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電纜故障測試儀中的內(nèi)部阻抗平衡技術

1.為什么使用內(nèi)部阻抗平衡技術?

脈沖反射儀器發(fā)送的脈沖有一定的寬度，由于儀器的輸出阻抗與電纜波阻抗不匹配，電纜上得到的或者是儀器接收電路感受到的發(fā)送脈沖拖了一個尾巴，故障點反射脈沖與發(fā)射脈沖重疊，會造成顯著的測量盲區(qū)；儀器同時接收并在顯示器上顯示發(fā)送脈沖與反射脈沖，當故障點距離較遠時，發(fā)送脈沖的幅值遠大于故障點反射脈沖，如通過提高放大器增益，來達到提高故障點反射脈沖幅值的目的，將造成信號放大電路的飽和，出現(xiàn)所謂的“阻塞”現(xiàn)象。

 

使用內(nèi)部阻抗平衡技術的目的在于壓縮甚至消除掉儀器接收（并顯示）的發(fā)送脈沖，從而減少或消除掉測量盲區(qū)，并且可以較大限度地增加放大電路增益，提高故障點反射脈沖的幅值，而不會使放大電路“阻塞”造成脈沖反射波形失真。

 

2. 內(nèi)部阻抗平衡技術

儀器同時向被測電纜與內(nèi)部平衡網(wǎng)絡發(fā)射脈沖，而儀器接收到的信號是被測電纜與內(nèi)部平衡網(wǎng)絡上信號的差值，調(diào)節(jié)內(nèi)部平衡網(wǎng)絡參數(shù)，使其與電纜的波阻抗一致，則發(fā)送脈沖在電纜與內(nèi)部平衡網(wǎng)絡上產(chǎn)生的信號相同，儀器接收到的信號為零，而當反射脈沖到來時，內(nèi)部平衡網(wǎng)絡上無信號出現(xiàn)，反射脈沖全部送到儀器接收電路上去。有無內(nèi)部平衡作用的儀器測量波形如圖

 

內(nèi)部平衡網(wǎng)絡的作用

無內(nèi)部平衡網(wǎng)絡

a. 無內(nèi)部平衡網(wǎng)絡

有內(nèi)部平衡網(wǎng)絡

b. 有內(nèi)部平衡網(wǎng)絡

無內(nèi)部平衡網(wǎng)絡,儀器增益過大

c.無內(nèi)部平衡網(wǎng)絡,儀器增益過大

有無內(nèi)部平衡網(wǎng)絡的脈沖反射波形比較

b中的使用內(nèi)部平衡網(wǎng)絡的脈沖反射波形是從波形上消除了發(fā)送脈沖后，提高儀器增益測得的。而看出，當發(fā)送脈沖在波形上同時出現(xiàn)時，因發(fā)送脈沖幅值遠大于故障點反射脈沖，如提高儀器放大增益，來達到提高故障點反射脈沖幅值的目的，將導致儀器輸入信號過大，造成信號放大電路飽和，出現(xiàn)所謂的“阻塞”現(xiàn)象，波形。

為了簡化操作，實際的低壓脈沖反射儀器往往采用固定的平衡網(wǎng)絡，而不是由操作人員調(diào)節(jié)。

儀器采用內(nèi)部平衡技術壓縮顯示波形的發(fā)送脈沖后，利用波形比較法，可很方便地測出電纜出頭故障。首先測得一完好電纜芯線的脈沖反射波形，儲存起來，然后再測量故障芯線，把先后兩次測量波形比較，在波形起始處，二者有明顯的差別，說明是電纜出頭故障。給出了一電纜頭附近處有短路故障的線芯與完好線芯的波形比較。

 

利用波形比較法測量電纜出頭故障