电缆故障高压脉冲参数的确定|华意电力

  华意电力是一家专业研发生产电缆故障测试仪的厂家，本公司生产的电缆故障测试仪设备在行业内都广受好评，以打造最具权威的“电缆故障测试仪“高压设备供应商而努力。

  高压脉冲源在设计时，应该选择合适的脉冲信号，其注入方式和强度等参数决定了能否有效的定位。如果注入的脉冲信号很弱，那么其在沿电缆传播时易被噪声埋没，不易检测，也不易使故障点放电，但是注入的信号太强也可能会影响电网的正常工作。因此对于注入的脉冲信号，需要先选择出合适的幅值、形状和脉冲宽度。

(1)脉冲的幅值

  合适的脉冲幅值能够在不影响故障定位性能的情况下，尽可能的延长故障可定位距离。在电缆故障中，高阻故障和闪络性故障出现频率最高，在这类型故障定位时，注入的脉冲幅值需要达到一定的高度，才有足够的能量能让故障点放电、产生放电脉冲回波。但是如果发射脉冲的幅值选择的太大，可能会超出被测量的电缆能够承受的最高电压，所用仪器内部器件、电路的设计也会受到很大限制。而由线路本身不均匀而产生的干扰会不利于故障定位，因为线路阻抗不均匀处也会产生反射脉冲，当发射脉冲幅值加大时，这种脉冲也会增大，故障点返回的脉冲与干扰反射脉冲都被接收，使定位变的复杂。因此，应选择幅值合适的脉冲，使系统能够达到理想的测量范围，让定位性能更好。根据经验我们针对 10KV 配电网，选择幅值为 10KV 的脉冲信号。

(2)脉冲形状的选择

  脉冲指的是一种冲击信号，它只是在一段很短的时间有最大的瞬时值，其他时间的瞬时值都为零。电缆故障定位时可选择的电压脉冲形状有正（余）脉冲、三角形脉冲、矩形脉冲等。在电缆中传输时，没有高频分量的正（余）弦脉冲损耗最小，它是各种波形的基波。是若选用这种波形作为测试脉冲，由于电缆中有各种噪声干扰，反射波形会严重失真，所以不能选用这种波形作为测试脉冲。高压脉冲源要求注入脉冲具有快速上升沿及下降沿，而三角脉冲边沿倾斜，不满足这个要求，在噪声干扰下，可能会有平顶现象产生。虽然矩形脉冲也有高频分量，但是它的上升沿及下降沿陡峭，在接收到反射信号后，可以很方便直观的比较反射脉冲与发射脉冲时间差，产生脉冲的电路也容易实现，因此本文采用矩形脉冲作为故障定位系统中高压脉冲源的输出脉冲。

(3)脉冲的宽度

  脉冲的宽度就是脉冲持续时间宽度，若脉冲发送端与故障点之间的距离很短，我们接收到的反射脉冲与注入脉冲会重叠在一起，无法测量时间差找到故障点距离，这段距离为定位盲区，但是在实际应用于电网的电缆故障定位中时，电缆长度都比较长，所以脉冲的选择一般不用考虑盲区距离。

  信号传播的距离和质量在电缆线路衰耗的影响下就会下降，脉冲信号可以看作是由无数不同频率的正弦信号组成，其含有丰富的频率成分，矩形脉冲信号注入电缆后，脉冲信号中的高频成分受线路衰减影响大，衰减更多。定位距离较短时，高频成分先到达线路终端，因为高频成分波速较快。但距离长时，高频衰耗增加，低频成分更易保留下来。脉冲宽度设定的越窄，它所包含的高频成分越多，在损耗的影响下，脉冲会严重畸变，幅值变小，定位效果变差。为了减小这种影响，脉冲源在设计时应该将脉冲宽度设为可调，这样对于不同的电缆长度，我们可以通过 1us至 10us 脉宽的调节来找出合适的脉宽。

高压脉冲源硬件设计

  在高压脉冲源的硬件设计时，电路中需要选择适合的元件实现不同功能，在高压脉冲源的系统总体设计图中，使用桥式整流电路将输入的 220V 交流电整流，整流后的输出电压虽然是直流的形式，但是这是一个单向脉动直流电压，含有较大波纹，需要使用滤波电容将电压较大的波纹滤除，得到平滑的直流电压。如果我们选择的滤波电容容量不够，贮存的电荷量不够多，在放电时电压下降较多，波形不够平滑。电容容量足够大，才能达到平滑直流压的要求。我们在实际电路中选用的是 100μF 的电容，耐压为 450V。在变压器一次侧并联的二极管有保护的作用，当电源突然关闭时，变压器一次侧线圈中的电流消失，就会产生感应电动势，可由线圈和二极管回路释放，避免其他元件不被击穿或烧坏，保护电路的安全。

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