用于勘测电缆系统的设备和方法

摘要

一种用于勘测包括电缆和负载的电缆系统的设备。该负载包括耦合到储存电路的整流器电路。设备包括用于产生充电信号的充电器电路，充电信号用于对储存电路充电使得它们具有对勘测信号的性能的减小的影响。设备可进一步包括用于在信令电路被充电器电路充电之后对信令电路进行放电的放电器电路。设备进一步包括用于产生勘测信号的勘测电路，和用于控制其他电路和在勘测信号之前产生充电器信号的控制器电路。设备可进一步包括用于接收对勘测信号的响应的接收电路，以及用于鉴于勘测信号分析响应并且响应于分析结果限定问题和/或问题的位置的分析电路。

权利要求

1.一种用于勘测包括电缆（101）和负载（111）的电缆系统的设备（10），所述负载（111）包括具有耦合到所述电缆（101）的输入和耦合到储存电路（202）的输出的整流器电路（201），所述设备（10）包括- 用于产生用于对所述储存电路（202）充电的充电信号的充电器电路（1）；

- 用于产生勘测信号的勘测电路（3），和

- 用于控制所述充电器电路（1）以在所述勘测电路（4）产生所述勘测信号之前产生所述充电信号的控制器电路（4）。

2.如权利要求1限定的设备（10），所述勘测信号的电压幅值等于或小于在所述整流器电路（201）两端上存在的电压幅值与在已充电储存电路（202）两端上存在的电压幅值的和。

3.如权利要求1限定的设备（10），所述电缆系统进一步包括位于所述负载（111）和所述电缆（101）之间的信令电路（121），所述设备（10）还包括- 用于在所述信令电路（121）被所述充电器电路（1）充电之后对所述信令电路（121）进行放电的放电器电路（2）。

4.如权利要求1限定的设备（10），还包括

- 用于接收对所述勘测信号的响应的接收电路（5），以及

- 用于鉴于所述勘测信号分析所述响应并且响应于分析结果限定问题（102-104）和/或问题（102-104）的位置的分析电路（6）。

5.一种封装系统，包括如权利要求1限定的设备（10）并且还包括具有用于产生勘测信号的勘测电路（3）的另一设备。

6.一种电缆系统，包括电缆（101）和负载（111），所述负载（111）包括具有耦合到所述电缆（101）的输入和耦合到储存电路（202）的输出的整流器电路（201），所述电缆系统还包括如权利要求1所限定的设备（10）。

7.一种用于勘测包括电缆（101）和负载（111）的电缆系统的方法，所述负载（111）包括具有耦合到所述电缆（101）的输入和耦合到储存电路（202）的输出的整流器电路（201），所述方法包括以下步骤- 产生用于对所述储存电路（202）充电的充电信号，并且所述方法还包括在产生所述充电信号的步骤之后的以下步骤，- 产生勘测信号。

8.如权利要求7所限定的方法，所述勘测信号的电压幅值等于或小于在所述整流器电路（201）两端上存在的电压幅值与在已充电储存电路（202）两端上存在的电压幅值的和。

9.一种介质，其用于存储和包括计算机程序产品，当在计算机上运行所述计算机程序产品时，所述计算机程序产品执行如权利要求7所限定的方法的步骤。

说明书

用于勘测电缆系统的设备和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于支持用于勘测包括电缆和负载的电缆系统的勘测信号的使用的设备，该负载包括具有耦合到电缆的输入和耦合到储存电路的输出的整流器电路。

[0002] 本发明还涉及一种封装系统、一种电缆系统、一种方法、一种计算机程序产品和一种介质。

[0003] 这样的负载的示例是灯和器具和计算机和电信仪器。这样的电缆的示例是电力电缆和电信电缆。

背景技术

[0004] CN101635077A公开了一种用于路灯电缆的防盗检测方法，其中将以可变频率输入电流信号的形式的勘测信号注入路灯电缆，并且其中将针对输入电流信号的不同频率测量输出电流信号和输出电压信号，并且其中将考虑路灯的谐振频率，并且其中需要知道实际路灯的数量。以该方式，以相对复杂的方式，可监测路灯电缆。

[0005] 电缆系统包括电缆和一个或多个负载。假如负载包括具有耦合到电缆的输入和耦合到储存电路的输出的整流器电路，则储存电路可具有对勘测信号的相对大的影响，并且可使得难以或甚至不可能使用勘测信号。

[0006] GB2275152公开了一种用于定位有故障的中继器的方案。US3944914A公开了用于多导体电缆的故障检测方法和装置。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提供一种用于支持用于勘测包括电缆和负载的电缆系统的勘测信号的使用的设备，该负载包括具有耦合到电缆的输入和耦合到储存电路的输出的整流器电路。本发明的另外目的是提供一种封装系统、一种电缆系统、一种方法、一种计算机程序产品和一种介质。

[0008] 根据第一方面，提供一种设备用于支持用于勘测包括电缆和负载的电缆系统的勘测信号的使用，该负载包括具有耦合到电缆的输入和耦合到储存电路的输出的整流器电路，该设备包括：

[0009] - 用于产生用于对储存电路充电的充电信号的充电器电路，用于产生勘测信号的勘测电路（3），和用于控制充电器电路（1）以在勘测电路（4）产生勘测信号之前产生充电信号的控制器电路（4）。

[0010] 具有未充电的储存电路相比，已充电储存电路具有对勘测信号的性能的至少减小的影响。

[0011] 电缆系统包括电缆和一个或多个负载。负载包括具有耦合到电缆的输入和耦合到储存电路的输出的整流器电路。为了勘测电缆系统，产生勘测信号。这样的勘测信号的第一示例是脉冲信号，其被电缆中的“开路”或“短路”反射，或被信令电路反射，信令电路当被激活时改变在负载处的电缆系统的阻抗并且响应于在负载中或附近的问题（例如故障负载或在负载和电缆之前的损坏保险丝等）而被激活。在脉冲的传输和其反射的接收之间的时间乘以脉冲通过电缆的速度并且除以二指示了问题的位置。勘测信号的第二示例是处于数个频率的数个信号到电缆中的注入，由此测量响应并且从这些响应计算特征频率。在最近计算的特性频率与如在安装之后立刻计算的参考特征频率之间的差别指示了问题，例如电缆中的“开路”或“短路”或例如导致激活的信令电路的问题。给定电缆的特征和可能的信令电路的特征，从最近计算的特征频率，可得出问题的位置。当激活包括具有电容值C的信令电容器的信令电路时，特征频率fchar将等于一除以二和pi的乘积以及电容值C和电感值L的方根。从该等式，可计算电感值L，由于能够测量特征频率fchar的事实并且由于信令电容器的电容值C是已知的事实。以该方式，可得到电缆的电感值L。鉴于每距离单位的电缆的电感值是通过规范定义的事实，得到的值指示了问题的位置。

[0012] 储存电路可吸收勘测信号并且可产生对这样的勘测信号的非希望响应。在两种情况下，储存电路将对勘测信号的性能具有相对大的影响，并且电缆系统的勘测可被这些储存电路扰乱。通过添加充电器电路用于产生用于对储存电路充电的充电信号，已充电储存电路将相比于未充电储存电路具有对勘测信号的性能的至少减小的影响。作为结果，即使假如具有整流器电路和储存电路的负载存在，电缆系统也能被勘测，并且这是大的优点。仅作为示例，储存电路可例如包括储存电容器。

[0013] 该设备的实施例通过至少减小的影响是完全不影响来限定。优选地，已充电储存电路将对勘测信号的性能不具有任何影响。对此，储存电路应当被充分充电。

[0014] 设备的实施例通过勘测信号的电压幅值等于或小于在整流器电路两端上存在的电压幅值与在已充电储存电路两端上存在的电压幅值的和来限定。仅作为示例，假如勘测信号的电压幅值等于或小于在整流器电路两端上存在的电压幅值与在已充电储存电路两端上存在的电压幅值的和，则已充电储存电路将对勘测信号的性能不具有任何影响。

[0015] 设备的实施例通过电缆系统进一步包括位于负载和电缆之间的信令电路来限定，该设备还包括-用于在信令电路被充电器电路充电之后对信令电路进行放电的放电器电路。假如信令电路存在于负载和电缆之间，该信令电路响应于在负载中或附近的问题的检测而被激活并且处于激活模式的该信令电路被配置为改变在负载的位置处的电缆的阻抗，则信令电路可能也被充电器电路充电。为了避免已充电信令电路因为被充电而不再对于勘测信号是可见的，应当在产生勘测信号之前对信令电路放电。该放电经由放电电路实现。在负载中，整流器电路将防止储存电路也被放电电路放电。仅作为示例，信令电路可例如包括响应于在负载中或附近的问题的检测而被连接到电缆的信令电容器。

[0016] 设备的实施例通过进一步包括-用于产生勘测信号的勘测电路和-用于控制充电器电路和勘测电路的控制器电路来限定。勘测电路的示例是发生器和扫频调谐分析仪和快速傅里叶变换分析仪。控制器电路的示例是控制器和处理器。勘测电路的功能可以经由控制器电路实现。控制器电路例如控制充电器电路、放电器电路和勘测电路，使得首先充电器电路被接通并且然后关断，其次放电器电路被接通并且然后关断，并且第三，勘测电路被接通并且然后关断。

[0017] 设备的实施例通过进一步包括-用于接收对勘测信号的响应的接收电路，以及-用于鉴于勘测信号分析响应并且响应于分析结果限定问题和/或问题的位置的分析电路。接收电路的示例是接收器。分析电路的示例是计算器。接收电路和/或分析电路可以形成勘测电路的部分。接收电路和/或分析电路的功能可经由控制器电路实现。控制器电路例如控制勘测电路、接收电路和分析电路，使得首先勘测电路和接收电路被接通并且然后关断，并且其次分析电路被接通并且然后关断。替代地，它们都在同一时间间隔被接通。

[0018] 根据第二方面，提供了一种封装系统，其包括如上文限定的设备并且还包括具有用于产生勘测信号的勘测电路的另一设备。

[0019] 根据第三方面，提供了一种电缆系统，其包括电缆和负载，该负载包括具有耦合到电缆的输入和耦合到储存电路的输出的整流器电路，电缆系统还包括如上文限定的设备。

[0020] 根据第四方面，提供了一种方法，其用于支持用于勘测包括电缆和负载的电缆系统的勘测信号的使用，该负载包括具有耦合到电缆的输入和耦合到储存电路的输出的整流器电路，该方法包括以下步骤

[0021] - 产生用于对储存电路充电的充电信号，并且该方法还包括在产生充电信号的步骤之后的以下步骤，

[0022] - 产生勘测信号。

[0023] 已充电储存电路相比于未充电储存电路具有对勘测信号的性能的至少减小的影响。

[0024] 根据第五方面，提供了一种计算机程序产品，其用于当运行在计算机上时，执行如上文限定的方法的步骤。

[0025] 根据第六方面，提供了一种介质，其用于存储和包括如上文限定的计算机程序产品。

[0026] 基本理念是在包括整流器电路和储存电路的负载中，储存电路将被充电以使得其对于勘测信号是较不可见/不可见的。

[0027] 已解决了提供设备的问题。另外的优点是该设备是简单、低成本和鲁棒的并且可勘测很多不同种类的电缆系统。

[0028] 本发明的这些和其它方面将根据下文描述的实施例变得清楚并且将参考下文描述的实施例得以阐明。

附图说明

[0029] 在图中：

[0030] 图1示出现有技术的电缆系统，

[0031] 图2图示耦合到故障电缆系统的设备，

[0032] 图3示出设备的实施例，

[0033] 图4示出现有技术的负载，

[0034] 图5示出第一情形，以及

[0035] 图6示出第二和改进的情形。

具体实施方式

[0036] 在图1中，示出现有技术的电缆系统，其包括电缆101和负载111-115。每个负载111-115直接或经由一个或多个元件或经由信令电路（所有在此都未示出）间接地耦合到电缆101的第一和第二导体。负载111-115可以是任何种类的负载，例如灯，例如包括一个或多个发光二极管。其它种类的负载，例如器具和计算机和电信仪器不被排除。替代地，电缆101的导体之一可以被以其它方式布置，例如经由地布置。

[0037] 在图2中，示出耦合到故障电缆系统的设备10。设备10直接或经由在此未示出的一个或多个设备间接地耦合到电缆101的第一和第二导体。电缆系统包括电缆101和经由信令电路123-125耦合到电缆101的第一和第二导体的负载113-115。每个信令电路123-125例如包括信令电容器，其响应于负载113-115中或附近的问题的检测而被激活并且连接到电缆101的第一和第二导体以改变电缆的阻抗。在图2中，第一问题102已发生在负载114中或附近，并且作为结果，信令电路124已被激活。在图2中，第二问题103已出现在负载114和负载
115之间的电缆101的导体之一中，例如“开路”或“短路”。

[0038] 在图3中，示出设备10的实施例。设备10支持用于勘测如图1和2中示出的电缆系统的勘测信号的使用，由此负载111-115均包括如图4中进一步示出的具有耦合到电缆101的输入和耦合到储存电路的输出的整流器电路。设备10包括用于产生用于对储存电路充电的充电信号的充电器电路1。假如电缆系统还包括位于负载111和电缆101之间的信令电路121，设备10可进一步包括用于在信令电路121被充电器电路1充电之后对信令电路121进行放电的放电器电路2。设备10可进一步包括用于产生勘测信号的勘测电路3，和用于控制其他电路1-3的控制器电路4。设备10可进一步包括用于接收对勘测信号的响应的接收电路5，以及用于鉴于勘测信号分析响应并且响应于分析结果限定问题102、103和/或问题102、103的位置的分析电路6。

[0039] 控制器电路4可进一步控制接收电路5和分析电路6和一方面用于接合电路1-6并且另一方面用于接合电缆101的接口7。替代地，可以经由控制器电路4实现电路1-3、5、6中的一个或多个，或者控制器电路可以被集成到电路1-3、5、6中的一个或多个中。电路1-6中的两个或更多个可被组合到较大的电路中。假如电路1-6不需要这样的接口7，则接口7可以被省去。最终，人机接口可以存在或不存在。

[0040] 从而，设备10位于中心位置处并且相对远离在负载位置处的负载111-115。在图2和3中，从设备10离开，可能例如存在用于生成被注定用于负载111-115的电缆信号的生成器。在充电、放电和勘测之前，可能必须的是断开这样的生成器，或者以其它方式将其放置到离线侧位置。

[0041] 在图4中，示出现有技术的负载113。该现有技术的负载113包括整流器电路201，例如具有四个二极管的整流器桥。整流器电路201的输入是负载113的输入。整流器电路201的输出耦合到dc-dc变换器203的输入和储存电路202（例如一个或多个储存电容器）。dc-dc变换器203的输出耦合到具有无论什么样的种类和处于无论什么样的组合的一个或多个发光二极管204。

[0042] 假如问题102出现并且在负载114处的信令电路124已被激活，或假如问题103存在于负载114和115之间，如将由设备10经由勘测信号及其响应测量的电缆系统的特征频率可能不被恰当地测量，由于位于设备10和负载114之间的负载113中的储存电路202可能对测量具有影响的事实。另外，在所述情况中的一个或多个中，负载113中的储存电路202可能吸收如由设备10产生的脉冲信号的形式的勘测信号，或者可能过早反射它。这也将导致不恰当的测量，由于将不生成反射的事实（假如勘测信号被储存电路202吸收），或由于将生成过早的反射的原因（假如勘测信号被储存电路202反射）。

[0043] 为了克服此，在生成勘测信号之前，充电器电路1产生用于对储存电路202充电的充电信号，使得已充电储存电路202与未充电储存电路202相比，将对勘测信号的性能具有至少减小的影响，优选完全不具有影响。仅作为示例，可以将勘测信号的电压幅值选择为等于或小于在整流器电路201两端存在的电压幅值与在已充电储存电路202两端存在的电压幅值的和，以实现所述完全没影响。

[0044] 假如信令电路121存在，当包括一个或多个信令电容器时，其可能也被充电器电路1充电。由于已充电信令电路121可能也对勘测信号具有影响的事实，在生成勘测信号之前，信令电路121将被放电器电路2（例如用于短路电缆101的第一和第二导体的开关）放电。

[0045] 在图5中，示出第一情形，由此以脉冲信号的形式的勘测信号在脉冲信号可到达在电缆系统中的以“短路”的形式的问题104处之前被负载113中的未充电储存电路202反射。

[0046] 在图6中，示出第二和改进的情形，由此以脉冲信号的形式的勘测信号不再被负载113反射，由于负载113中的储存电路202已被充分充电的事实。作为结果，脉冲信号现在能够到达电缆系统中的以“短路”的形式的问题104处，并且被该“短路”反射，使得可执行正确的测量。

[0047] 总之，设备10支持用于勘测包括电缆101和负载111的电缆系统的勘测信号的使用。负载111包括耦合到储存电路202的整流器电路201。设备10包括用于产生充电信号的充电器电路1，充电信号用于对储存电路202充电使得它们对勘测信号的性能具有减小的影响。设备10可进一步包括用于在信令电路121被充电器电路1充电之后对信令电路121进行放电的放电器电路2。设备10可进一步包括用于产生勘测信号的勘测电路3，和用于控制其他电路1-3的控制器电路4和用于接收对勘测信号的响应的接收电路5，以及用于鉴于勘测信号分析响应并且响应于分析结果限定问题102-104和/或问题102-104的位置的分析电路6。

[0048] 尽管在附图和前述描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性的或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所主张的发明时，根据对附图、公开文本和所附权利要求的研究可以理解和实现对公开实施例的其它改变。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一种”不排除多个。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的仅有事实不表明不能使用这些措施的组合来获利。权利要求中的任何参考符号不应当解释为限制范围。