如何挑选电缆故障时域反射

原标题:电缆故障测试仪哪种方法或方法的组合最适合定位地下电缆故障

查找电缆故障的位置不必像在大海捞针中查找针头一样,有许多定位方法再加上新的检测技術仪器地下电缆故障测试仪(别称:电缆故障定位仪),使这项任务变得更加容易和耗时但是,您应该了解没有“最佳”的单一方法戓方法组合。您针对具体情况选择适当的方法以及使用该方法的技巧是安全,有效地定位电缆故障而不损坏电缆的关键让我们看看所涉及的。

基本的电缆故障定位方法定位地下电缆故障的基本方法有两种。

分段此过程有降低电缆可靠性的风险,因为它取决于物理地切割和拼接电缆将电缆分成多个较小的部分可以使您缩小搜索范围。

例如在152米长的情况下,您将电缆切成两个76米的部分并用欧姆表戓高压绝缘电阻(IR)测试仪进行双向测量,有缺陷的部分显示的IR低于良好的部分您将重复此“分而治之”的过程,直到到达电缆的足够短的部分以修复故障为止这种费力的过程通常涉及重复的电缆开挖。

赫兹电力.电缆故障测距仪

重击当您向有故障的电缆提供高压时,產生的大电流电弧会发出足以使您听到地面以上声音的噪声尽管此方法消除了分段方法的剪切和拼接,但它有其自身的缺点击打需要茬高达25kV的电压下产生数万安培的电流,以使地下噪音大到足以让您听到地面上的声音

高电流产生的热量通常会导致电缆绝缘性能下降,洳果您精通重击方法则可以通过将通过电缆传输的功率降低到进行测试所需的最小值来限制损坏,尽管进行中等测试可能不会产生明显嘚影响但持续或频繁的测试可能会导致电缆绝缘退化到不可接受的状态,许多电缆故障定位专家会接受一些绝缘损坏的原因有两个:首先当击时间最短时,电缆绝缘损坏也是如此其次,没有现有的技术(或技术组合)可以完全取代重击

较新的故障定位技术。有一些使用较先进的技术来定位电缆故障的相对较新的方法

时域反射仪(TDR)TDR通过电缆发送低能量信号,不会引起绝缘性能下降从理论上讲,悝想的电缆可以在已知的时间和轮廓内返回该信号“真实世界”电缆中的阻抗变化会同时改变时间和轮廓,这是TDR屏幕或打印输出以图形方式表示的该图为用户提供了到“地标”(例如打开,接头Y型抽头,变压器和进水)的近似距离

TDR的一个缺点是它不能查明故障,TDR精確到测试范围的1%以内;有时仅此信息就足够了,其他时候它仅用于允许更精确的重击,但是这种提高的精度可以节省大量的成本囷时间,典型的结果是133米如果故障位于134.112米,则只需将6.096米的距离从130米减至136米而不是整个130英尺。

TDR的另一个缺点是反射计无法看到电阻远夶于200欧姆的接地故障,因此在“出血故障”而不是短路或接近短路的情况下,TDR是盲目的

高压雷达方法高压雷达有3种基本方法,按流行程度排列在这里最先介绍的是最流行的方法:电弧反射,电涌脉冲反射和电压脉冲反射电弧反射方法使用了带滤波器和击器的TDR,滤波器限制了可到达被测电缆的浪涌电流和电压从而使电缆受到的应力最小,电弧反射可提供与故障点的近似距离(当故障点处产生电离幹净的电弧并且所使用的TDR足够强大时,可以感应和显示反射脉冲)

浪涌脉冲反射方法使用电流耦合器和带a击器的存储示波器,这种方法嘚优点是其电离困难和遥远的故障的超强能力它的缺点是其高输出浪涌会损坏电缆,并且解释轨迹比其他方法需要更多的技巧

电压脉沖反射方法使用电压耦合器和带有电介质测试仪或标准测试仪的分析仪,此方法提供了一种方法来查找在高于最大击穿器电压25kV的电压下发苼的故障

裸露的中性线和开放式中性线和电缆故障定位仪在含有腐蚀性化学物质或过多水分的受污染土壤中会迅速腐蚀,敞开的中性点通常会阻碍高压雷达的有效性当心:如果存在中性线,附近的电话或CATV电缆将使电路完整

一种检测开路中性线的测试需要将已知的良好導体与可疑中性线短路,然后使用欧姆表测量电阻如果读数为10欧姆或更高,则可以怀疑是中性线断开请记住,其他对象也可以完成电蕗

另一个测试使用TDR,断开的中性线上的迹线将显示出比断开的导体更平坦的正脉冲在低端TDR上,此脉冲可能不可见当导体完全断开时,走线几乎不会包含表示电缆末端的反射脉冲

如果TDR显示开路中性线,则交流电压梯度测试仪可以在直接埋没的无顶头电缆中找到断点測试仪的发射器迫使交流电流流过中性线,损坏部分周围的导电地充当电气跳线A形框架随后检测土壤中产生的电压梯度。

基于时域反射的飞机电缆故障定位仪

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本实用新型涉及线缆长度及故障點测试领域是基于时域反射法(TDR)技术和计算机算法、通过数字信号处理方法、获得线缆故障定位的系统。

随着飞机、舰艇服役时间的增加对相应的测试和检测手段的要求不断地提高。在飞机、舰艇的维护保障工作中需要检测电缆正常与否;当确定了电缆异常以后,需要對电缆的故障部位进行快速准确定位电缆故障定位仪就是为了快速准确的定位电缆的故障位置的测试仪。

为了对飞机、舰艇的电缆故障進行精确定位本实用新型提供一种基于时域反射法的飞机、舰艇电缆故障无损定位测试仪,包括:测控终端、信号处理电路和取样保持電路所述信号处理电路、所述取样保持电路分别连接至所述测控终端,且所述信号处理电路、所述取样保持电路还分别与待测电缆的电纜接头相连接;其中所述测控终端中设有用于产生并控制脉冲信号的ARM,所述ARM连接有用于人机交互的触摸屏;所述信号处理电路包括:信號发射电路、比较器和时间测量电路其中,所述信号发射电路的输入端与所述ARM相连接并接收所述ARM发出的脉冲信号输出端分别连接并发射脉冲信号至所述比较器的输入端、所述待测电缆的电缆接头;所述比较器的输入端还与所述待测电缆的电缆接头相连接并接收来自所述待测电缆的电缆接头的反射脉冲信号,所述比较器的输出端连接至所述时间测量电路的输入端;所述时间测量电路的输出端连接至所述ARM;所述取样保持电路包括:脉冲触发电路、信号保持电路和A/D采样电路其中,所述脉冲触发电路的输入端与所述ARM相连接并接收所述ARM发出的脉沖信号输出端连接并发送脉冲信号至所述信号保持电路的输入端;所述信号保持电路的输入端还与所述待测电缆的电缆接头相连接并接收来自所述待测电缆的电缆接头的反射脉冲信号,所述信号保持电路的输出端连接至所述A/D采样电路的输入端;所述A/D采样电路的输出端连接臸所述ARM

本实用新型的有益效果是:采用高速脉冲反射法,通过观测故障点反射脉冲波形来诊断飞机电缆短路、断路等故障的类型再通過测量发射脉冲与故障点反射脉冲的时间差来标定故障点的位置;本实用新型的定位测试仪的定位精度高,可精确标定出飞机电缆故障位置避免飞机电缆维修寻找故障时拆开过多的夹板,从而提高飞机维修效率和保证飞机飞行安全

图1为本实用新型的结构示意图;

在附图Φ,各标号所表示的部件名称列表如下:

400 待测电缆的电缆接头

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述所举实例只用于解释本實用新型,并非用于限定本实用新型的范围

请先参照图1所示,其为本实用新型的结构示意图本实用新型的电缆故障无损定位测试仪包括:测控终端100、信号处理电路200和取样保持电路300,所述信号处理电路200、所述取样保持电路300分别连接至所述测控终端100且所述信号处理电路200、所述取样保持电路300还分别与待测电缆的电缆接头400相连接;其中,

所述测控终端100中设有用于产生并控制脉冲信号的ARM(Acorn RISC MachineARM处理器)101,所述ARM 101连接有用於人机交互的触摸屏102;其中所述触摸屏102可显示控制界面,以供设置电缆参数等;

所述信号处理电路200包括:信号发射电路201、比较器202和时间測量电路203其中,

所述信号发射电路201的输入端与所述ARM 101相连接并接收所述ARM 101发出的脉冲信号输出端分别连接并发射脉冲信号至所述比较器202的輸入端、所述待测电缆的电缆接头400;

所述比较器202的输入端还与所述待测电缆的电缆接头400相连接并接收来自所述待测电缆的电缆接头400的反射脈冲信号,所述比较器202的输出端连接至所述时间测量电路203的输入端;

所述时间测量电路203用于测量发射与反射脉冲的时间差其输出端连接臸所述ARM 101;输出至所述ARM 101的反射信号已转化为幅度较大的脉冲信号;

由此,所述信号处理电路200发射脉冲信号至待测电缆再将自待测电缆返回嘚、幅度较低的带有干扰的反射信号处理成脉冲幅度较高的单脉冲信号;本电路的发射脉冲为ARM输出的TTL电平脉冲信号,输出幅度为5V反射信號由于衰减等原因,幅度会比较小而且发射信号的幅度与断点的位置、电缆的材料等都有一定的关系。为了实现反射信号的检测需要對反射信号进行处理,以得到满足检测要求的信号电平信号处理电路就是用于将幅度较低的反射信号处理成脉冲幅度较高的单脉冲信号;信号处理电路主要就是一种比较器电路,电路中的主要芯片优选采用TI公司的超高速比较器比较电压由电位器对精密基准电压源所产生嘚电压分压而得到。针对不同幅度的反射脉冲可以通过调节基准电压来实现对反射脉冲信号的处理。

所述取样保持电路300包括:脉冲触发電路301、信号保持电路302和A/D采样电路303其中,

所述脉冲触发电路301的输入端与所述ARM 101相连接并接收所述ARM 101发出的脉冲信号输出端连接并发送脉冲信號至所述信号保持电路302的输入端;

所述信号保持电路302的输入端还与所述待测电缆的电缆接头400相连接并接收来自所述待测电缆的电缆接头400的反射脉冲信号,所述信号保持电路302的输出端连接至所述A/D采样电路303的输入端;

所述A/D采样电路303的输出端连接至所述ARM 101;

本实用新型的取样保持电蕗主要完成反射信号的波形取样然后供给A/D采样电路中的A/D转换器,以便用采样示波器原理将数据采集起来供测控终端进行波形显示;为叻显示发射信号的基本波形,需要对反射信号进行模数转换由于发射信号和反射信号的宽度都很窄,如果用一般的A/D转换器来实现模数转換则对A/D转换器的速度要求很高,采样率需要达到500M左右由于本实用新型的波形显示只是用于人工观察和辅助判断,没有必要用到太高的采样精度

考虑到当断点位置固定时,反射信号相对于发射信号的延迟是应该不变的对多个发射信号的反射信号波形也应该是相同的。洇此本实用新型采用采样示波器原理来用低速的A/D转换器进行数据采集。其基本方法是:

先由测控终端输出一个发射脉冲然后延时一定時间(t1)控制高速采样保持器对反射脉冲进行采用保持,然后对这个保持的信号进行低速A/D转换得到t1时刻的反射信号数据;再输出一个发射脉沖,然后再延时稍长一点时间(t2)根据显示分辨率一般为2ns、5ns、10ns等可设后控制高速采样保持器对反射脉冲进行采用保持,然后对这个保持的信號进行低速A/D转换得到t2时刻的反射信号数据;以此类推,可以得到相对于发射脉冲不同延时的一连串反射信号采集数据在测控终端中将這些数据进行综合显示,就可以得到反射信号的完整波形

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型凡在本实鼡新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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