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電纜故障測試技術原理-電纜短路檢測
發(fā)布日期：2016-05-11 00:00 點擊：
動力電纜在高頻電波傳輸過程中，其幅度相位和速度等參數(shù)將有規(guī)律的發(fā)生變化，我們將利用電波在電纜中傳播的微觀變化規(guī)律，利用雷達測距原理來確定電纜故障點的距離。因此我們首先了解起長線理論、阻抗概念、反射系數(shù)的概念。
1、長線概念：長線是指導線的幾何長度比其所傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟ㄩL還長或者與之相近似的傳輸線。一般認為線長 L>λ/10 既可認為是長線。
例如：對于1000米電纜而言，交流市電的頻率為50Hz，其波長為6000公里，1000米電纜可視為短線。而對于5MHz信號，其波長為60米，1000米電纜可視為長線。電波在長線上傳播時，長線上沿線各點的電流、電壓在一般情況下是不相同的，而在短線中沿線各點的電流、電壓是相同的。
2、阻抗概念：特性阻抗Z0： 電纜的特性阻抗與電纜的截面積、尺寸及周圍的介質有關。同軸電纜的特性阻抗一般為40—100歐姆，電 力 電 纜一般為10—50歐姆負載阻抗ZL ：
3、反射系數(shù)概念：反射系數(shù) K2：反射系數(shù)與負載阻抗有著密切的聯(lián)系，根據(jù)分析可知終端反射系數(shù)K2為K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）；由上述反射系數(shù)公式我們可以得出以下結論：當故障點短路時，故障點阻抗ZL=0；K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=-1 出現(xiàn)負反射，幅度等于入射幅度。當故障點開路時，故障點阻抗為無窮大 ZL=∝；K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=1 出現(xiàn)正反射，幅度等于入射幅度。
當故障點的阻抗等于或接近于電纜的特性阻抗時 ZL=Z0；K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=0 無反射。
而故障點阻抗介于0-Z0 之間時K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=-1~0 出現(xiàn)負反射，幅度小于入射幅度。而故障點阻抗介于Z0~∝ 之間時K2=（ZL-Z0）/（ZL+Z0）=0~1 出現(xiàn)正反射，幅度大于入射幅度。
我們正是利用這種物理特性進行電力電纜故障測試的。故障的性質可由反射波形的方向來決定。當我們在電纜的始端加正極性信號時，如果電纜的反射波形為同方向的正極性波形，則該電纜故障為高阻故障反之為低阻故障或電纜短路。如果電纜的反射波形為反方向的負極性波形，則該電纜故障為開路故障。 如果故障點的負載阻抗ZL大于電纜的特性阻抗Z0 ，電纜將會出現(xiàn)0~1之間的正反射。 如果故障點的負載阻抗ZL小于電纜的特性阻抗Z0 ，電纜將會出現(xiàn)0~1之間的負反射。 故障距離由測量脈沖反射波之間的時間差計算出來，這就涉及到電波在電纜中傳播的速度問題，高頻電波在短線傳輸時是以一定的速度進行傳播的，高頻脈沖在T時間段內，由電纜端頭以VP的速度向故障點傳播，到達故障點后經(jīng)過反射，又以VP的速度返回，共行進路程為2倍的始端到故障點的距離，由物理學距離計算公式 S=V×T 可知，實際端頭到故障點的距離為 S=V×T / 2, 該距離可通過電纜故障測試儀的波形進行分析得出。
相關標簽：電纜故障檢測儀
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