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電纜故障測試儀波形計算

第一節 根據波形分析測試數據

波形測出后，如果想對測試波形進行進一步分析計算，可以根據波形上顯示點數計算出任兩點間代表距離。基中標尺每格代表時間為測試儀自動計算給定。

計算距離的方法如下：

兩點間距離＝兩點間實際格數×時間/格×速度÷2（米）

具體步驟如下：

1、計算每點代表距離：每點代表距離計算公式為：S＝V∕2f，其中V為電波傳輸速度（打印紙上有顯示、或者根據電纜類型自定），f為采樣頻率，默認選25MHZ。例如，油浸紙電纜V＝160m∕μs,當f=25MHZ時，每點代表距離S＝160/2×25＝3.2（米）。

2、計算兩點間總點數：打印波形上顯示出每大格多少個測試點，根據兩點間的格數，就可計算出兩點間總點數。例如測試波形打印后顯示“每格5點”，所計算的兩點間為4.3大格，則兩點產間總點數為4.3×5＝21.5點（小數點為不滿一格比例長度）。

3、計算距離：分別計算出每點代表距離及總點數后，就可以計算出兩點間距離來。例如：前面已經計算出每點代表距離為3.2米，總點數為21.5點，則計算距離為3.2×21.5＝60.8（米）。

針對疑難故障，測試完畢后，可拍照測試波形，仔細分析波形特點，對找出故障點，中試控股集團技術人員提高測試效率會起到事半功倍作用。

第六章：測試波形分析與定標

電纜故障探測時，首先必須熟練掌握設備操作方法；其次，必須能對各種測試波形進行分析，準確確定光標起點、終點。下面就對各種測試波形特點及定標方法做簡要介紹。

第一節 低壓脈沖法測試開路故障（測全長、測速度）波形

低壓脈沖法測開路斷線故障，或者用電纜好相測全長、測速度（相線開路）時，測試波形如圖（16）所示：

圖（16） 低壓脈沖測全長波形

波形特點：發射脈沖與一次反射，二次反射等各反射波形都為正脈沖波形。

定光標方法：光標起點定在發射脈沖上升沿與基線交點處，光標終點定在一次反射脈沖上升沿與基線交點處。

第二節 低壓脈沖法測低阻短路故障波形

脈沖法測低阻短路故障，或者將好相非測試端與鎧裝短接測全長、測速度時，測試波形如圖（17）所示：

波形特點：發射脈沖為正脈沖波形，一次反射為負脈沖波形，二次反射為正脈沖波形，三次反射又為負脈沖波形，依次類推。

定光標方法：發射脈沖上升沿與基線交點定為起點，一次反射脈沖下降沿與基線交點定為終點。

圖（17） 低壓脈沖測低阻短路故障波形

第三節 閃絡法電流取樣測試波形

高壓閃絡法測試電纜故障時，其波形變化較大，但大部分測試波形都有共同點，及各類性質的故障反射波形全為正波形，且前沿有負反沖，以電流取樣為例，閃絡法測試時其測試波形如圖（18）所示：

圖（18） 閃絡法電流取樣測試波形

波形特點：發射波形為正脈沖波形，反射波形為正脈沖波形，但脈沖前沿有一個向下的負反沖，隨故障不同，負反沖大小有較大差別。

定光標方法：在發射脈沖上升沿與基線交點處定光標起點，在反射脈沖負反沖下降前沿與基線交點處，定光標終點。若在測試時反射脈沖無前沿負反沖，終點光標定在反射脈沖上升沿與基線交點處。

第四節 閃絡法測試時故障點不放電波形

對于有些高阻故障，加高壓沖擊時，雖然球間隙放電，并且有時放電聲還較大（干脆），但故障點實際上并未形成閃絡放電，而是將電能緩慢釋放掉，這時，顯示波形就無法確定故障點。故障點不放電時，從波形上可顯示出來，從而可以采取其它測試方法迫使故障點放電。閃絡測試故障點不放電波形如圖（19）所示：

圖（19） 閃絡測試故障點不放電波形

波形特點：故障點不放電波形特點為發射脈沖為正波形，一次反射脈沖為負波形，二次反射波形又為正波形，以此類推。同時，發射波形同反射波形間距離等于電纜全長。

遇到故障點不放電波形時，可按以下幾種方法迫使故障點閃絡放電：一是加大放電球隙，提高沖擊電壓；二是加大電容容量，增加沖擊能量；對于疑難故障，可長時間施加沖擊高壓，迫使故障點形成固定放電通道，然后進行測試。

第五節 沖閃法測試純短路故障波形

對于純短路故障（如直接將相地短接），可用沖閃法測試（如用沖閃法測電纜全長、測速度）。短路是低阻故障的一個特例，用沖閃法測試純短路故障時，波形反射有其特殊性，例如用沖閃法測相地短接電纜時測試波形如圖（20）所示：

圖（20） 沖閃法測試純短路故障波形

波形特點：純短路故障測試時，其波形特點為發射波形和反射波形都為正脈沖波形，這與低壓脈沖測試終端開路故障波形相似。

定標方法：分別用發射脈沖波形及反射脈沖波形上升沿與基線交點定光標起點、終點。若是測故障，其測試距離就為故障距離；若是用好相終端短接測全長，則二波形間距離就為電纜全長。

了解純短路故障測試波形特點，有助于我們分析理解各種故障實測波形。在特殊情況下，也可用此種方法測電纜全長、或者測電波傳輸速度。

第六節 沖閃測試時故障點二次擊穿放電波形

對于個別阻值較高的高阻故障，不是一下子故障點擊穿閃絡放電，而是沖擊電壓越過故障點，先傳到終端，再從終端返回過程中、電壓疊加，然后故障點才閃絡放電，此后在測試端和故障點之間來回反射，顯示故障點二次擊穿放電波形。沖閃法電流取樣測試時，故障點二次擊穿放電波形如圖6.6所示：

圖（21）　故障點二次擊穿測試波形

波形特點：二次擊穿波形特點為發射脈沖為正脈沖波形，一次反射為負脈沖波形，并且二次波形間距離為電纜全長（同故障點不放電波形）。從第三個波形開始，測試波形與沖閃測試標準波形一致，其間距代表故障距離。

定光標方法：二次擊穿波形同時具有故障點不放電波形及正常放電波形特點。定光標時，先定前面二波形，看是否與電纜全長一致，然后再觀察后面幾個反射波形，看是否具有前面講的沖閃波形特點（正脈沖前沿有負反沖，且各反射波形間距一致）。若具有二次擊穿波形特點，則按后面具有故障點閃絡擊穿特點的二波形分別定光標起點、終點，就可確定故障點距離。

實際測試時須注意，由于故障性質及測試條件不同，二次擊穿波形也變化較大，有時第二個波形（終端不放電反射波形）與第三個波形間距較大（延時擊穿時間較長），有時間距小，甚至合二為一（延時較小）。定光標時，不管前面幾個波形多么復雜，只要后面有正常放電波形，就按后面波形定光標起點、終點，確定故障距離。

對于故障點二次擊穿波形，測試時可以加大球間隙，增加電容容量，提高沖擊電壓，一般就可以測出正常閃絡放電波形。

第七節 沖閃測試時近端故障測試波形

若故障點距測試端很近（15－20米以下），沖閃測試時，測試波形如圖（22）所示：

圖（22） 近端故障沖閃測試波形

波形特點：近端故障用閃絡法測試時，其波形特點為；測試波形為正負交替的余弦大振蕩波形，并且二波形間距離大于電纜全長，為電纜全長數倍。

遇到近端反射波形時，說明故障點離測試端不遠。要精確測試，有以下幾種方法：一是到另一端測試；二是用標準長度電纜（如50米或100米）與被測電纜相連接測試，在測試距離后，測試距離減去所加電纜長度，即為故障點至測試端距離；三是用好相與故障相在遠端相接，將測試信號加在好相進行測試。

總之，對各種電纜故障測試過程中，正確地分析波形，是快速完成粗測定點的關鍵。不論故障波形多么復雜，歸納起來，不外乎上面講到的各種測試波形的變形。