在铁路电力电缆系统中,随着线缆大面积的铺设,线缆故障所带来的隐患与风险越来越高,而目前广泛使用的离线检测方法不能快速地进行故障在线定位。因此,研究能够高效准确查找线缆故障的在线检测系统具有迫切的现实意义以及应用价值。本文以时域反射法为基础,利用SSTDR技术快速准确地检测故障点及故障类型,能够有效降低劳动成本,消除故障隐患,保证铁路线路运行安全。论文首先研究了电缆线路的行波传播理论、铁路信号线缆故障原因及常见的故障测距方法。其次,对时延估计算法进行分析和比较,通过Simulink仿真进行可行性验证,仿真结果表明:二次相关时延估计算法对低噪声下的远距离故障信号的峰值锐化效果更好,抗干扰性能强,故障定位更精确。然后,确定了系统设计方案,设计了硬件电路和软件程序,主要包括:基于FPGA系统的测试信号发生模块、反射信号的采集及信号调理模块和应用LabVIEW编写的上位机界面。接下来,制作了故障检测系统样机,对系统的软硬件都作了调试,具体结果如下:FPGA能够将测试信号进行稳定的发送以及频率切换;高速数据采集卡能可靠的处理反射信号;上位机可以提供友好的人机界面,对数据进行相关运算并准确显示结果。最后,以实际铁路信号线缆为测试对象,将样机用于故障测试,测试内容包括开路故障、短路故障以及信号衰减测试。通过分析测试结果可以明确:各模块设备运转正常,SSTDR法能够实现对线缆故障进行准确在线测量。