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電纜故障預定位(粗測)的原理及方法(一)

    電纜故障測試的粗定位原理上主要分為:直流測距法和時域反射法。直流測距法又分為:電阻(電壓)比較法和電橋法兩種。時域反射法根據采樣方式的不同又分為:三次脈沖法、二次脈沖法、電流取樣法、電阻(電壓取樣法)。下面就進行一一闡述:

一、 電阻(電壓)比較法
    接線圖如下,在測試端的芯線和外護套上接毫伏表(萬用表毫伏檔),表筆直接與芯線和外護套接緊,不要接到儀器輸出線的夾子上,避免接觸電阻影響毫伏表的測量結果;儀器設置在連續輸出檔,調整輸出電壓,使輸出電流達到A1(最好是整數如100.0mA),這時讀取毫伏表上的讀數V,由于電壓表輸入電阻很高,因此,流經項線的電流很小,可以認為毫伏表的電位測量端到故障點的電位,因此,該讀數即為測量端到故障點兩點的電位差V1。再將儀器移到電纜的另一側(末端)進行測量,讓輸出電流值與始端測量時的數值一致,這時毫伏表的讀數為V2;
故障點距離始端的距離Lx=(V1×L)/(V1+V2);
也可以用比例來表示故障點的距離(V1×100)/(V1+V2);
采用這種預定位的本公司的代表產品主要有“WHT-08電纜外護套故障測試儀

電阻(電壓)比較法示意圖

電阻(電壓)比較法示意圖

二、電橋法測試原理

    電橋法原理如下:將被測電纜故障相與非故障相短接,電橋兩臂分別接故障相與非故障相,調節電橋兩臂上的一個可調電阻器,使電橋平衡,利用比例關系和已知的電纜長度就能得出故障距離。
 顯然   

      接入電橋后構成如下電路

          

平衡后有

    =P‰(千分之P)P為刻度盤讀數。

     因此L1=P‰·L

    采用這種預定位的本公司的代表產品主要有“GDZ-08電線電纜高阻故障定位儀(高壓電橋法)

    直流測距法的主要缺陷有:需要電纜全長數據,通過步行估計;需要在另一端短接電纜;開路故障不能定位。多點電纜故障無法測試。

電橋法測試原理

 

三、低壓脈沖反射法原理:
    適用于低阻( 低于10倍波阻抗) 、接地及開路故障,并可以測試電纜的全長和電波在電纜中的傳播速度。當電纜發生低阻或接地故障時,故障點處的等效阻抗應為故障電阻與電纜特性阻抗的并聯,故障電阻越小,反射波形越明顯。當故障電阻為零時為全反射。由于測試端等效阻抗( 測試儀器的輸入阻抗) 大于電纜特性阻抗,所以在測試端產生同極性反射脈沖。而在低阻或接地故障處,由于故障電阻小于電纜特性阻抗,所以入射脈沖到達到故障點后產生反極性脈沖,并傳輸到測試端,接收到的反極性脈沖的下降沿就對應故障點的反射波。根據脈沖入射到返回所經過的時間ΔT和電波在電纜中的傳播速度V,可以計算出傳播路徑的長度,進而得到測試點到故障點的距離S,具體計算公式為:

           S = 1/2(ΔT ×S)
    電纜故障測試儀通過反射脈沖的極性可以判斷故障的性質。對于開路故障發射脈沖與反射脈沖同極性;而對于短路或低阻故障發射脈沖與反射脈沖反極性。當電纜發生開路故障時,故障等效阻抗為故障電阻與電纜特性阻抗的串聯,開路即相當于故障電阻為無窮大,這種情況入射脈沖將形成全反射,在測試端產生同極性反射脈沖,接收到同極性的脈沖的上升沿與故障點的反射波形對應。電纜接頭處的特性阻抗通常會變大,在此處反射波和入射波同極性。而“T型頭”接頭處的等效阻抗較電纜特性阻抗小,所以在此處反射波和入射波極性相反。

低壓脈沖反射法原理

低壓脈沖電纜故障測試儀原理圖

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