TDR(时域反射技术)和二次脉冲法是电缆故障检测中常用的两种技术,以下是对它们的详细介绍:
TDR(时域反射技术)
定义与原理:TDR,即时域反射技术(Time Domain Reflectometry),是雷达探测技术的一种应用。它通过发射电磁脉冲并分析反射信号的时间差,来计算介质的物理参数。当电磁波在电缆、土壤等介质中传播时,遇到阻抗变化(如电缆断裂点或土壤湿度突变)会产生反射波。通过测量发射波与反射波的时间间隔,可精准定位故障点位置(误差通常在厘米级),或推算出土壤含水量等指标。
应用场景:TDR被广泛应用于农业灌溉优化、通信线路维护等领域,具有非破坏性、实时监测的特点。在电缆故障检测中,TDR可用于验证电缆阻抗特性,接头和连接器位置以及相关的损耗,并估计电缆长度。
技术特点:TDR通过观察信号在传输线上的反射特性来分析线路物理属性。它向传输线发送一个快速上升沿的电脉冲,当脉冲遇到阻抗不连续(如短路、开路或阻抗变化)时,会产生反射波。通过分析反射波的时序和幅度,可以确定传输线的阻抗特性、缺陷位置和严重程度。
二次脉冲法
定义与原理:二次脉冲法是一种较新的电缆故障测距方法,它将低压脉冲和高压闪络法融合在一起。测试时,首先由测试仪器发射一个低压测量脉冲(通常幅值在20~80V之间),由于在电缆高阻故障点处行波不能被反射,所以测试仪器将检测到电缆全长的波形,此波形图称为“完好轨迹”。然后在电缆的测试端给故障电缆相施加高压脉冲,使其故障点发生击穿燃弧,触发测试仪器发射第二个低压测量脉冲。此时故障点表现为瞬间的短路故障,由于瞬间的阻抗特征变化,所以可以接收到一个对地完全短路的低压脉冲反射波形。将这个反射波形与检测到的“完好轨迹”对比,两个波形会有一个明显的发散点,这个发散点就是故障行波反射脉冲起点,从而可以判断故障点位置。
技术优势:二次脉冲法把低压脉冲反射法和高压闪络技术结合在一起,使复杂的高阻或闪络故障测试波形简化为最简单的短路故障波形,故障点的判断较简单,测量准确度也得到一定的提高。低压脉冲宽度可调、精度高是此方法的优点。此外,在用该方法进行测量故障点闪络故障时,可以避免强烈电磁干扰。
局限性:二次脉冲法需要用到的仪器比较多,需要降低故障点电阻到很低值。故障点击穿时间在绝缘受潮严重时会变得比较长,从而导致使用该方法的测试时间相应增加。