对铺设的电缆中的缺陷和故障进行诊断和精确定位:TDR时域反射计

地下电缆的应用:TDR时域反射计

地下电缆是铺设在地下的电线，外部具有特别耐用的绝缘层，即电缆护套，可防止其因土壤中的化学影响或生活在地下的小 动物（啮齿动物）而损坏。 与架空线相比，地下电缆有几个优点。它们受到保护，免受损坏——包括风化——并且它们不会在视觉上破坏景观。缺点包 括更高的维护成本和更大的故障定位难度，例如由建筑工作和地下铺设的电缆意外损坏引起的故障。与这些因素相关的较高 成本在高压范围内的电力工程应用中是不利的。

在电信领域，本地连接电缆的压力达到 10mbar。由于这种超压，在电缆护套出现轻微泄漏的情况下，空气会被吹入任何渗 入的湿气，因此湿气无法渗透。在压力下降的情况下，传感器会指示空气正在从系统中逸出。然后用一种特殊的气体抽吸电 缆，从而可以在检测设备的帮助下查明泄漏点。

故障源检测:时域反射计作用

故障源检测的目标是识别损坏或夹住的电缆并精确定位故障位置。为此利用时域反射计的特性，以便检测介质内发生的任何 变化。TDR 可用于定位电缆末端、电缆断裂或内外导体之间的短路。

使用 E-Power Pipe® 铺设地下电缆 图：海瑞克股份公司,TDR时域反射计

TDR /时域反射法:时域反射计作用

所谓的 TDR 测量是检查电缆的一种方式。TDR 代表时域反射计，可用于确定电缆长度，并检测电缆故障、电缆断 裂、短路和电缆夹伤。

TDR 测量仪器发出电脉冲，然后根据脉冲返回到发射器之前经过的时间计算电缆长度或故障位置。还可以通过分 析各种波形来识别各种故障。

通过 TDR 方法，仪器向电缆传输一个脉冲，该脉冲被电缆故障反射，然后返回到仪器。故障类型可以根据特征反射曲线确 定。

TDR 测量仪器是检查对称线的有力工具。除了确定电缆长度外，显示的反射曲线还可用于识别和查明电缆故障。这可以节 省故障排除的时间并避免不必要的工作。

借助阶跃函数发生器，在电缆的一端产生倾斜信号。信号边沿通过介质传播，并在到达另一端或由于电缆内的故障而被反 射。借助合适的评估电路或示波器，然后将传输的信号与其反射进行比较，并确定有关反射传输时间和幅度的信息，以及其 电容、电阻和电感特性。示波器中反射的简单视图使观察者可以评估它们的特性，即使没有深入的技术知识。

电缆类型

电缆具有影响长度测量的各种电气特性。为了确保长度测量尽可能准确，必须注意使用正确的传播速度值（VP 值）。该值 越精确，显示的电缆长度就越精确。集成到 R等测试仪器中的电缆数据库包括各种电缆类型，以及与长度测量相关的电缆特 性。支持对称电缆（示例见图）。以下部分描述了 TDR 提供的确切选项。

时域反射计作用

时域反射计原理

合适的电缆故障检测器可以使用 TDR 方法检查范围广泛的不同电缆类型，并确定可能的故障位置。时域反射计原理METRACBLE TDR 能 够检查长达 15 公里的电缆。

长度测量

测量电气行业中的电缆长度是时域反射计的首批应用之一。TDR 用于测量发射脉冲在反射后返回仪器所需的时间。如果已 知电缆的传播速度（取决于电缆绝缘），则测量时间可用于直接推断电缆长度。电缆雷达一词是从这种应用演变而来的。

过去这些测量需要示波器，而现在可以使用现成的测量仪器，直接显示长度值。这种方法广泛应用于电信和网络技术领域。 当在建筑物中铺设新电缆时，已安装的网络电缆根据基于时域反射计的测量值进行计费。

时域反射计原理: 故障源检测

例如，故障源检测的目标是识别损坏或受压的地下电缆并精确定位相应故障的位置。为此，利用时域反射计的特性——不仅 可以检测全反射，还可以检测介质中的每一个变化。全反射仅发生在电缆末端、电缆断裂处或内外导体之间的短路处。只要 脉冲沿着未改变的介质传播，电缆中的波阻抗就不会改变。但是，如果脉搏波遇到夹点，阻抗会发生变化并发生部分反射。 然后可以从反射的到达时间及其性质推断出收缩的位置和程度。

脉冲宽度和脉冲持续时间

脉冲宽度或脉冲持续时间也会影响测量。较小的脉冲持续时间具有更好的分辨率，即它们可用于定位靠近在一起的故障。缺 点是无法再测量更长的长度，因为——由于长电缆造成的衰减——短脉冲的反射太小而无法进行测量。对于较大的脉冲宽 度，这种关系是相反的。可以测量更长的电缆，但可能不会显示某些故障。这可能需要进行多次测量。

为了能够针对每种电缆类型和长度以最佳分辨率工作， 可在调节脉冲宽度。

典型的电缆故障及其波形