)載的線纜系統(tǒng)中的問(wèn)題的 設(shè)備。本發(fā)明還涉及包括設(shè)備的收集系統(tǒng)、用于檢測(cè)線纜系統(tǒng)中的問(wèn)題的方法、用于執(zhí)行方 法的步驟的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、以及用于存儲(chǔ)和包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的介質(zhì)。
[0002] 這樣的線纜系統(tǒng)的示例是耦合到負(fù)載以用于饋給負(fù)載的線纜。這樣的負(fù)載的示例 是燈。
【背景技術(shù)】
[0003] 使用行波尋找傳輸線路中的故障位置是一般公知常識(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的設(shè)備。本發(fā)明的另外的目的是提供收集系統(tǒng)、改進(jìn)的 方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和介質(zhì)。
[0005] 根據(jù)第一方面，提供一種用于檢測(cè)包括線纜和耦合到線纜的多個(gè)負(fù)載的線纜系統(tǒng) 中的問(wèn)題的設(shè)備，該設(shè)備包括 -用于將第一調(diào)查信號(hào)注入到線纜中的注入器， -用于從線纜接收第一反射信號(hào)的接收器，第一反射信號(hào)包括第一調(diào)查信號(hào)的第一反 射，以及 -用于將第一反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值并且用于確定反射值與參考值之間的差值的處 理器，當(dāng)?shù)扔诨虼笥陂撝禃r(shí)差值中首先出現(xiàn)的差值指示問(wèn)題，并且首先出現(xiàn)的差值的時(shí)刻 指示問(wèn)題的位置。
[0006] 注入器將第一調(diào)查信號(hào)注入到耦合于負(fù)載的線纜中。通常，線纜包括主要部分(干 部)和分支部分。每一個(gè)分支部分將負(fù)載連接到主要部分。通常，相應(yīng)分支部分在相應(yīng)位置 處連接到主要部分。在沒(méi)有問(wèn)題存在的情況下，第一調(diào)查信號(hào)將在分支部分的起始處以及 在分支部分的結(jié)尾處反射，該結(jié)尾連接到負(fù)載。在存在問(wèn)題的情況下，諸如失靈的負(fù)載或丟 失的負(fù)載，調(diào)查信號(hào)將在分支部分的結(jié)尾處與之前不同地反射。在存在另一問(wèn)題的情況下， 諸如破損/短路的分支部分或者(部分)丟失的分支部分或者破損/短路的主要部分，調(diào)查信 號(hào)將在該問(wèn)題的位置處反射(第一次或者與之前不同地）。
[0007] 問(wèn)題還可以是連接到線纜的主要部分的非法器具。連接到線纜的主要部分的非法 器具將使調(diào)查信號(hào)在連接點(diǎn)處反射。
[0008] 優(yōu)選地，電感器可以耦合在每一個(gè)負(fù)載與其分支線纜之間或者在每一個(gè)分支線纜 與主要線纜之間。
[0009] 接收器從線纜接收第一反射信號(hào)。第一反射信號(hào)包括第一調(diào)查信號(hào)的第一反射。 處理器將第一反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值并且確定反射值與參考值之間的差值。參考值例如是 之前已經(jīng)針對(duì)其中沒(méi)有問(wèn)題發(fā)生的情形確定（即計(jì)算）的期望反射值。反射值與參考值之間 首次出現(xiàn)的差值將指示問(wèn)題，該首次出現(xiàn)的差值應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥陂撝怠Ｏ鄬?duì)于第一調(diào)查信 號(hào)的注入時(shí)刻而言首次出現(xiàn)的差值的時(shí)刻將指示問(wèn)題的位置。換言之，位于首次出現(xiàn)的差 值的時(shí)刻與第一調(diào)查信號(hào)的注入時(shí)刻之間的時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間將指示問(wèn)題的位置。作為 結(jié)果，行波用于尋找傳輸線路中的故障位置，其中相關(guān)反射和無(wú)關(guān)反射彼此容易地區(qū)分。
[0010] 設(shè)備的實(shí)施例通過(guò)以下限定：處理器布置成將之前接收的反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成參考 值，所述之前接收的反射信號(hào)包括來(lái)自在線纜系統(tǒng)中沒(méi)有問(wèn)題時(shí)的時(shí)刻已經(jīng)注入的之前所 注入調(diào)查信號(hào)的反射。優(yōu)選地，參考值是例如之前已經(jīng)針對(duì)其中沒(méi)有問(wèn)題發(fā)生的情形確定 (即測(cè)量)的期望反射值。
[0011] 設(shè)備的實(shí)施例通過(guò)以下限定:注入器布置成將第一調(diào)查信號(hào)之后的第二調(diào)查信號(hào) 注入到線纜中，接收器布置成從線纜接收第二反射信號(hào)，第二反射信號(hào)包括第二調(diào)查信號(hào) 的第二反射，處理器布置成將第二反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值，并且處理器布置成將之前接收 的反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成參考值，所述之前接收的反射信號(hào)包括來(lái)自在線纜系統(tǒng)中沒(méi)有問(wèn)題時(shí)的 時(shí)刻已經(jīng)注入的之前所注入調(diào)查信號(hào)的反射。優(yōu)選地，處理器將第一和第二反射信號(hào)轉(zhuǎn)換 成第一和第二反射值并且對(duì)第一和第二反射值取平均以得到平均反射值，以消除噪聲等。 另外優(yōu)選地，處理器將第一和第二之前接收的反射信號(hào)（其包括來(lái)自在線纜系統(tǒng)中沒(méi)有問(wèn) 題時(shí)的時(shí)刻已經(jīng)注入的第一和第二之前所注入調(diào)查信號(hào)的第一和第二反射)轉(zhuǎn)換成第一和 第二參考值并且對(duì)第一和第二參考值取平均以得到平均參考值來(lái)消除噪聲等。作為結(jié)果， 處理器確定平均反射值與平均參考值之間的差值等，由此消除噪聲。
[0012] 設(shè)備的實(shí)施例通過(guò)以下限定:處理器布置成通過(guò)比較相應(yīng)反射值與相應(yīng)參考值來(lái) 確定反射值與參考值之間的差值。確定差值的第一種可能是逐個(gè)地比較(平均）反射值與 (平均)參考值。換言之，在每一時(shí)刻，將(平均)反射值與對(duì)應(yīng)的(平均)參考值相比較。
[0013] 設(shè)備的實(shí)施例通過(guò)以下限定:處理器布置成通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)反射值插入到第一 函數(shù)中并計(jì)算第一結(jié)果并且將一個(gè)或多個(gè)參考值插入到第二函數(shù)中并計(jì)算第二結(jié)果以及 通過(guò)將第一和第二結(jié)果相互比較來(lái)確定反射值與參考值之間的差值。確定差值的第二種可 能是計(jì)算函數(shù)結(jié)果并且比較它們。
[0014] 設(shè)備的實(shí)施例通過(guò)以下限定:處理器布置成通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)反射值和一個(gè)或多 個(gè)參考值插入到第三函數(shù)中并計(jì)算第三結(jié)果以及通過(guò)比較第三結(jié)果與閾值來(lái)確定反射值 與參考值之間的差值。確定差值的第三種可能是計(jì)算函數(shù)結(jié)果并且將它與閾值相比較。
[0015] -方面的第一和第二函數(shù)的使用以及另一方面的第三函數(shù)的使用可以有利地組 合。
[0016] 設(shè)備的實(shí)施例通過(guò)以下限定:注入器包括用于生成第一脈沖信號(hào)的生成器，第一 調(diào)查信號(hào)包括第一脈沖信號(hào)。實(shí)現(xiàn)第一調(diào)查信號(hào)的注入的第一種可能是生成第一脈沖信 號(hào)，其在用于經(jīng)由線纜饋給負(fù)載的饋給信號(hào)存在時(shí)的時(shí)刻具有大于或附加于饋給信號(hào)的幅 度的幅度，或者其在饋給信號(hào)不存在時(shí)的時(shí)刻具有小于或大于或等于饋給信號(hào)的幅度的幅 度。當(dāng)然，在饋給信號(hào)(不)存在時(shí)的時(shí)刻注入第一調(diào)查信號(hào)的情況下，用于確定參考值的之 前注入的調(diào)查信號(hào)也應(yīng)當(dāng)在饋給信號(hào)(不)存在時(shí)的時(shí)刻被注入。
[0017] 設(shè)備的實(shí)施例通過(guò)以下限定:注入器包括用于切換用來(lái)經(jīng)由線纜饋給負(fù)載的饋給 信號(hào)的開(kāi)關(guān)。實(shí)現(xiàn)第一調(diào)查信號(hào)的注入的第二種可能是切換用于經(jīng)由線纜饋給負(fù)載的饋給 信號(hào)。這樣的切換將導(dǎo)致第一脈沖信號(hào)注入到線纜中。
[0018] 設(shè)備的實(shí)施例通過(guò)以下限定:還包括-用于檢測(cè)饋給信號(hào)的相位角并且響應(yīng)于檢 測(cè)結(jié)果而控制開(kāi)關(guān)以用于在饋給信號(hào)的預(yù)限定相位角處切斷饋給信號(hào)的控制器。當(dāng)在饋給 信號(hào)的預(yù)限定相位角處切斷饋給信號(hào)時(shí)，第一脈沖信號(hào)將注入到線纜中。
[0019] 設(shè)備的實(shí)施例通過(guò)以下限定:還包括-用于控制開(kāi)關(guān)以用于在短于0.1秒的第一時(shí) 間間隔內(nèi)中斷饋給信號(hào)的控制器。當(dāng)在短于0.1秒(優(yōu)選地短于0.01秒，更優(yōu)選地短于0.001 或0.0001秒)的第一時(shí)間間隔內(nèi)中斷饋給信號(hào)時(shí)，例如每長(zhǎng)于1秒(優(yōu)選地長(zhǎng)于10秒，更優(yōu)選 地長(zhǎng)于100或1000秒）的第二時(shí)間間隔一次，第一脈沖信號(hào)將在每一次注入到線纜中，并且 可以研究其第一反射。
[0020] 控制器可以部分地或整體地形成處理器的部分，或者并非如此，并且處理器可以 部分地或整體地形成控制器的部分，或者并非如此。
[0021] 根據(jù)第二方面，提供一種包括如上文所限定的設(shè)備并且還包括線纜和/或負(fù)載和/ 或源的收集系統(tǒng)。
[0022] 收集系統(tǒng)的實(shí)施例通過(guò)以下限定:包括以燈的形式的負(fù)載。這樣的燈的示例是街 燈(諸如發(fā)光二極管）。
[0023] 根據(jù)第三方面，提供一種用于檢測(cè)包括線纜和耦合到線纜的多個(gè)負(fù)載的線纜系統(tǒng) 中的問(wèn)題的方法，第一調(diào)查信號(hào)注入到線纜中，從線纜接收第一反射信號(hào)，第一反射信號(hào)包 括第一調(diào)查信號(hào)的第一反射，方法包括將第一反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值的步驟以及確定反射 值與參考值之間的差值的步驟，在等于或大于閾值時(shí)差值中的首次出現(xiàn)的差值指示問(wèn)題， 并且首次出現(xiàn)的差值的時(shí)刻指示問(wèn)題的位置。
[0024] 根據(jù)第四方面，提供一種用于執(zhí)行如上文所限定的方法的步驟的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品。
[0025] 根據(jù)第五方面，提供一種用于存儲(chǔ)和包括如上文所限定的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的介 質(zhì)。
[0026] 洞悉在于行波可以用于尋找傳輸線路中的故障位置?；鞠敕ㄊ欠瓷渲蹬c參考值 之間的差值可以用于指示問(wèn)題及其位置并且需要被確定。
[0027] 提供改進(jìn)的設(shè)備的問(wèn)題已經(jīng)得到解決。另外的優(yōu)點(diǎn)是反射值與參考值之間首次出 現(xiàn)的差值形成針對(duì)問(wèn)題以及其位置的清楚且當(dāng)前的指示。
[0028]本發(fā)明的這些和其它方面將從以下描述的實(shí)施例顯而易見(jiàn)并且將參照以下描述 的實(shí)施例進(jìn)行闡明。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 在附圖中： 圖1示出耦合到線纜系統(tǒng)的設(shè)備的實(shí)施例， 圖2示出脈沖信號(hào)及其反射， 圖3示出兩個(gè)故障情形， 圖4示出非故障情形和十個(gè)故障情形， 圖5示出另一非故障情形和十個(gè)故障情形， 圖6不出流程圖， 圖7示出耦合到線纜系統(tǒng)的設(shè)備的另一實(shí)施例， 圖8示出饋給信號(hào)被切斷， 圖9示出四個(gè)故障情形， 圖10示出饋給信號(hào)被切斷以及故障情形，并且 圖11示出耦合到線纜系統(tǒng)的設(shè)備的另一實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在圖1中，示出耦合到線纜系統(tǒng)2的設(shè)備1的實(shí)施例。線纜系統(tǒng)2包括線纜20-24、多 個(gè)負(fù)載31-34和源3。線纜20-24包括主要部分20(干部20或主要線纜20)和分支部分21-24 (分支線纜21-24)。主要部分20經(jīng)由相應(yīng)分支部分21-24耦合到相應(yīng)負(fù)載31-34。設(shè)備1包括 耦合到線纜20-24(或源3)的線纜接口 10以及耦合到線纜接口 10以用于將第一調(diào)查信號(hào)注 入到線纜20-24中的注入器11。注入器11此處是生成器11的形式，所述生成器11用于生成以 第一脈沖信號(hào)形式的第一調(diào)查信號(hào)。設(shè)備1還包括耦合到線纜接口 10以用于從線纜20-24接 收第一反射信號(hào)的接收器13。第一反射信號(hào)包括第一調(diào)查信號(hào)的第一反射。
[0031]設(shè)備1還包括耦合到注入器11和接收器13以用于將第一反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值并 且用于確定反射值與參考值之間的差值的處理器14。當(dāng)?shù)扔诨虼笥陂撝禃r(shí)差值中首次出現(xiàn) 的差值將指示線纜系統(tǒng)2中的問(wèn)題。首次出現(xiàn)的差值的時(shí)刻將指示問(wèn)題的位置。設(shè)備1還可 以包括耦合到處理器14以用于與人員交互的人機(jī)接口 16。在注入器11和接收器13可以與線 纜20-24更直接地通信的情況下，可以忽略線纜接口 10。
[0032]優(yōu)選地，處理器14布置成將包括來(lái)自之前所注入調(diào)查信號(hào)的反射的之前接收的反 射信號(hào)轉(zhuǎn)換成參考值。之前所注入調(diào)查信號(hào)已經(jīng)在線纜系統(tǒng)2中沒(méi)有問(wèn)題時(shí)的時(shí)刻處注入。 在該情況下，參考值例如是之前已經(jīng)針對(duì)其中沒(méi)有問(wèn)題發(fā)生的情形確定的預(yù)期反射值。 [0033]優(yōu)選地，注入器11布置成將第一調(diào)查信號(hào)之后的第二調(diào)查信號(hào)注入到線纜20-24 中，并且接收器13布置成從線纜20-24接收第二反射信號(hào)。第二反射信號(hào)包括第二調(diào)查信號(hào) 的第二反射。處理器14布置成將第二反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值，并且將包括來(lái)自之前所注入 調(diào)查信號(hào)的反射的之前接收的反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成參考值。這些之前所注入的調(diào)查信號(hào)已經(jīng)在 線纜系統(tǒng)2中不存在問(wèn)題時(shí)的時(shí)刻處注入。在該情況下，處理器14將第一和第二反射信號(hào)轉(zhuǎn) 換成第一和第二反射值并且對(duì)第一和第二反射值取平均以得到平均反射值。處理器14還將 包括來(lái)自第一和第二之前所注入調(diào)查信號(hào)的第一和第二反射的第一和第二之前接收的反 射信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一和第二參考值并且對(duì)第一和第二參考值取平均以得到平均參考值。這全 部例如是為了消除噪聲而做的。作為結(jié)果，處理器14確定平均反射值與平均參考值之間的 差值等。
[0034]在圖2中，示出脈沖信號(hào)P及其反射R(豎直軸線:幅度，例如電壓幅度，水平軸線:時(shí) 間）。清楚地，當(dāng)注入到線纜20-24中時(shí)，一個(gè)第一脈沖信號(hào)P導(dǎo)致第一反射R的群組返回。通 常，相應(yīng)分支部分21-24在相應(yīng)位置處連接到主要部分20。在不存在問(wèn)題的情況下，此處包 括第一脈沖信號(hào)P的第一調(diào)查信號(hào)將在每一個(gè)分支部分21-24的起始處以及在每一個(gè)分支 部分21-24的結(jié)尾處反射，該結(jié)尾連接到負(fù)載31-34。在存在問(wèn)題的情況下，諸如失靈的負(fù)載 31-34或者丟失的負(fù)載31-34,調(diào)查信號(hào)將在分支部分21-24的結(jié)尾處與之前不同地反射。在 存在問(wèn)題的情況下，諸如破損/短路的分支部分21-24或者(部分)丟失的分支部分21-24或 者破損/短路的主要部分20,調(diào)查信號(hào)將在該問(wèn)題的位置處反射（第一次或者與之前不同 地)。
[0035]在圖3中，示出兩個(gè)故障情形(豎直軸線:幅度，例如電壓幅度，水平軸線:時(shí)間）。在 上部概圖中，負(fù)載32失靈或丟失。作為結(jié)果，在由差值Dl的起始點(diǎn)限定的時(shí)刻處，反射值(隨 后時(shí)刻處反射信號(hào)的幅度)和參考值（當(dāng)線纜系統(tǒng)2中沒(méi)有問(wèn)題時(shí)的隨后時(shí)刻處之前所接收 的反射信號(hào)的幅度)開(kāi)始彼此不同。在下部概圖中，負(fù)載34失靈或丟失。作為結(jié)果，在由差值 D2的起始點(diǎn)限定的時(shí)刻處，反射值和參考值開(kāi)始彼此不同。首次出現(xiàn)的差值Dl/D2將指示問(wèn) 題。調(diào)查/反射信號(hào)的速度乘以位于調(diào)查信號(hào)的注入與首次出現(xiàn)的差值D1/D2之間的時(shí)間間 隔的持續(xù)時(shí)間并且除以2將指示問(wèn)題的位置。換言之，首次出現(xiàn)的差值D1/D2的時(shí)刻將指示 問(wèn)題的位置。
[0036]處理器14可以通過(guò)比較相應(yīng)反射值與相應(yīng)參考值，和/或通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)反射 值插入到第一函數(shù)中并計(jì)算第一結(jié)果并且將一個(gè)或多個(gè)參考值插入到第二函數(shù)中并計(jì)算 第二結(jié)果以及通過(guò)將第一和第二結(jié)果相互比較，和/或通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)反射值和一個(gè)或 多個(gè)參考值插入到第三函數(shù)并計(jì)算第三結(jié)果以及通過(guò)比較第三結(jié)果和閾值來(lái)確定反射值 與參考值之間的差值，如伴隨圖4和5進(jìn)一步討論的。
[0037] 在圖4中，示出非故障情形和十個(gè)故障情形（豎直軸線：幅度，例如電壓幅度，水平 軸線:時(shí)間）。在上部概圖中，存在非故障情形。在左列中，在向下的方向上，第一負(fù)載31失靈 或丟失，第二負(fù)載32失靈或丟失，第三負(fù)載33失靈或丟失，第四負(fù)載34失靈或丟失，并且第 五負(fù)載失靈或丟失。在右列中，在向下的方向上，相應(yīng)的第六到第十負(fù)載故障或丟失。每一 次，星形是反射值與參考值之間首次出現(xiàn)的（明顯）差值。所以，在由星形限定的時(shí)刻處，反 射值和參考值開(kāi)始彼此不同。在該情況下，反射值與參考值之間的差值通過(guò)比較相應(yīng)反射 值與相應(yīng)參考值，通過(guò)對(duì)差值低通濾波，并且通過(guò)比較經(jīng)低通濾波的差值與閾值來(lái)確定，諸 如例如5_和.^跑差向量的方差的X倍，其中落^是反射值的向量并且是參考值的向 量，并且其中x=3,其中不排除用于X的其它值。
[0038] 可替換地，反射值與參考值之間的差值可以通過(guò)以下來(lái)確定:通過(guò)將一個(gè)或多個(gè) 反射值插入到第一(平均化）函數(shù)中并計(jì)算第一(平均)結(jié)果并且將一個(gè)或多個(gè)參考值插入 到第二(平均化）函數(shù)并計(jì)算第二(平均結(jié)果）以及通過(guò)將第一和第二(平均)結(jié)果相互比較 以便查明從哪一時(shí)刻起它們明顯不同等等。
[0039] 在圖5中，示出另一非故障情形和十個(gè)故障情形(豎直軸線：幅度，例如電壓幅度， 水平軸線:時(shí)間）。在上部概圖中，存在非故障情形。在左列中，在向下的方向上，第一負(fù)載31 失靈或丟失，第二負(fù)載32失靈或丟失，第三負(fù)載33失靈或丟失，第四負(fù)載34失靈或丟失，并 且第五負(fù)載失靈或丟失。在右列中，在向下的方向上，相應(yīng)的第六到第十負(fù)載失靈或丟失。 每一次，星形是反射值與參考值之間首次出現(xiàn)的（顯著）差值。所以，在由星形限定的時(shí)刻 處，反射值和參考值開(kāi)始彼此不同。在該情況下，反射值和參考值之間的差值通過(guò)歸一化交 叉相關(guān)來(lái)確定。在非故障情形下，歸一化交叉相關(guān)等于1。使用窗口在反射值與參考值之上 滑動(dòng)。窗口的寬度是例如50納秒。每一次，窗口滑動(dòng)一個(gè)值點(diǎn)，并且對(duì)于窗口的每一個(gè)位置， 計(jì)算第三函數(shù)的第三結(jié)果。第三函數(shù)例如是G ns^和(h.的積再除以和Gk、的絕對(duì)值的 積，其中Ckf是定位在窗口內(nèi)的反射值的向量并且，是定位在窗口內(nèi)的參考值的向量。 將第三結(jié)果與閾值相比較等。
[0040] 可替換地，可以通過(guò)將反射值之上的窗口視為第一函數(shù)并且通過(guò)將參考值之上的 窗口視為第二函數(shù)來(lái)確定反射值和參考值之間的差值，其中通過(guò)歸一化交叉相關(guān)將第一和 第二函數(shù)結(jié)果相互比較以查明它們從哪一時(shí)刻起明顯不同等等。
[0041] 在圖4中，相比其中故障處于較近距離處的一些故障情形而言，其中故障處于較大 距離處的一些故障情形已經(jīng)得到另一幅度縮放以示出更多細(xì)節(jié)。在圖5中，所有故障情形已 經(jīng)進(jìn)行相同幅度縮放。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)兩種方式均很好地起作用并且導(dǎo)致針對(duì)相同故障找到 相對(duì)類(lèi)似的距離（<± 5%)。
[0042] 在圖6中，示出流程圖，其中以下各框具有以下含義： 框40:在其中不存在問(wèn)題的情形下注入脈沖信號(hào)η次。
[0043] 框41:針對(duì)η次中的每一個(gè)情況記錄參考值。
[0044] 框42:通過(guò)平均化參考值而創(chuàng)建平均參考值。
[0045] 框43:在要調(diào)查的情形中注入脈沖信號(hào)m次。
[0046] 框44:針對(duì)m次中的每一個(gè)情況記錄反射值。
[0047]框45:通過(guò)平均化反射值而創(chuàng)建平均反射值。
[0048] 框46:比較平均反射值與平均參考值。
[0049] 框47:存在顯著差值?如果否，則去往框43。如果是，則去往框48。
[0050]框48:確定顯著差值中首次出現(xiàn)的差值。
[0051 ] 框49:確定問(wèn)題的位置。去往框43。
[0052]要指出的是，在以上實(shí)施例中，饋給信號(hào)，諸如例如用于經(jīng)由線纜20-23饋給負(fù)載 31-33的電壓信號(hào)，可以存在或者可以不存在，即源3可以是接通的或者可以是關(guān)斷的。在源 3接通的情況下，所注入的第一脈沖信號(hào)可能對(duì)負(fù)載31-33的正常工作引起干擾。因此在該 情況下，優(yōu)選地，通過(guò)電容器將第一脈沖信號(hào)注入到主要線纜。
[0053]在圖7中，示出耦合到線纜系統(tǒng)2的設(shè)備1的另一實(shí)施例。線纜系統(tǒng)2包括線纜20- 23、多個(gè)負(fù)載31-33和源3。線纜20-23包括主要部分20(干部20)和分支部分21-23。主要部分 20經(jīng)由相應(yīng)分支部分21-23耦合到相應(yīng)負(fù)載31-33。設(shè)備1包括耦合到線纜20-23(或源3)的 線纜接口 10并且接收器13耦合到線纜接口 10以用于從線纜20-24接收第一反射信號(hào)。第一 反射信號(hào)包括第一調(diào)查信號(hào)的第一反射。設(shè)備1還包括耦合到源3的輸入S(或者線纜20-23 中某一地方的電力開(kāi)關(guān)）以用于將第一調(diào)查信號(hào)注入到線纜20-23中的注入器12。注入器12 此處具有用于切換饋給信號(hào)的開(kāi)關(guān)12的形式，所述饋給信號(hào)諸如例如為用于經(jīng)由線纜20-23饋給負(fù)載31-33的電壓信號(hào)。
[0054]設(shè)備1還包括耦合到接收器13以用于將第一反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值并且用于確定 反射值與參考值之間的差值的處理器14。當(dāng)?shù)扔诨虼笥陂撝禃r(shí)差值中首次出現(xiàn)的差值將指 示線纜系統(tǒng)2中的問(wèn)題。首次出現(xiàn)的差值的時(shí)刻將指示問(wèn)題的位置。設(shè)備1還可以包括耦合 到處理器14以用于與人員交互的人機(jī)接口 16。在接收器13可以與線纜20-23(或者源3)更直 接地通信的情況下，可以忽略線纜接口 10。
[0055] 設(shè)備1還包括耦合到處理器14和開(kāi)關(guān)12以用于控制開(kāi)關(guān)12的控制器15?？刂破?5 可以耦合到源3的輸出魏以用于檢測(cè)饋給信號(hào)的相位角并且用于響應(yīng)于檢測(cè)結(jié)果而控制開(kāi) 關(guān)12在饋給信號(hào)的預(yù)限定相位角處切斷饋給信號(hào)。當(dāng)在饋給信號(hào)的預(yù)限定相位角處切斷饋 給信號(hào)時(shí)，第一脈沖信號(hào)將注入到線纜中等等?；蛘撸刂破?5可以布置用于控制開(kāi)關(guān)12以 用于在短于0.1秒(諸如例如1微秒)的第一時(shí)間間隔內(nèi)中斷饋給信號(hào)，例如每長(zhǎng)于1秒(諸如 例如1小時(shí)）的第二時(shí)間間隔內(nèi)一次。當(dāng)簡(jiǎn)短地中斷饋給信號(hào)時(shí)，第一脈沖信號(hào)將在每一次 注入到線纜中，并且可以研究其第一反射?？刂破?5可以部分地或者整體地形成處理器14 的部分，并且反之亦然。
[0056] 在圖8中，示出饋給信號(hào)被切斷(豎直軸線:幅度，例如電壓幅度，水平軸線:時(shí)間）。 在圖9中更詳細(xì)地示出切斷時(shí)刻處的循環(huán)。
[0057] 在圖9中，示出四個(gè)故障情形(豎直軸線:幅度，例如電壓幅度，水平軸線:時(shí)間）。在 左上部概圖中，第一負(fù)載31失靈或丟失。作為結(jié)果，在由差值D3的起始點(diǎn)限定的時(shí)刻處，反 射值(隨后時(shí)刻處的反射信號(hào)的幅度)和參考值（當(dāng)線纜系統(tǒng)2中不存在問(wèn)題時(shí)的隨后時(shí)刻 處的之前接收的反射信號(hào)的幅度)開(kāi)始彼此不同。在右上部概圖中，第二負(fù)載32失靈或丟 失。作為結(jié)果，在由差值D4的起始點(diǎn)限定的時(shí)刻處，反射值與參考值開(kāi)始彼此不同。在左下 部概圖中，第三負(fù)載33失靈或丟失。作為結(jié)果，在由差值D5的起始點(diǎn)限定的時(shí)刻處，反射值 與參考值開(kāi)始彼此不同。在右下部概圖中，第四負(fù)載失靈或丟失。作為結(jié)果，在由差值D6的 起始點(diǎn)限定的時(shí)刻處，反射值與參考值開(kāi)始彼此不同。
[0058]首次出現(xiàn)的差值D3-D6將指示問(wèn)題。調(diào)查/反射信號(hào)的速度乘以位于調(diào)查信號(hào)的注 入與首次出現(xiàn)的差值D3-D6之間的時(shí)間間隔的持續(xù)時(shí)間并且除以2將指示問(wèn)題的位置。換言 之，首次出現(xiàn)的差值D3-D6的時(shí)刻將指示問(wèn)題的位置。
[0059]在圖10中，示出饋給信號(hào)被切斷（上部概圖，豎直軸線：幅度，例如電壓幅度，水平 軸線：時(shí)間）以及故障情形（下部概圖，豎直軸線:幅度，例如電壓幅度，水平軸線:時(shí)間）。在 由差值D7的起始點(diǎn)限定的時(shí)刻處，反射值(隨后時(shí)刻處的反射信號(hào)的幅度)和參考值（當(dāng)線 纜系統(tǒng)2中不存在問(wèn)題時(shí)的隨后時(shí)刻處的之前接收的反射信號(hào)的幅度)開(kāi)始彼此不同等。
[0060] 圖11示出檢測(cè)連接到線纜的主要部分的非法器具的本發(fā)明的另一實(shí)施例。在該實(shí) 施例中，負(fù)載31-34是街道照明器。在每一個(gè)燈桿的照明器側(cè)處，電感器41-44安裝成連接分 支線纜21-24和照明器31-34。注入器11此處具有用于生成以第一脈沖信號(hào)的形式的第一調(diào) 查信號(hào)的生成器11的形式。在線纜系統(tǒng)工作時(shí)對(duì)市電線纜的非法訪問(wèn)發(fā)生，所以為了避免 或減少對(duì)正常工作的干擾，優(yōu)選地，第一脈沖信號(hào)通過(guò)電容器注入到主要線纜。一旦所注入 的脈沖到達(dá)每一個(gè)照明器，則電感器將引起正反射并且傳播回到源3。在設(shè)備1中，接收器13 (例如電壓傳感器)和處理器14(例如微控制器)記錄所接收的電壓波作為參考。一旦存在非 法電力訪問(wèn)，例如器具5通過(guò)線纜6連接到主要線纜20,則該器具5還將對(duì)所注入的脈沖引起 反射。然后，處理器14可以比較該情況下所接收的波與所記錄的參考，尋找差值的起始點(diǎn)， 并且弄清非法訪問(wèn)器具5的位置。假設(shè)市電中的窄脈沖的波速是^注入脈沖的時(shí)刻是知并 且差值的起始點(diǎn)的時(shí)刻是^，則我們可以容易地弄清非法訪問(wèn)點(diǎn)的位置是。由于電 感器的存在，每一個(gè)照明器(31-34)的狀態(tài)將不會(huì)影響反射。此外，具有適當(dāng)阻抗的電感器 可以匹配線纜阻抗。那么，其將不會(huì)引起反射，并且在設(shè)備1中，所接收的信號(hào)將更簡(jiǎn)單，其 有助于機(jī)箱中的信號(hào)處理。
[0061] 要理解到，電感器41-44在檢測(cè)非法訪問(wèn)器具5及其位置的情況下是可選的。插入 電感器41-44的目的是增加所接收的反射信號(hào)中有用信號(hào)的比例。電感器41-44可以集成到 照明器31-34中。電感器41-44還可以插入在分支線纜21-24的底部處以進(jìn)一步減少來(lái)自分 支線纜的反射。
[0062]第一和第二單元可以直接耦合，其中沒(méi)有第三元件在第一和第二單元之間，或者 可以間接地耦合，其中在第一和第二單元之間有第三元件。設(shè)備1可以是單獨(dú)的設(shè)備或者可 以形成收集系統(tǒng)的部分，所述收集系統(tǒng)還包括線纜20-24或者負(fù)載31-34中的一個(gè)或多個(gè)或 源3。優(yōu)選地，分支部分21-24應(yīng)當(dāng)具有比主要部分20與兩個(gè)隨后的分支部分21-24之間的連 接之間的距離小的長(zhǎng)度。
[0063]作為總結(jié)，用于檢測(cè)包括線纜20-24和負(fù)載31-34的線纜系統(tǒng)2中的問(wèn)題的設(shè)備1具 備：用于將第一調(diào)查信號(hào)注入到線纜20-24中的注入器11，12、用于從線纜20-24接收包括第 一調(diào)查信號(hào)的第一反射的第一反射信號(hào)的接收器13、以及處理器14。處理器14將第一反射 信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值并且確定反射值與參考值之間的差值。差值中首次出現(xiàn)的顯著差值將指 示問(wèn)題，并且首次出現(xiàn)的顯著差值的時(shí)刻指示問(wèn)題的位置。包括來(lái)自之前所注入的調(diào)查信 號(hào)(其在線纜系統(tǒng)2中沒(méi)有問(wèn)題時(shí)的時(shí)刻處已經(jīng)注入)的反射的之前接收的反射信號(hào)可以被 轉(zhuǎn)換成參考值。
[0064]盡管已經(jīng)在附圖和前述描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述 要被視為說(shuō)明性或示例性而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。在實(shí)踐所要求保 護(hù)的發(fā)明時(shí)，通過(guò)研究附圖、公開(kāi)內(nèi)容和隨附權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解和實(shí)現(xiàn)對(duì) 所公開(kāi)的實(shí)施例的其它變形。在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)"包括"不排除其它元件或步驟，并且不定 冠詞"一"或"一個(gè)"不排除多個(gè)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中記載某些措施的僅有事實(shí)不 指示這些措施的組合不能用于獲益。在權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)解釋為限制范 圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于檢測(cè)包括線纜(20-24)和耦合到線纜(20-24)的多個(gè)負(fù)載(31-34)的線纜系 統(tǒng)(2)中的問(wèn)題的設(shè)備(1)，所述設(shè)備(1)包括 -用于將第一調(diào)查信號(hào)注入到線纜(20-24)中的注入器(11，12)， -用于從線纜(20-24)接收第一反射信號(hào)的接收器（13)，第一反射信號(hào)包括第一調(diào)查 信號(hào)的第一反射，以及 -用于將第一反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射值并且用于確定反射值與參考值之間的差值的處 理器（14)，當(dāng)?shù)扔诨虼笥陂撝禃r(shí)差值中首次出現(xiàn)的差值指示問(wèn)題，并且首次出現(xiàn)的差值的 時(shí)刻指示問(wèn)題的位置， 其中處理器（14)布置成將包括來(lái)自之前所注入的調(diào)查信號(hào)的反射的之前接收的反射 信號(hào)轉(zhuǎn)換成參考值，所述之前所注入的調(diào)查信號(hào)在線纜系統(tǒng)（2)中沒(méi)有問(wèn)題時(shí)的時(shí)刻處已 經(jīng)注入。2. 如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備（1)，注入器（11，12)布置成將第一調(diào)查信號(hào)之后的第二 調(diào)查信號(hào)注入到線纜(20-24)中，接收器（13)布置成從線纜(20-24)接收第二反射信號(hào)，第 二反射信號(hào)包括第二調(diào)查信號(hào)的第二反射，處理器(14)布置成將第二反射信號(hào)轉(zhuǎn)換成反射 值，并且處理器（14)布置成將包括來(lái)自之前所注入的調(diào)查信號(hào)的反射的之前接收的反射信 號(hào)轉(zhuǎn)換成參考值，所述之前所注入的調(diào)查信號(hào)在線纜系統(tǒng)（2)中沒(méi)有問(wèn)題時(shí)的時(shí)刻已經(jīng)注 入。3. 如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備（1)，處理器(14)布置成通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)反射值插入到 第一函數(shù)中并計(jì)算第一結(jié)果并且將一個(gè)或多個(gè)參考值插入到第二函數(shù)中并計(jì)算第二結(jié)果 以及通過(guò)將第一和第二結(jié)果相互比較來(lái)確定反射值和參考值之間的差值。4. 如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備（1)，處理器(14)布置成通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)反射值和一個(gè) 或多個(gè)參考值插入到第三函數(shù)中并計(jì)算第三結(jié)果以及通過(guò)比較第三結(jié)果與閾值來(lái)確定反 射值與參考值之間的差值。5. 如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備（1)，注入器（11，12)包括用于生成第一脈沖信號(hào)的生成 器(11)，第一調(diào)查信號(hào)包括第一脈沖信號(hào)。6. 如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備（1)，注入器（11，12)包括用于切換用來(lái)經(jīng)由線纜(20-23) 饋給負(fù)載(31-33)的饋給信號(hào)的開(kāi)關(guān)（12)。7. 如權(quán)利要求7所限定的設(shè)備（1 )，還包括 -用于檢測(cè)饋給信號(hào)的相位角并且用于響應(yīng)于檢測(cè)結(jié)果而控制開(kāi)關(guān)（12)以用于在饋 給信號(hào)的預(yù)限定相位角處切斷饋給信號(hào)的控制器(15)。8. 如權(quán)利要求7所限定的設(shè)備（1 )，還包括 -用于控制開(kāi)關(guān)（12)以用于在短于0.1秒的第一時(shí)間間隔內(nèi)中斷饋給信號(hào)的控制器 (15)〇9. 如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備（1 )，其中線纜系統(tǒng)(2 )還包括經(jīng)由線纜(6 )臨時(shí)連接到主 要線纜系統(tǒng)(2)的非法器具(5)，并且處理器(14)還布置成檢測(cè)非法器具(5)的位置。10. 如權(quán)利要求9所限定的設(shè)備（1 )，其中線纜系統(tǒng)（2 )還包括連接在負(fù)載(31 -34 )與線 纜(20-24)之間的電感器(41-44)。11. 一種收集系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備（1)并且還包括線纜(20-24)和/或 負(fù)載(31-34)和/或源(3)。12. 如權(quán)利要求11所限定的收集系統(tǒng)，包括以燈的形式的負(fù)載(31-34)。13. -種用于檢測(cè)包括線纜（20-24)和耦合到線纜(20-24)的多個(gè)負(fù)載（31-34)的線纜 系統(tǒng)(2)中的問(wèn)題的方法，第一調(diào)查信號(hào)被注入到線纜(20-24)中，從線纜(20-24)接收第一 反射信號(hào)，第一反射信號(hào)包括第一調(diào)查信號(hào)的第一反射，所述方法包括將第一反射信號(hào)轉(zhuǎn) 換成反射值的步驟以及確定反射值與參考值之間的差值的步驟，當(dāng)?shù)扔诨虼笥陂撝禃r(shí)差值 中首次出現(xiàn)的差值指示問(wèn)題，并且首次出現(xiàn)的差值的時(shí)刻指示問(wèn)題的位置，其中參考值從 包括來(lái)自之前所注入的調(diào)查信號(hào)的反射的之前接收的反射信號(hào)來(lái)轉(zhuǎn)換，所述之前所注入的 調(diào)查信號(hào)在線纜系統(tǒng)(2)中沒(méi)有問(wèn)題時(shí)的時(shí)刻處已經(jīng)注入。14. 一種用于執(zhí)行如權(quán)利要求13所限定的方法的步驟的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。15. -種用于存儲(chǔ)和包括如權(quán)利要求14所限定的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的介質(zhì)。
【文檔編號(hào)】H05B37/03GK105940310SQ201480062269
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2014年11月11日
【發(fā)明人】H.陳
【申請(qǐng)人】飛利浦燈具控股公司