對鋪設的電纜中的缺陷和故障進(jìn)行診斷和精確定位

地下電纜的應用

地下電纜是鋪設在地下的電線(xiàn)，外部具有特別耐用的絕緣層，即電纜護套，可防止其因土壤中的化學(xué)影響或生活在地下的小 動(dòng)物（嚙齒動(dòng)物）而損壞。 與架空線(xiàn)相比，地下電纜有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它們受到保護，免受損壞——包括風(fēng)化——并且它們不會(huì )在視覺(jué)上破壞景觀(guān)。缺點(diǎn)包 括更高的維護成本和更大的故障定位難度，例如由建筑工作和地下鋪設的電纜意外損壞引起的故障。與這些因素相關(guān)的較高 成本在高壓范圍內的電力工程應用中是不利的。

在電信領(lǐng)域，本地連接電纜的壓力達到 10mbar。由于這種超壓，在電纜護套出現輕微泄漏的情況下，空氣會(huì )被吹入任何滲 入的濕氣，因此濕氣無(wú)法滲透。在壓力下降的情況下，傳感器會(huì )指示空氣正在從系統中逸出。然后用一種特殊的氣體抽吸電 纜，從而可以在檢測設備的幫助下查明泄漏點(diǎn)。

故障源檢測

故障源檢測的目標是識別損壞或夾住的電纜并精確定位故障位置。為此利用時(shí)域反射計的特性，以便檢測介質(zhì)內發(fā)生的任何 變化。TDR 可用于定位電纜末端、電纜斷裂或內外導體之間的短路。

使用 E-Power Pipe® 鋪設地下電纜 圖：海瑞克股份公司

TDR /時(shí)域反射法

所謂的 TDR 測量是檢查電纜的一種方式。TDR 代表時(shí)域反射計，可用于確定電纜長(cháng)度，并檢測電纜故障、電纜斷 裂、短路和電纜夾傷。

TDR 測量?jì)x器發(fā)出電脈沖，然后根據脈沖返回到發(fā)射器之前經(jīng)過(guò)的時(shí)間計算電纜長(cháng)度或故障位置。還可以通過(guò)分 析各種波形來(lái)識別各種故障。

通過(guò) TDR 方法，儀器向電纜傳輸一個(gè)脈沖，該脈沖被電纜故障反射，然后返回到儀器。故障類(lèi)型可以根據特征反射曲線(xiàn)確 定。

TDR 測量?jì)x器是檢查對稱(chēng)線(xiàn)的有力工具。除了確定電纜長(cháng)度外，顯示的反射曲線(xiàn)還可用于識別和查明電纜故障。這可以節 省故障排除的時(shí)間并避免不必要的工作。

借助階躍函數發(fā)生器，在電纜的一端產(chǎn)生傾斜信號。信號邊沿通過(guò)介質(zhì)傳播，并在到達另一端或由于電纜內的故障而被反 射。借助合適的評估電路或示波器，然后將傳輸的信號與其反射進(jìn)行比較，并確定有關(guān)反射傳輸時(shí)間和幅度的信息，以及其 電容、電阻和電感特性。示波器中反射的簡(jiǎn)單視圖使觀(guān)察者可以評估它們的特性，即使沒(méi)有深入的技術(shù)知識。

電纜類(lèi)型

電纜具有影響長(cháng)度測量的各種電氣特性。為了確保長(cháng)度測量盡可能準確，必須注意使用正確的傳播速度值（VP 值）。該值 越精確，顯示的電纜長(cháng)度就越精確。集成到 R等測試儀器中的電纜數據庫包括各種電纜類(lèi)型，以及與長(cháng)度測量相關(guān)的電纜特 性。支持對稱(chēng)電纜（示例見(jiàn)圖）。以下部分描述了 TDR 提供的確切選項。

合適的電纜故障檢測器可以使用 TDR 方法檢查范圍廣泛的不同電纜類(lèi)型，并確定可能的故障位置。METRACBLE TDR 能 夠檢查長(cháng)達 15 公里的電纜。

長(cháng)度測量

測量電氣行業(yè)中的電纜長(cháng)度是時(shí)域反射計的*應用之一。TDR 用于測量發(fā)射脈沖在反射后返回儀器所需的時(shí)間。如果已 知電纜的傳播速度（取決于電纜絕緣），則測量時(shí)間可用于直接推斷電纜長(cháng)度。電纜雷達一詞是從這種應用演變而來(lái)的。

過(guò)去這些測量需要示波器，而現在可以使用現成的測量?jì)x器，直接顯示長(cháng)度值。這種方法廣泛應用于電信和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)領(lǐng)域。 當在建筑物中鋪設新電纜時(shí)，已安裝的網(wǎng)絡(luò )電纜根據基于時(shí)域反射計的測量值進(jìn)行計費。

故障源檢測

例如，故障源檢測的目標是識別損壞或受壓的地下電纜并精確定位相應故障的位置。為此，利用時(shí)域反射計的特性——不僅 可以檢測全反射，還可以檢測介質(zhì)中的每一個(gè)變化。全反射僅發(fā)生在電纜末端、電纜斷裂處或內外導體之間的短路處。只要 脈沖沿著(zhù)未改變的介質(zhì)傳播，電纜中的波阻抗就不會(huì )改變。但是，如果脈搏波遇到夾點(diǎn)，阻抗會(huì )發(fā)生變化并發(fā)生部分反射。 然后可以從反射的到達時(shí)間及其性質(zhì)推斷出收縮的位置和程度。

脈沖寬度和脈沖持續時(shí)間

脈沖寬度或脈沖持續時(shí)間也會(huì )影響測量。較小的脈沖持續時(shí)間具有更好的分辨率，即它們可用于定位靠近在一起的故障。缺 點(diǎn)是無(wú)法再測量更長(cháng)的長(cháng)度，因為——由于長(cháng)電纜造成的衰減——短脈沖的反射太小而無(wú)法進(jìn)行測量。對于較大的脈沖寬 度，這種關(guān)系是相反的?？梢詼y量更長(cháng)的電纜，但可能不會(huì )顯示某些故障。這可能需要進(jìn)行多次測量。

為了能夠針對每種電纜類(lèi)型和長(cháng)度以最佳分辨率工作， 可在調節脈沖寬度。

典型的電纜故障及其波形