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一、低壓脈沖反射法工作原理

1. 應(yīng)用范圍

低壓脈沖反射法(以下簡稱脈沖法)用于測量電纜的低阻、短路與斷路故障。據(jù)統(tǒng)計這類故障約占電纜故障的10%左右。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. 工作原理

測試時，向電纜輸入一低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點，如短路點、故障點、中間接頭等，脈沖產(chǎn)生反射，回送到測量點被儀器記錄下來，如圖1所示：

圖1 低壓脈沖反射原理圖

圖1中，波形上發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間差△t，對應(yīng)脈沖在測量點與阻抗不匹配點往返一次的時間，已知脈沖在電纜中的波速度V，則阻抗不匹配點距離，可由下式計算。

L=V·△t/2

通過識別反射脈沖的極性，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。

由計算公式我們知道，脈沖在電纜中的波速度對于準確地計算出故障距離很關(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間△t，可推算出

電纜中的波速度：

V=2·L/△t

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

脈沖總有一定的時間寬度，假定為τ，則在τ時刻以內(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距離，出現(xiàn)了測試盲區(qū)。假設(shè)脈沖發(fā)射寬度是0.2 μs，電纜波速度是160m / μs，其測量盲區(qū)就是16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，畸變嚴重，影響遠距離故障的測量效果。為解決這一問題，脈沖反射儀器（也叫閃測儀）把脈沖寬度分成幾個范圍，根據(jù)測量距離的遠近來選擇脈沖寬度，測量距離愈遠，脈沖愈寬。
目前市場上技術(shù)zui為成熟的單片機型電纜故障測試儀，采用的低壓脈沖寬度為0.2μs/2 μs兩檔，分別用于測量短電纜以及長電纜。

二、脈沖反射波形的分析理解

1. 脈沖反射波形反映電纜故障相知與電纜結(jié)構(gòu)特點

觀察電纜的低壓脈沖反射波形除，可以找出故障點的位置以及判別故障性質(zhì)，還有利于了解復(fù)雜電纜的結(jié)構(gòu)特點，這一優(yōu)點是電橋法*的。而實際的測量波形往往變化較多，需要操作人員具有起碼的測試訓(xùn)練和一定的測量經(jīng)驗和技巧，能否正確地理解反射波形是準確地測出故障距離及了解電纜結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。

圖 2.a 給出了一個有低阻故障的電纜，中間有接頭J，圖2.b給出了向電纜注入一低壓脈沖測得的脈沖反射波形。類似于透視用的X光片，被測電纜結(jié)構(gòu)（狀態(tài)）以波形的形式直觀地呈現(xiàn)在儀器的屏幕上。

圖2 中間有接頭的電纜脈沖反射波形

把波形上任一點的時間坐標(biāo)乘以二分之一的波速度，換算成距離，則電纜上所有的阻抗不匹配點，如中間接頭J、故障點F、電纜的開路終端B，均按實

際的距離以脈沖的形式出現(xiàn)在波形上。根據(jù)脈沖的極性與大小可判別阻抗不匹配的性質(zhì)（例如低阻還是開路）與嚴重程度。一般來說，開路與短路故障反射比較強，而中間接頭反射較弱。低阻故障電阻值愈小，反射愈強烈。
需要說明的是，中間接頭的反射，不一定一定是正反射，有可能是負反射，或者沒有反射，這個與接頭處特性阻抗有關(guān)，與絕緣電阻無關(guān)。接頭點反射大小，不一定代表該接頭有故障，要綜合分析判斷。