高压闪络测试法相关知识
1.典型直闪波形
上面的分析是在理想条件下进行的，与实际的直闪脉冲电流波形（如图4.7所示）相比有所不同，实际的波形有以下特点：
(1) 电缆中的电流随着时间的增加逐渐趋近于0，这是由于故障点击穿后电缆与电容中储存的能量消耗完毕的缘故。
(2) 由于电流波在电缆中存在传播损耗，电流波形以及线性电流耦合器的输出，随着时间的增长变化愈来愈平滑，幅值亦愈来愈小。
(3) 由于电容C不能看成绝对短路，在电流行波到达后，电容C逐渐地充电，电流也逐渐下降。所以，我们观察到的应是类似锯齿的波头（图4.7.a），而不是图4.6.a中那样的直角方波。
(4) 如图4.7.b中所示，故障点反射脉冲有一小的正脉冲出现。这是电容器本身及测试导线存在的杂散电感Ls的影响。Ls一般尽管只有几个微亨，但对高频行波信号而言，它的影响却不容忽略。图4.8.a为测量端等效电路，C为电容器电容，对高频行波来说，可认为C是短路的。
来自故障点的电流行波可认为是负极性直角波，参照2.4节所述，电感Ls引起的反射如图4.8.b中所示。开始电感上电流不能突变，相当于开路，电流行波反射系数为-1，出现负反射，波形向正方向变化；随着时间增加，电感上电流进入稳态，电感相当于短路，电流行波反射系数为+1，出现正反射，波形再向负方向变化，故在波形上出现一小的正脉冲。
(a)
(b)
图4.7 实际的电流行波与线性电流耦合器的输出
(a)
(b)
图4.8 杂散电感等效电路图及对电流直角波的反射
正脉冲的宽度及大小取决于杂散电感Ls与电缆波阻抗Z0，参照第二章中§2-4节的叙述，可用一公式表达为：
t0＝(Ls/Z0)ln2≈Ls/2Z0 (4.2)
t0一般在0.1us左右。
2. 杂散电感影响的补偿
方便起见，一般把第二个脉冲开始下降的时刻认为是故障点反射波到来的时间，显然会引起误差。误差一般在10米范围内。实际测试中可用以下方法克服：
(1) 从反射波的正脉冲起始处，而不是脉冲下降的时刻计算故障点距离。
(2) 仍以反射脉冲下降的时间计算故障点距离，在对误差有一定了解的前提下，从结果中减去一固定值。特别是当故障点距离较远时，故障点反射波到达测量点时，因传播衰减的影响，正脉冲已变得不明显（图4.9），只能以脉冲下降处时间计算故障点距离。
图4.9 远距离故障直闪脉冲电流波形
(3) 在采用自动计算方法的仪器中，由仪器自动补偿。
(4) 测试中，应尽量使用内部电感小的电容器，如脉冲电容器，并尽量缩短电容器与电缆的连线（包括接地线）。每次测试时，都使用固定的电容器与导引线，这样将有助于掌握误差的大小，以准确地计算实际故障点距离。
3. 近距离故障波形
(a) 20米故障
(b)10米故障
图4.10 近距离故障直闪脉冲电流波形
图4.10给出了两个近距离故障的直闪脉冲电流波形。图4.10.a是一个故障距离为20米的波形，故障点反射波很快回到测量端，迭加到前一个脉冲上去，相邻脉冲靠得很近，且幅值较小。图4.10.b是电缆头上故障的波形，故障击穿时，在电缆头上形成短路电弧，电容本身及测试导引线的杂散电感构成放电回路，产生振荡电流，经线性电流耦合器变换后，形成如图所示的衰减的余弦振荡波形。
客服1