电缆故障测试仪波形计算

第一节 根据波形分析测试数据

波形测出后，如果想对测试波形进行进一步分析计算，可以根据波形上显示点数计算出任两点间代表距离。基中标尺每格代表时间为测试仪自动计算给定。

计算距离的方法如下：

两点间距离＝两点间实际格数×时间/格×速度÷2（米）

具体步骤如下：

1、计算每点代表距离：每点代表距离计算公式为：S＝V∕2f，其中V为电波传输速度（打印纸上有显示、或者根据电缆类型自定），f为采样频率，默认选25MHZ。例如，油浸纸电缆V＝160m∕µs,当f=25MHZ时，每点代表距离S＝160/2×25＝3.2（米）。

2、计算两点间总点数：打印波形上显示出每大格多少个测试点，根据两点间的格数，就可计算出两点间总点数。例如测试波形打印后显示“每格5点”，所计算的两点间为4.3大格，则两点产间总点数为4.3×5＝21.5点（小数点为不满一格比例长度）。

3、计算距离：分别计算出每点代表距离及总点数后，就可以计算出两点间距离来。例如：前面已经计算出每点代表距离为3.2米，总点数为21.5点，则计算距离为3.2×21.5＝60.8（米）。

针对疑难故障，测试完毕后，可拍照测试波形，仔细分析波形特点，对找出故障点，中试控股集团技术人员提高测试效率会起到事半功倍作用。

第六章：测试波形分析与定标

电缆故障探测时，首先必须熟练掌握设备操作方法；其次，必须能对各种测试波形进行分析，准确确定光标起点、终点。下面就对各种测试波形特点及定标方法做简要介绍。

第一节 低压脉冲法测试开路故障（测全长、测速度）波形

低压脉冲法测开路断线故障，或者用电缆好相测全长、测速度（相线开路）时，测试波形如图（16）所示：

图（16） 低压脉冲测全长波形

波形特点：发射脉冲与一次反射，二次反射等各反射波形都为正脉冲波形。

定光标方法：光标起点定在发射脉冲上升沿与基线交点处，光标终点定在一次反射脉冲上升沿与基线交点处。

第二节 低压脉冲法测低阻短路故障波形

脉冲法测低阻短路故障，或者将好相非测试端与铠装短接测全长、测速度时，测试波形如图（17）所示：

波形特点：发射脉冲为正脉冲波形，一次反射为负脉冲波形，二次反射为正脉冲波形，三次反射又为负脉冲波形，依次类推。

定光标方法：发射脉冲上升沿与基线交点定为起点，一次反射脉冲下降沿与基线交点定为终点。

图（17） 低压脉冲测低阻短路故障波形

第三节 闪络法电流取样测试波形

高压闪络法测试电缆故障时，其波形变化较大，但大部分测试波形都有共同点，及各类性质的故障反射波形全为正波形，且前沿有负反冲，以电流取样为例，闪络法测试时其测试波形如图（18）所示：

图（18） 闪络法电流取样测试波形

波形特点：发射波形为正脉冲波形，反射波形为正脉冲波形，但脉冲前沿有一个向下的负反冲，随故障不同，负反冲大小有较大差别。

定光标方法：在发射脉冲上升沿与基线交点处定光标起点，在反射脉冲负反冲下降前沿与基线交点处，定光标终点。若在测试时反射脉冲无前沿负反冲，终点光标定在反射脉冲上升沿与基线交点处。

第四节 闪络法测试时故障点不放电波形

对于有些高阻故障，加高压冲击时，虽然球间隙放电，并且有时放电声还较大（干脆），但故障点实际上并未形成闪络放电，而是将电能缓慢释放掉，这时，显示波形就无法确定故障点。故障点不放电时，从波形上可显示出来，从而可以采取其它测试方法迫使故障点放电。闪络测试故障点不放电波形如图（19）所示：

图（19） 闪络测试故障点不放电波形

波形特点：故障点不放电波形特点为发射脉冲为正波形，一次反射脉冲为负波形，二次反射波形又为正波形，以此类推。同时，发射波形同反射波形间距离等于电缆全长。

遇到故障点不放电波形时，可按以下几种方法迫使故障点闪络放电：一是加大放电球隙，提高冲击电压；二是加大电容容量，增加冲击能量；对于疑难故障，可长时间施加冲击高压，迫使故障点形成固定放电通道，然后进行测试。

第五节 冲闪法测试纯短路故障波形

对于纯短路故障（如直接将相地短接），可用冲闪法测试（如用冲闪法测电缆全长、测速度）。短路是低阻故障的一个特例，用冲闪法测试纯短路故障时，波形反射有其特殊性，例如用冲闪法测相地短接电缆时测试波形如图（20）所示：

图（20） 冲闪法测试纯短路故障波形

波形特点：纯短路故障测试时，其波形特点为发射波形和反射波形都为正脉冲波形，这与低压脉冲测试终端开路故障波形相似。

定标方法：分别用发射脉冲波形及反射脉冲波形上升沿与基线交点定光标起点、终点。若是测故障，其测试距离就为故障距离；若是用好相终端短接测全长，则二波形间距离就为电缆全长。

了解纯短路故障测试波形特点，有助于我们分析理解各种故障实测波形。在特殊情况下，也可用此种方法测电缆全长、或者测电波传输速度。

第六节 冲闪测试时故障点二次击穿放电波形

对于个别阻值较高的高阻故障，不是一下子故障点击穿闪络放电，而是冲击电压越过故障点，先传到终端，再从终端返回过程中、电压叠加，然后故障点才闪络放电，此后在测试端和故障点之间来回反射，显示故障点二次击穿放电波形。冲闪法电流取样测试时，故障点二次击穿放电波形如图6.6所示：

图（21）　故障点二次击穿测试波形

波形特点：二次击穿波形特点为发射脉冲为正脉冲波形，一次反射为负脉冲波形，并且二次波形间距离为电缆全长（同故障点不放电波形）。从第三个波形开始，测试波形与冲闪测试标准波形一致，其间距代表故障距离。

定光标方法：二次击穿波形同时具有故障点不放电波形及正常放电波形特点。定光标时，先定前面二波形，看是否与电缆全长一致，然后再观察后面几个反射波形，看是否具有前面讲的冲闪波形特点（正脉冲前沿有负反冲，且各反射波形间距一致）。若具有二次击穿波形特点，则按后面具有故障点闪络击穿特点的二波形分别定光标起点、终点，就可确定故障点距离。

实际测试时须注意，由于故障性质及测试条件不同，二次击穿波形也变化较大，有时第二个波形（终端不放电反射波形）与第三个波形间距较大（延时击穿时间较长），有时间距小，甚至合二为一（延时较小）。定光标时，不管前面几个波形多么复杂，只要后面有正常放电波形，就按后面波形定光标起点、终点，确定故障距离。

对于故障点二次击穿波形，测试时可以加大球间隙，增加电容容量，提高冲击电压，一般就可以测出正常闪络放电波形。

第七节 冲闪测试时近端故障测试波形

若故障点距测试端很近（15－20米以下），冲闪测试时，测试波形如图（22）所示：

图（22） 近端故障冲闪测试波形

波形特点：近端故障用闪络法测试时，其波形特点为；测试波形为正负交替的余弦大振荡波形，并且二波形间距离大于电缆全长，为电缆全长数倍。

遇到近端反射波形时，说明故障点离测试端不远。要精确测试，有以下几种方法：一是到另一端测试；二是用标准长度电缆（如50米或100米）与被测电缆相连接测试，在测试距离后，测试距离减去所加电缆长度，即为故障点至测试端距离；三是用好相与故障相在远端相接，将测试信号加在好相进行测试。

总之，对各种电缆故障测试过程中，正确地分析波形，是快速完成粗测定点的关键。不论故障波形多么复杂，归纳起来，不外乎上面讲到的各种测试波形的变形。