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时域反射计定位线缆故障METRACABLE TDR

时域反射计定位线缆故障METRACABLE TDR——诊断和精确定位铺设电缆和导线的缺陷和故障

地下电缆是一种铺设在地下的电线,其外部有特别耐用的绝缘层,即电缆护套,防止其因土壤中的化学腐蚀或生活在地下的小动物(啮齿动物)而损坏。


与架空线路相比,地下电缆有几个优点。它们可以防止风化的影响,而且不会在视觉上破坏景观。缺点是维护成本较高,故障定位困难,如施工引起的故障 以及无意中损坏地下电缆。与这些因素相关的较高成本使之不适用于高压电力工程应用。


在电信行业,当铺设电缆外皮受损时,外界的潮气或水分就会浸入到电缆内,影响通信质量。因此,通常会采取对电缆进行充气维护。它会往电缆内加入干燥气体,并维持在10mbar的气压水平。当发生表皮破损时,气体外泄可以有效阻值水分的浸入。另外,气体外泄会导致电缆内压力下降,借助检测设备可以定位到泄漏点。


故障源检测
故障源检测的目的是识别断线或搭接电缆,精确定位故障。为了检测介质中发生的任何变化,利用了时域反射法的特性。TDR可用于定位电缆的末端、电缆断线或内外导体之间的短路。

Underground Cable Laying with E-Power Pipe® Graphic : Herrenknecht AG


TDR / 时域反射计
所谓的TDR测量是检查电缆的一种方法。TDR是时域反射法,可用于确定电缆长度,检测电缆故障、电缆断裂、短路和搭接电缆。


Signals from the Time Domain Reflectometer


TDR测量仪器,例如METRACABLE TDR,是发射一个电脉冲,然后根据脉冲返回发射机之前经过的时间计算电缆长度或故障位置。各种各样的故障也可以通过分析各种波形来识别。


通过TDR方法,仪器向电缆发送脉冲,该脉冲被电缆故障截面反射后再返回到仪器。根据反射曲线特征可以判断故障类型。


TDR测量仪是检测对称线缆的有力工具。除了确定电缆长度外,显示的反射曲线还可用于识别和查明电缆故障。这样可以节省故障处理的时间,避免不必要的工作。


借助阶跃函数发生器,在电缆一端产生斜坡信号。信号边缘通过介质传播,到达另一端时被反射,或者由于电缆内部的故障而被反射。在合适的评估电路或示波器的帮助下,将传输信号与反射信号进行比较,并确定反射信号的传输时间和幅度,以及其电容、电阻和电感特性。示波器中反射的简单视图使观察者即使没有深入的技术知识也可以评估其特性。


线缆类型


电缆具有影响长度测量的各种电气特性。为了确保长度测量尽可能准确,必须注意使用正确的传播速度值(VP值)。该值越精确,显示的电缆长度就越精确。集成到METRACABLE TDR等测试仪器中的电缆数据库包括各种电缆类型,以及与长度测量相关的电缆特性。支持对称电缆(举例见图)。下面几节将详细描述TDR提供的具体选项。


合适的电缆故障检测器可以使用TDR方法检查各种不同类型的电缆,并确定可能的故障位置。METRACBLE TDR能够检测长度达15公里的电缆。

 

长度测量

脉冲信号在遇到突变的阻抗时产生反射-反射强度取决于阻抗的差异大小



测量电力工业中电缆的长度是时域反射法的第一个应用。TDR用于测量发射的脉冲经过反射后返回仪器所需的时间。如果电缆的传播速度是已知的,测量时间可以用来直接推断电缆的长度。电缆雷达这个术语就是从这个应用
演变而来的。


在过去,这些测量需要示波器,而现在现成的测量仪器可以直接显示长度值。该方法广泛应用于电信和网络技术领域。在建筑物内敷设新布线时,安装的网线按时域反射测量值计费。


故障源检测

METRACABLE TDR /
Time Domain Reflectometer


故障源检测的目标是识别比如断裂或挤压的地下电缆,并确定相应故障的位置。利用时域反射法的特性,不仅可以探测到全反射,还可以探测到介质中的每一次变化。全反射只发生在电缆的末端、电缆断裂或内外导体短路时。


只要脉冲沿着不变的介质传播,电缆中的波阻抗就不会改变。然而,如果脉冲波遇到受挤压线缆,阻抗就会发生变化并发生部分反射。然后可以从反射到达的时间及其性质推断出挤压的位置和程度。


脉冲宽度和脉冲持续时间
脉冲宽度或脉冲持续时间也影响测量。较小的脉冲持续时间具有更好的分辨率,即。它们可以用来定位距离较近的故障。缺点是,由于长电缆产生的衰减,短脉冲的反射太小而无法测量,因此无法测量更长的电缆。对于较大的脉冲宽度,这种关系是相反的。


当测量较长的电缆时,有些故障可能无法显示。这可能需要进行多次测量。


为了能够为每种电缆类型和长度提供最佳分辨率,脉冲宽度在METRACABLE TDR上是可调的

关键词:

时域反射计,定位线缆故障,METRACABLE TDR

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