低壓脈沖反射法工作原理

1. 低壓脈沖反射法應(yīng)用范圍

低壓脈沖反射法(以下簡稱低壓脈沖法)用于測量電纜的低阻、短路與斷路故障。據(jù)統(tǒng)計(jì)這類故障約占電纜故障的10%。低壓脈沖法還可用于測量電纜的長度、電磁波在電纜中的傳播速度，還可用于區(qū)分電纜的中間頭、T型接頭與終端頭等。

2. 低壓脈沖反射法工作原理

測試時(shí)向電纜注入一低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn)，如短路點(diǎn)、故障點(diǎn)、中間接頭等，脈沖產(chǎn)生反射，回送到測量點(diǎn)被儀器記錄下來（圖3.1）。波形上發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差△t，對(duì)應(yīng)脈沖在測量點(diǎn)與阻抗不匹配點(diǎn)往返一次的時(shí)間，已知脈沖在電纜中的波速度V，則阻抗不匹配點(diǎn)距離，可由下式計(jì)算。

             L=V·△t/2                (3.1)

圖3.1  低壓脈沖反射原理圖

通過識(shí)別反射脈沖的極性，可以判定故障的性質(zhì)。斷路故障反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相同，而短路故障的反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相反。

由3.1式知道，脈沖在電纜中的波速度對(duì)于準(zhǔn)確地計(jì)算出故障距離很關(guān)鍵。在不清楚電纜的波速度值的情況下，可用如下方法測量。如已知被測電纜的長度，根據(jù)發(fā)送脈沖與電纜終端反射脈沖之間的時(shí)間△t，可推算出電纜中的波速度：

              V=2·L/△t                    (3.2)

3. 發(fā)射脈沖的選擇

1) 脈沖的形狀

電纜故障測量儀器使用的電壓脈沖一般有矩形、指數(shù)、鐘形（又叫升余弦）等。由于矩形脈沖形成比較容易，故應(yīng)用的比較多。

2) 脈沖的寬度

脈沖總有一定的時(shí)間寬度，假定為τ，則在τ時(shí)刻以內(nèi)到來的反射脈沖與發(fā)射脈沖相重迭，無法區(qū)分出來，因此就不能測出故障點(diǎn)距離，出現(xiàn)了盲區(qū)。假設(shè)脈沖發(fā)射寬度是0.5s，電纜波速度是160m /s，其測量盲區(qū)就是40米，儀器發(fā)送脈沖愈寬，測量盲區(qū)愈大。從減小盲區(qū)的角度看，發(fā)送脈沖寬度窄一些好，但脈沖愈窄，它所包含的高頻成分愈豐富，而線路高頻損耗大，使反射脈沖幅值過小，畸變嚴(yán)重，影響遠(yuǎn)距離故障的測量效果。為解決這一問題，脈沖反射儀器把脈沖寬度分成幾個(gè)范圍，根據(jù)測量距離的遠(yuǎn)近來選擇脈沖寬度，測量距離愈遠(yuǎn)，脈沖愈寬。

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