問題:低壓脈沖反射法工作原理
回答: 低壓脈沖反射法(以下簡稱低壓脈沖法)用于測量電纜的低阻、短路與斷路故障。據(jù)統(tǒng)計(jì)這類故障約占電纜故障的10%。低壓脈沖法還可用于測量電纜的長度、電磁波在電纜中的傳播速度,還可用于區(qū)分電纜的中間頭、T型接頭與終端頭等。
工作原理
測試時向電纜注入一低壓脈沖,該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn),如短路點(diǎn)、故障點(diǎn)、中間接頭等,脈沖產(chǎn)生反射,回送到測量點(diǎn)被儀器記錄下來(圖3.1)。波形上發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間差△t,對應(yīng)脈沖在測量點(diǎn)與阻抗不匹配點(diǎn)往返一次的時間,已知脈沖在電纜中的波速度V,則阻抗不匹配點(diǎn)距離,可由下式計(jì)算。
低壓脈沖反射原理圖
通過識別反射脈沖的極性,可以判定故障的性質(zhì)。斷路故障反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相同,而短路故障的反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相反。
由3.1式知道,脈沖在電纜中的波速度對于準(zhǔn)確地計(jì)算出故障距離很關(guān)鍵。在不清楚電纜的波速度值的情況下,可用如下方法測量。如已知被測電纜的長度,根據(jù)發(fā)送脈沖與電纜終端反射脈沖之間的時間△t,可推算出電纜中的波速度:
發(fā)射脈沖的選擇
1) 脈沖的形狀
電纜故障測量儀器使用的電壓脈沖一般有矩形、指數(shù)、鐘形(又叫升余弦)等。由于矩形脈沖形成比較容易,故應(yīng)用的比較多。
2) 脈沖的寬度
脈沖總有一定的時間寬度,假定為τ,則在τ時刻以內(nèi)到來的反射脈沖與發(fā)射脈沖相重迭,無法區(qū)分出來,因此就不能測出故障點(diǎn)距離,出現(xiàn)了盲區(qū)。假設(shè)脈沖發(fā)射寬度是0.5s,電纜波速度是160m /s,其測量盲區(qū)就是40米,儀器發(fā)送脈沖愈寬,測量盲區(qū)愈大。從減小盲區(qū)的角度看,發(fā)送脈沖寬度窄一些好,但脈沖愈窄,它所包含的高頻成分愈豐富,而線路高頻損耗大,使反射脈沖幅值過小,畸變嚴(yán)重,影響遠(yuǎn)距離故障的測量效果。為解決這一問題,脈沖反射儀器把脈沖寬度分成幾個范圍,根據(jù)測量距離的遠(yuǎn)近來選擇脈沖寬度,測量距離愈遠(yuǎn),脈沖愈寬。
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