時域反射計定位線纜故障METRACABLE TDR——診斷和精確定位鋪設電纜和導線的缺陷和故障

地下電纜是一種鋪設在地下的電線，其外部有特別耐用的絕緣層，即電纜護套，防止其因土壤中的化學腐蝕或生活在地下的小動物(嚙齒動物)而損壞。

與架空線路相比，地下電纜有幾個優點。它們可以防止風化的影響，而且不會在視覺上破壞景觀。缺點是維護成本較高，故障定位困難，如施工引起的故障 以及無意中損壞地下電纜。與這些因素相關的較高成本使之不適用于高壓電力工程應用。

在電信行業，當鋪設電纜外皮受損時，外界的潮氣或水分就會浸入到電纜內，影響通信質量。因此，通常會采取對電纜進行充氣維護。它會往電纜內加入干燥氣體，并維持在10mbar的氣壓水平。當發生表皮破損時，氣體外泄可以有效阻值水分的浸入。另外，氣體外泄會導致電纜內壓力下降，借助檢測設備可以定位到泄漏點。

故障源檢測
故障源檢測的目的是識別斷線或搭接電纜，精確定位故障。為了檢測介質中發生的任何變化，利用了時域反射法的特性。TDR可用于定位電纜的末端、電纜斷線或內外導體之間的短路。

Underground Cable Laying with E-Power Pipe? Graphic : Herrenknecht AG

TDR / 時域反射計
所謂的TDR測量是檢查電纜的一種方法。TDR是時域反射法，可用于確定電纜長度，檢測電纜故障、電纜斷裂、短路和搭接電纜。

Signals from the Time Domain Reflectometer

TDR測量儀器，例如METRACABLE TDR，是發射一個電脈沖，然后根據脈沖返回發射機之前經過的時間計算電纜長度或故障位置。各種各樣的故障也可以通過分析各種波形來識別。

通過TDR方法，儀器向電纜發送脈沖，該脈沖被電纜故障截面反射后再返回到儀器。根據反射曲線特征可以判斷故障類型。

TDR測量儀是檢測對稱線纜的有力工具。除了確定電纜長度外，顯示的反射曲線還可用于識別和查明電纜故障。這樣可以節省故障處理的時間，避免不必要的工作。

借助階躍函數發生器，在電纜一端產生斜坡信號。信號邊緣通過介質傳播，到達另一端時被反射，或者由于電纜內部的故障而被反射。在合適的評估電路或示波器的幫助下，將傳輸信號與反射信號進行比較，并確定反射信號的傳輸時間和幅度，以及其電容、電阻和電感特性。示波器中反射的簡單視圖使觀察者即使沒有深入的技術知識也可以評估其特性。

線纜類型

電纜具有影響長度測量的各種電氣特性。為了確保長度測量盡可能準確，必須注意使用正確的傳播速度值(VP值)。該值越精確，顯示的電纜長度就越精確。集成到METRACABLE TDR等測試儀器中的電纜數據庫包括各種電纜類型，以及與長度測量相關的電纜特性。支持對稱電纜(舉例見圖)。下面幾節將詳細描述TDR提供的具體選項。

合適的電纜故障檢測器可以使用TDR方法檢查各種不同類型的電纜，并確定可能的故障位置。METRACBLE TDR能夠檢測長度達15公里的電纜。

長度測量

脈沖信號在遇到突變的阻抗時產生反射-反射強度取決于阻抗的差異大小

測量電力工業中電纜的長度是時域反射法的第一個應用。TDR用于測量發射的脈沖經過反射后返回儀器所需的時間。如果電纜的傳播速度是已知的，測量時間可以用來直接推斷電纜的長度。電纜雷達這個術語就是從這個應用
演變而來的。

在過去，這些測量需要示波器，而現在現成的測量儀器可以直接顯示長度值。該方法廣泛應用于電信和網絡技術領域。在建筑物內敷設新布線時，安裝的網線按時域反射測量值計費。

故障源檢測

METRACABLE TDR /
Time Domain Reflectometer

故障源檢測的目標是識別比如斷裂或擠壓的地下電纜，并確定相應故障的位置。利用時域反射法的特性，不僅可以探測到全反射，還可以探測到介質中的每一次變化。全反射只發生在電纜的末端、電纜斷裂或內外導體短路時。

只要脈沖沿著不變的介質傳播，電纜中的波阻抗就不會改變。然而，如果脈沖波遇到受擠壓線纜，阻抗就會發生變化并發生部分反射。然后可以從反射到達的時間及其性質推斷出擠壓的位置和程度。

脈沖寬度和脈沖持續時間
脈沖寬度或脈沖持續時間也影響測量。較小的脈沖持續時間具有更好的分辨率，即。它們可以用來定位距離較近的故障。缺點是，由于長電纜產生的衰減，短脈沖的反射太小而無法測量，因此無法測量更長的電纜。對于較大的脈沖寬度，這種關系是相反的。

當測量較長的電纜時，有些故障可能無法顯示。這可能需要進行多次測量。

為了能夠為每種電纜類型和長度提供最佳分辨率，脈沖寬度在METRACABLE TDR上是可調的

審核編輯 黃宇