WCA May 2017

人为故障通过一个火花隙（图 5 ）生成，该火花隙安装在完整 电缆长度的远端，或是安装在两条电缆的连接处。将电压提 升至 10kVrms ，直到火花隙燃烧。记录行波的结果信号。 信号通过一个电阻性 - 电容性宽带分压器（用于参考测量）或 一个无阻尼电容性 WCF [6] （图 6 ）高压交流分压器从高压线路 中获取。 高压分压器输出端通过一个同轴测量电缆连接至瞬态记录 器。宽带分压器的参考测量参见图 7 。因此，通道 1 ( Ch1 ，蓝 色)显示了火花隙连接至两条电缆的远端时产生的信号反射， 通道 2 ( Ch2 ，红色)显示了火花隙连接至电缆连接处时产生的 信号反射。上方图表显示了 300µs 的完整信号记录。中部图表 将前两个反射进行了缩小。下方图表显示了不同的曲线，其 中 Ch11 与 Ch1 相关， Ch12 与 Ch2 相关。 通过这些测量，根据方程式 2 以及 Ch1 时间 T = 17.0µs ， 得 出传输速度 v = 172.5m/µs 。如今， Ch2 时间 T x = 8.79µs ， 恰好能表明电缆样本的确切长度 758m 。 假设全长和局部长度在时间评估上均存在± 0.2µs 的不确定 性，则能预估出以下故障电缆长度。根据已确定的电缆长度 758m ，最大的偏差是 11m ，占总电缆长度的 0.75% 。

T

[µs]

局部长度

8.77

8.79

8.81

[µs]

v [m/µs]

计算长度 [m]

T

全长

16.8

170.5 172.5 174.5

748 756 765

749 758 767

751 760 769

17

17.2

❍ 表 2 : 不同信号传输时间的电缆长度计算结果

❍ 图 6 : 交流电源和高压分压器

❍ 图 8 : 无阻尼 WCF 型分压器的测量

❍ 图 9 : 带 150Ω 阻尼的 WCF 型分压器的测量

此外，所测得的信号表现出明显减弱。这由电缆自身的阻尼 和发散引起。通过对比 Ch1 和 Ch2 中的波形，可以看出反射损 失也是电缆损耗的一个重要部分，因为电压在反射数的作用 下所降低的量基本保持恒定。 在初始测试后，继续采用一个无阻尼电容式分压器进行相同 的测量。其目的是确定使用较低带宽的分压器能否得到有用 的故障定位结果(图 6 )。 图 8 显示了使用 WCF 分压器时的测量结果，该分压器通常用于 电缆测试的谐振测试系统。很明显可以看出，该分压器实际 上并不适合上述快速瞬态测量。不过，它仍有可能对故障位 置进行评估。在图 8 中下方的图表内，采用数字低通贝塞尔滤 波器对曲线进行过滤，以发现反射信号的转变点。假设传输 速度为常见值 (172.5m/µs) ，则故障位置可能在 759m 处。但显 而易见的是，测量的不确定性比之前高出很多。 采用同样的分压器进行二次测试，不同之处是在 WCF 型分压 器上加装一个 150Ω 的电阻。

❍ 图 7 : 宽带分压器的测量

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Wire & Cable ASIA – May/June 2017