低压脉冲反射法工作原理

1. 低压脉冲反射法应用范围

低压脉冲反射法(以下简称低压脉冲法)用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。据统计这类故障约占电缆故障的10%。低压脉冲法还可用于测量电缆的长度、电磁波在电缆中的传播速度，还可用于区分电缆的中间头、T型接头与终端头等。

2. 低压脉冲反射法工作原理

测试时向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来（图3.1）。波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差△t，对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点往返一次的时间，已知脉冲在电缆中的波速度V，则阻抗不匹配点距离，可由下式计算。

             L=V·△t/2                (3.1)

图3.1  低压脉冲反射原理图

通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。断路故障反射脉冲与发射脉冲极性相同，而短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反。

由3.1式知道，脉冲在电缆中的波速度对于准确地计算出故障距离很关键。在不清楚电缆的波速度值的情况下，可用如下方法测量。如已知被测电缆的长度，根据发送脉冲与电缆终端反射脉冲之间的时间△t，可推算出电缆中的波速度：

              V=2·L/△t                    (3.2)

3. 发射脉冲的选择

1) 脉冲的形状

电缆故障测量仪器使用的电压脉冲一般有矩形、指数、钟形（又叫升余弦）等。由于矩形脉冲形成比较容易，故应用的比较多。

2) 脉冲的宽度

脉冲总有一定的时间宽度，假定为τ，则在τ时刻以内到来的反射脉冲与发射脉冲相重迭，无法区分出来，因此就不能测出故障点距离，出现了盲区。假设脉冲发射宽度是0.5s，电缆波速度是160m /s，其测量盲区就是40米，仪器发送脉冲愈宽，测量盲区愈大。从减小盲区的角度看，发送脉冲宽度窄一些好，但脉冲愈窄，它所包含的高频成分愈丰富，而线路高频损耗大，使反射脉冲幅值过小，畸变严重，影响远距离故障的测量效果。为解决这一问题，脉冲反射仪器把脉冲宽度分成几个范围，根据测量距离的远近来选择脉冲宽度，测量距离愈远，脉冲愈宽。

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