标签: 电缆故障

    Bryan Philips     M egger 业务部发展经理   时域反射仪（TDRs）用于有线电缆   （CATV）系统已有几十年的历史，但直到现在它们的应用并没有得到普及。时域反射仪总的来说是定位有线电视网络故障的无可争议的最方便和最有效的方式。   实际上，对于今天的有线电视系统来说，时域反射仪比以往任何时候都有用，因为高带宽的现代电子学使时域反射仪能够定位細小故障，而其他方式是很难做到的，然而这細小故障会显著地破坏电视信号。简而言之，有线电视工程师有许多好的理由使用时域反射仪，但不幸的是许多潜在的用户对这些有用的设备存在许多负面印象。   比如，时域反射仪常常被认为是昂贵的仪器，更有甚者认为它们不易设置、使用困难，并且给出难于解释的结果。其实这些指责可能在十年之前是成立的，但是对于最新一代的设备，没有任何一项指责是应用得到的。   现代用于有线电视领域的时域分析仪是一种紧凑的设备，不仅相对来说不昂贵，而且即使对没有经验的用户来说也非常易于使用。这要归功于直观的设置、曲线固定、以及完美的近端性能。   时域反射仪的操作原理非常简单，但是有必要做一下简单的回顾。反射仪在被测电缆中产生一个短暂的电脉冲，脉冲沿着电缆传播，当遇到电缆结构的改变时，脉冲的部分能量反射回仪器。这种改变可能是由于故障、电缆连接处或一些其他改变信号传播的情况。通过测量脉冲产生的时间和故障处信号反射回仪器的时间，时域反射仪就可以计算故障的距离。虽然使用时域反射仪可以有许多简单的方法来计算，但为了使结果更加精确，我们需要知道被测电缆的速率因素。   在实际操作过程中，现代的测试仪将反射信号的轨迹显示在图形显示器上，纵轴代表反射回的能量，横轴代表时间，也就是故障 - 即发生反射的位置与仪器间的距离。   操作原理就是这些，但是实践却总是比原理更复杂。首先，反射回时域反射仪的能量所需的时间非常短，因为脉冲在电缆中以接近光速的速度传播，即3纳秒内前进一米。这表示如果有一处故障离时域反射仪连接电缆处两米，反射回的能量会在12纳秒内到达！   然而时域反射仪在脉冲的产生过程结束前无法探测反射回的能量，这就表示要探测连接点附近的故障，也就是所谓的近端故障，脉冲产生过程必须非常短暂。这一点非常重要，因为有大量的有线电缆的故障在靠近接线盒和分配面板的地方发生，而这些地方就是时域反射仪最有可能连接的地方。   当旧一些的测试仪在这些近端故障上挣扎时，现在最好的时域反射仪的脉冲产生时间为2纳秒，使其可靠地定位离接线处一米内的故障。它们同样拥有高达500 MHz数据接收率，表示被测轨迹的分辨率为1纳秒，使其可以辨别间距300 mm左右的故障，具体的距离取决于电缆的特性。   正确地设定时域反射仪使其给出可靠的结果是旧仪器的另一个弊端，然而如今即使是最基础的型号也可使这任务变得简单。对于入门级别的仪器，电缆的特征阻抗需要手动设定，这通常在有线电缆装置中不是问题，因为电缆的特性往往是已知的。   就像之前所提到，进行测试前需要设定电缆的速率因数。但是同样地，这对所使用的电缆来说可能是已知的。如果由于某种原因未知道速率因数，可以通过查询电缆制造商的说明书或通过测试一段备用的已知长度的电缆来得出速率因数。   最后，需要设置的是脉冲的宽度、增益和时域反射仪的测量范围。最佳的时域反射仪供应商通过提供选择量程后自动调整脉冲宽度和增益的选项，使设置过程变得非常直接。因此在实践过程中，用户所要做的就是设置被评估电缆的故障距离量程，通常是10 m、100 m、250 m、 1 km、2.5 km 或5 km。   当然，好的设备还要有手动控制，并且将其优先于自动设置，从而允许经验丰富的用户调整操作方式，便于研究异常的错误。对于大多数用户在大多数情况下，自动设置是令人完全满意的。   使用旧的时域反射仪来解释测试结果又是一个有争议的地方，同样地，新的测试仪成功地解决了这类问题。他们有大且清晰的显示屏、完美的分辨率，而且非常重要的是拥有轨迹静止功能。这表示轨迹可以在用户规定的时间内停留在屏幕上，从而可被细致地检查和分析。这在以前是带存储器的高端仪器所独有的功能，但是现代的「停帧」技术使得快速、简单和详细的波形检查成为可能。   新式的时域反射仪操作如此简单，以至于用户几乎不需要培训就可以得到好的测试结果，从而在有线电视装置的故障诊断上节省大量时间。然而，对那些考虑购买时域反射仪的客户来说还有需要进一步考虑的两个方面。   首先，有线电缆   网络在电力系统中， 用户必须注意防止将时域反射仪连接到带电的电缆，这类错误的确发生过。因此时域反射仪必须首先带有保护功能，确保错误的连接到带电回路不会损坏测试仪和不会危害用户。   第二个方面是如果仪器要长时间提供可靠的服务，测试仪必须有健全的构造。仪器迟早会被摔，而且不可避免地在汽车后面的颠簸中度过一段时间。坚固的构造就是良好的防侵入保护，其在户外有线电视测试时非常重要。拥有IP54等级的仪器暴露在小雨中一段时间不会有影响。当然，我们从来就不推荐在户外潮湿的条件下进行检测。对于那些安装和维护电缆电视系统的用户来说，全新的时域反射仪是必不可少的工具，不仅可以减少查找电缆故障涉及的挫折和压力，也可以帮助用户在测试过程中节省大量时间和金钱，使用户可以很快地赚回购买仪器经费。   Megger 的 TDR1000/3 时域反射仪   最近在越南胡志明市的拜访中进行了「现场」测   试   * 基于翻译原因 , 部分技术名称及解释可能有异 , 所有内容以英文版本作准 *   「 Megger 」是一个注册商标。   Megger 乃国际百年知名品牌，专注于设计及制造电力检测和测量设备 ， 品质卓越，服务一流 。   Megger 现在已经是 Multi-Amp 、 Biddle 、 AVO 、 Programma 以及 Pax Diagnostics 的统一名称。    

Allen Joyce M egger产品经理     几乎在每一个国家，输配电基础设施老化，即地下电缆故障变得越来越普遍。这些故障通常会导致输配电混乱和高代价的服务中断，因此，迅速纠正是必需的。不幸的是，电缆故障是出了名难以定位的。   一个完全新的电缆故障定位系统在其初始场试验得到十分有保证的结果。   设备其中一个主要特点是一种使用相角调制技术的新型电源供应，不再需要多个变压器和电感镇流器，从而节省空间、重量和成本。   系统控制由内置可编程控制器和双基色输出状态灯组成，状态灯采用在白天容易看到的 LED，提供安全和明确的操作。   仪器的多功能性和成功的真正关键却是一个高性能的时域反射计（TDR），使用非常直观的单旋钮控制（jog-dial）及提供清晰的文本为基础的信息。TDR具有自动光标功能，可寻找电缆终点（EOC），随后当采用电弧反射或电弧反射加强版便能找到电缆故障位置。   虽然新设计的原型在初步测试中达到良好的效果，但是没有替代品能验证电缆故障定位仪在野外条件下的性能。据此，Megger与美国其中一间最大的电力公司的地下电缆维修组技术人员作出安排，技术人员同意使用新的测试仪一天作为辅助寻找一些特别具挑战性的电缆故障，并对仪式作出评估。   第一个故障是在一个小型工厂的仓库。当新仪器设置后，它最初是用来进行直流测试，以确认嫌疑电缆确实有故障出现。仪器然后采用电弧反射来确定故障的距离，找出故障距离67米。两位熟悉当地电缆布局的技术人员然后走到这个距离，仪器接着使用电压脉冲功能重击电缆。他们发现几乎实时可听到重击声。从最初的测试至找到故障不到五分钟。   由于这是一个试验仪器，需要重复于电缆的另外两个位置进行测试才能确定距离测量的准确度。在两个情况下，得出的结果几乎与第一次测量的相同。   第二个错误是更具挑战性的，因为已经尝试过用不同的测试仪寻找许多次，但都没有成功找到故障。 经DC核实后，使用新的电弧反射法。也许会令人惊讶的是，由于故障难以捉摸的性质，初步的故障痕迹是不确定的。新的电缆故障定位仪其中一个特点是电弧反射法加强版，即它能根据范围自动捕捉任何地方由32至1,024个痕迹。当这些额外的痕迹被检查，发现其中一个确实显示了两个可能的故障位置。   其中一个故障位置是在距离200米外，巧合地有一个交通警示标志贴在距离这点1米之外。利用此作为即兴的听诊器并重击电缆，可以确认故障位于附近。接着使用一个指针进一步细化位置，证明几乎完全是新仪器曾预测的位置。   这些测试结果是非常理想的，但真正的荣誉来自电力公司的技术人员，他们是有经验的电缆故障定位设备用家。他们评论说，新的仪器远比他们以前使用过的都胜一筹，不像许多其它产品，在难以定位的故障上它提供了有用的数据，而不是“只是坐在那里，什么也做不到”。   电缆故障，如前面提到的是成本高和具破坏性的，因此非常需要一个快速和可靠的故障定位方法。在这个充满挑战的领域，没有仪器能永远要提供100％完美的结果，但是本文中讨论的新仪器比其它产品能更接近这个理想。这个创新和有效的仪器目前正在通过参与上述试验的技术人员最后的改进建议，并将于短期内推出。它就是Megger新的PFL22M测试仪。最后，再难的电缆故障已能被克服！ - 完 -   * 基于翻译原因 , 部分技术名称及解释可能有异 , 所有内容以英文版本作准 *   「 Megger 」是一个注册商标。 Megger 现在已经是 Multi-Amp 、 Biddle 、 AVO 、 Programma 以及 Pax Diagnostics 的统一名称。 Megger今年继续与国内分销商合作参与第八届上海国际电力设备及技术展览会(EP Shanghai 2011), 展览会将在9月21至23日于上海世博展览馆举行。除了展出传统的测量仪表, 届时Megger更会展示一系列全新的电力系统测试设备, 确保能满足所有电力系统工程师及操作人员的需要。 欢迎莅临参观我们的展位: 第八届上海国际电力设备及技术展览会(EP Shanghai 2011) 日期: 2011年9月21至23日 地点: 上海世博展览馆 展位编号: B41-42 上海见!