如何利用脉冲回波法识别故障点

脉冲回波法是应用脉冲行波和时间成线性关系的原理，因此和电缆线路的结构，即导线的截面、导电芯材料无关，只要绝缘介质均匀，仍可较方便地检测故障范围，它的原理如图14-5-8所示。

图14-5-8 脉冲回波原理图

只要得知脉冲波离脉冲发生器到达故障点返回后的往返时间，以及电缆绝缘的介电常数，就可按下式计算出故障点离测试端的距离。

式中 D——故障点离测试端距离（m）；

V——脉冲波速（m/μs），；

ε——电缆绝缘介电常数；(www.xing528.com)

T——脉冲波往返时间（μs）。

脉冲回波法中识别故障点的回波和区别于其他由于不均匀性造成的回波，如电缆接头回波，是测试技术中的关键。回波的幅值，主要取决于故障点电阻对波阻抗之比。图14-5-9为接地或断线故障回波幅值和其比值的示意图。从图中可看出接地故障的电阻和波阻抗之比（R_f/Z_o）大于10时，回波幅值仅是或小于脉冲起始波的5%，而多数电缆的波阻抗为10～100Ω，也即是接地故障的电阻值应远小于100～1000Ω，才能获得可识别的较大回波幅值。但一般电缆故障接地电阻远大于10Z_o，因此需用大电流烧低接地电阻，才能测试故障点距离。已如上节所述，降低接地电阻，对测试准确度有利，但不利于定点试验，因此单相接地故障的测试，局限了脉冲回波法的应用。而断线故障，由于断线电阻较大，可得几乎近100%的回波幅值，因此脉冲回波法特别适用于断线故障。

图14-5-9 脉冲幅值和波阻抗比值

接地电阻较大的故障或者故障点在试验电压时击穿，在电压较低时又恢复到较大电阻的故障（称作闪络性故障），现在也采用了脉冲电流法，它的原理如图14-5-10所示。它采用高压脉冲发生器，在发生闪络时，故障点产生两个方向相反的新脉冲波，而击穿时形成的离子气体提供了较低阻抗，只需在高压脉冲发生器的接地回路中添加线性耦合装置，就能检测脉冲电流波的往返时间T（μs），用式（14-5-2）同样可计算出故障点离试验端的距离。

图14-5-10 脉冲电流回波法原理