电缆故障测距
电力电缆故障点的距离测量(低压脉冲、脉冲电流、多次脉冲)
GD-4133 多次脉冲电缆故障测试仪一、概述GD-4133电力电缆多次脉冲故障测距仪，用于电力电缆故障点的距离测量，具有波形易于识别、分辨率高、界面友好、同时支持触摸按键和机械按键、易于操作等特点。
GD-4133在低压脉冲方式下可以独立使用；在脉冲电流方式下需要和GD-2131L装置配合使用；在多次脉冲方式下还须和GD-4133S电缆测试多次脉冲耦合装置配合；在测距完成后须使用GD-4132数字式多功能电缆故障定点仪进行精确定点。
他们共同组成一套高性能的，能提供多种创新特性的电缆故障查找系统。
二、功能特点1．多种测距方法：a. 低压脉冲法：适用于低阻、短路、断线故障的精确测距，还可用于电缆全长及中间接头、T型接头、终端头的测量，以及波速度的校正。
b. 脉冲电流法：适用于高阻、闪络型故障的测距，使用电流耦合器从测试地线上采集信号，与高压部分完全隔离，安全可靠。
c. 多次脉冲法：世界上最先进的测距方法，是二次脉冲法的改进。
波形明确易于识别，测距精度高。
2．200MHz实时采样：a. 国内同类仪器最高采样频率，与国际最高水平接轨。
b. 提供最高0.4m的测距分辨率，测量盲区小，对近端故障和短电缆特别有效。
3．触摸操作和机械按键两种操作方式a. 触摸按键，操作更加灵活，具有手势操作功能。
b. 可以对光标进行拖拽，双击操作，定位更加简单、方便。
c. 兼容机械按键操作，五向按键，操作更加人性化。
4．LED大屏幕彩色液晶显示，界面友好：a. 波形清晰，尤其在多次脉冲测试中，多个波形以不同颜色同时显示，更易于识别。
b. 7寸大屏幕液晶，160°可视角度，显示内容丰富、直观。
c. 功能菜单简单实用，功能强大。
5．画中画暂存显示功能a. 界面显示采用画中画方式，由一个主窗口和三个暂存窗口组成，可同时查看三个暂存波形，使波形比较功能更加简单、直观、方便。
6．嵌入式操作系统a. 设计采用嵌入式操作系统Microsoft Windows CE 6.0+ARM9的结构设计，稳定的软件设计，更高的处理速度。
一种简易的电缆故障测距方法
绝 缘 电 ｍ 测 定 位 （ ０） Ｍ 芯 线 川
Ｕ Ｖ ∞
一
ｌ
Ｓ —ｅ Ｒ 一
当电缆全长 及跨接 线采 用 同一种 导体材 料和 同
截 面 时 ，则 ＝，Ｓ ＝ ２ １ ￥ ，得
Ｒ３
—
２ —ｌ ｌ
，
Ｒ４
导通 试验 （ ｎ） 将未端 ｕ 、ｖ、ｗ 路 ． ｆ不 接 地 ， 始端 洲 精 Ｈ
ＵＶ 【 】
×２ ｌ
Ｒ３＋尺
（－） ４１
备 棚 与 地 问
ＵＮ ０
ＶＷ Ｗ １ ２
一 （ 】
ＶＮ Ｗ Ｎ
∞ （ ）
ＶＷ Ｗ Ｕ
（ Ｊ ０
式 （ — ）即为计算故 障点位置的公式。 ４１ 图１ 所示 的ｘ 接故障相 ， ２ １ ｘ 接良好相 的接线 ，
７ 兰 Ｂ －Ｇ
。ｌ ｘ
４故 障点 位 置 的判 断
电缆 故 障 的性 质 确定 后 ， 据不 同的故 障 ，加 根 以判 断故 障点 的具 体位 置 ， 常见 的测 距方 法有 电桥 法 、脉 冲法 、闪络法 等 ，受 中小 型 电站 及变 电站 设 备 、技术 的限制 ， 文 将着 重介 绍并 分 析基 于单 臂 本 （ 惠斯 通 ）电桥 法 的故 障测 距 。
／
一
如 表 一所示 某 电缆 故障 性质 探 测 的试 验结 果 。
／ ／
、
～
／
／
ｌ
ｌ
＼ 、
｝Ｇ ｝
Ｌ
、
一、
０
、
、
根据该结果可判 断出该 电缆故障性质是 ｗｕ 两相短
HTXL-H输电线路故障距离测试仪操作步骤
HTXL-H输电线路故障距离测试仪HTXL-H输电线路故障距离测试仪操作步骤1. 电缆故障测试步骤（1）在测定电缆故障之间，测试人员除掌握本机性能与操作方法之外，必须首先确定电缆故障的性质，以便采用适当的工作方法与测试方法。
首先用兆欧表或万用表在电缆一端测量各相对地及相之间的绝缘电阻，根据阻值高低确定是低阻短路或断线开路，或者是高阻闪络性故障。
（2）当阻值低于100欧姆为低阻故障，0～几十欧为短路故障，阻值极高到无限大为开路或断线故障。
是否断线，还可以将电缆终端相连万能用表在始端测量被短路接两相的阻值加以确认。
此类故障可用低脉冲法直接测定。
（3）当阻值很高（数百兆和千兆）且在做高压试验时有瞬间放电现象，此类故障一般称为闪络性故障，可采用直流高压闪测法确定。
（4）高阻故障阻值高于低阻故障，可在做高压实验时用直流高压闪测法确定。
（5）按一定方式粗略测试之后再进行确定点，必要时需找电缆路径，丈量电缆长度或距离。
HTXL-H输电线路故障距离测试仪2. 低压脉冲测试法低压脉冲测试法具有操作简单、波形易于识别、准确度高等特点。
对于短路、低阻、断线故障用此法测试，可直接确定故障距离。
即使无此类故障，一般高压闪络测试前，也可以低压脉冲法测电缆全长或速度，与闪络测试波形比较，通常会利于波形分析，达到快速确定故障点目的。
2.1低压脉冲测试基本原理测量电缆故障时，电缆可视为一条均匀分布的传输线，在电缆一端加脉冲电压，则此脉冲按一定的速度（决定于电缆介质电常数和导磁系数）沿线传输，当脉冲遇到故障点（或阻抗不均匀点）就会发生反射，用本仪器记录下发送脉冲和反射脉冲之间的传输时间△T，则可按已知的传输速度V来计算出故障的距离Lx，Lx=V·△T/2，如图10所示。
图10 测试原理图测全长则可利用终端反射脉冲：L=V·T/2同样已知全长可测出传输速度：V=2L/T HTXL-H输电线路故障距离测试仪2.2低压脉冲测试法测全长测全长操作步骤如下：开机（上电复位）→复位（主菜单）→键1（工作选择菜单）→键1（脉冲菜单）→键1（测全长），然后根据屏幕显示接线图接线，如图11所示。
电力电缆多次脉冲故障测距仪
电力电缆多次脉冲故障测距仪什么是电力电缆故障？电力电缆是输输电能的常用设备。
在使用中，由于环境、材料质量、操作等多种原因，电力电缆故障时有发生。
故障可能表现为电压不稳定、电阻值发生变化、短路等现象，这些现象又会带来更严重的问题，如地震、火灾等。
所以，及时有效的故障预测和排除变得尤为重要。
电力电缆故障的检测方式目前，常用的电力电缆故障检测方式有以下几种：1.温度检测——用红外线探测故障点附近的地区是否存在过热或异常。
2.阻抗检测——通过测量电缆两端的电阻值来判断是否存在故障。
3.微波检测——利用微波技术对电缆进行故障探测。
4.电磁检测——利用电磁场对电力电缆进行故障探测。
5.多次脉冲故障测距仪检测——采用多次脉冲技术，对电力电缆的故障点进行定位。
多次脉冲故障测距仪多次脉冲故障测距仪是一种基于多次脉冲技术的电力电缆故障检测设备。
该设备通过对电缆两端发出的多次电脉冲的反射信号进行分析，精确定位故障点。
相比传统的检测方式，多次脉冲故障测距仪具有以下优势：1.检测精度高该仪器具有高精度的故障点定位能力，能够精确测得故障点距离、距离波动和方位角等参数。
2.检测速度快多次脉冲故障测距仪采用自动检测功能，可以在短时间内进行大量的测试和分析，从而提高了检测效率。
3.操作简便该仪器具有直观的界面和简便易用的操作模式，操作人员只需要进行简单的设置和操作，就可以进行故障检测。
使用多次脉冲故障测距仪使用多次脉冲故障测距仪进行电力电缆故障检测需要遵循以下步骤：1.准备好测试仪器测试仪器通常由主机、变压器、电缆和电缆夹等组成。
在使用之前，需要对测试仪器进行检查和调试，保证正常工作。
2.连接测试仪器将测试仪器上的变压器连接到电力电缆故障点附近或维修断开处，并把电缆夹连接到电缆上。
3.设置参数按照测试仪器上的说明，设置相关参数，如测试距离、测试次数、测试频段等。
4.进行测试按下测试仪器上的测试按钮，进行测试。
多次脉冲故障测距仪会依次发出多次电脉冲，检测反射信号，并对其进行分析处理，最终给出故障点位置。
电缆故障测距方法
电缆故障测距方法摘要：随着电力系统的发展，电缆得到了广泛的使用，并且因其自身的特点，具备较高的安全性。
但是因为电力电缆多埋于地下，给人们确定故障位置带来了不便。
本文对电力电缆故障原因、电缆故障测距方法、故障定点、故障测距方法等进行了分析。
关键词：电缆故障检测；测距；小波分析引言电力工业是国民经济的支柱产业，同时又是其它产业能够稳定发展的保证[1]。
因此，保证电力系统运行的安全性、可靠性是国民经济能否稳定快速发展的关键。
输电线路担负着传送电能的重要任务，是电力系统的经济命脉，其故障直接威胁到电力系统的安全运行。
一、引起电力电缆故障的原因电力电缆是电气工程的重要组成部分，用来传输和分配电能，具有占地少、供电可靠、施工便利、绝缘性能好、能提供容性功率提高功率因素、运行及维护简单等特点。
但电力电缆存在绝缘老化变质、电缆接头过热、保护层机械损伤、谐波及过电压造成击穿引起电缆故障、中间接头及终端头设计、电缆头材料选择和制作工艺影响等问题。
同时电缆事故往往造成一定的损失。
了解电缆故障的原因，对于减少电缆的损坏，快速地判定出故障点是十分重要的。
1、绝缘老化变质；电力电缆长期处于电、热、化学及机械作用环境中，从而使绝缘介质发生物理及化学变化，导致介质损耗加大，绝缘强度下降。
2、电缆过热；造成电缆过热的主要原因是电缆内部气隙游离造成局部受热，加速绝缘老化、碳化，电缆过载或表面散热不佳导致绝缘加速老化。
3、过电压造成击穿；雷击过电压和谐振过电压使电缆绝缘所承受的耐受电压超过允许值而造成击穿。
4、中间接头、终端头材料选择和制作工艺问题；设计电缆电压等级低于运行电压，电缆处于长期过电压运行状态，加速绝缘老化，缩短电缆使用寿命。
电缆头材料选择不当，由于电缆绝缘材料和电缆头材料材质不同，热胀冷缩系数不同，长期运行电缆和电缆头之间产生间隙，发生树状爬电，引发电缆放电击穿。
电缆头制作工艺不规范，剥离半导体时损伤电缆绝缘，半导体剥离长度不够，绝缘表面存在微粒、灰尘等杂质，造成绝缘强度下降，使用寿命缩短。
故障测距—高速铁路电力电缆故障定位(铁路牵引供电系统继电保护)
图9.16 冲闪高压闪络法原理图
3.冲击高压闪络法
特点
脉冲电流法
图9.17 冲闪高压闪络法波形图
优点：适用于大部分闪络故障。 缺点：波形比较复杂，辨别难度较大；准确度较低。
跨步电压法
跨步电压法
1.跨步电压法基本原理
跨步电压法是当电缆产生保护层绝缘破损的故障时，施加高压脉冲 给故障电缆，此时故障点会构成喇叭型的电位分布，用高灵敏度的电压 表在大地表面测两点间的电压变化，在故障点附近产生电压变化。
低压脉冲法
低压脉冲法
1.低压脉冲法基本原理
低压脉冲法是向故障电缆注入一个低压脉冲使其在电缆中传播，脉冲 遇到阻抗不匹配处时发生反射，通过反射脉冲与发射脉冲的时间差来计算 故障距离距离。
图9.10 低压脉冲法测距系统原理图
低压脉冲法
2.低压脉冲法特点
优点：装置简单，操作方便；能够 快速准确地定位低阻故障和断路故障点。
电源
0 -V +
0 -V +
0 - V+
0
0
- V +- V +
故障电缆
跨步电压法原理图 图9.24 跨步电压法原理图
跨步电压法
2.跨步电压法接线
例如：
A
F
A
F
图9.25 跨步电压法接线图
B B
0
-
V+
0
-
V+
0 -V +
图9.2跨6步跨电步压法电地压面电法位地分布面图电位分布图
声测法
声测法
1.声测法基本原理
优点：波形简单；准确度较高。 缺点：如果故障点电阻不高；泄漏电流大，使电压几乎都降在高 压试验设备的内阻上，故障点形不成闪络。
电缆故障检测仪的测距方法 检测仪技术指标
电缆故障检测仪的测距方法检测仪技术指标电缆故障检测仪是一套综合性的电缆故障探测仪器。
能对电缆的高阻闪络故障，高处与低处阻性的接地，短路和电缆的断线，接触不良等故障进行测试。
1、电缆故障测距的方法①电缆故障检测仪是一套综合性的电缆故障探测仪器。
能对电缆的高阻闪络故障，高处与低处阻性的接地，短路和电缆的断线，接触不良等故障进行测试。
1、电缆故障测距的方法①实时专家系统专家系统就是一个具有智能特点的计算机程序,它的智能化紧要表现为能够在特定的领域内仿照人类专家思维来求解多而杂问题。
因此,专家系统必需包含领域专家的大量学问,拥有仿佛人类专家思维的推理本领,并能用这些学问来解决实际问题。
②利用因果网对电力系统故障定位。
因果网络中有4类节点状态、征兆、假设、起始原因。
状态节点是表达领域中某部分或某功能的状态,如断路器跳闸；征兆节点是表达状态节点的征兆,如断路器跳闸的征兆是保护动作:假设节点是表达讨论系统的诊断假设,如发生线路故障的假设；起始原因节点是表达引起故障的最初原因。
各类节点之间可形成对应的基本关系。
③小波变换应用在电缆故障测距中小波分析是几个学科共同进展的结晶,这几个学科是数学、信号处理以及计算机视觉。
小波分析在数学上是用小波的原型函数来实现的,其中原型函数可以看成是带通滤波器,因此小波分析也可以通过滤波器来实现,其关键是寻求具有恒定相对带宽的滤波器组,而这正是信号处理中滤波器组理论的核心内容。
2、电缆故障定点的新方法①人工神经网络人工神经网络（ANN）是以计算机网络系统模拟生物神经网络的智能计算系统。
网络上的每个结点相当于一个神经元,经可以记忆（存储）、处理确定的信息,并与其他结点并行工作。
求解一个问题是向人工神经网络的某些结点输入信息,各结点处理后向其它结点输出,其它结点接受并处理后再输出,直到整个神经网工作完毕,输出最后结果。
②GPS（全球定位系统）行波故障定位传统的高压输电线路故障定位紧要基于阻抗算法,这种算法对于高阻接地、多端电源线路、直流输电线路等情况存在明显的不适应,通常在应用中其故障定位精度100km）难以充分寻线要求。
电缆故障测试仪测试距离不小于40km
电缆故障测试仪测试距离不小于40km
指标
显示方式：12.1英寸工业级液晶屏（XP操作平台）存储方式：固定移动两
方式60G/1G 操作方式：触摸屏、笔操作测试距离：不小于40kmzui短
测试距离（盲区）：5-10米精确定点误差：±0.2m测试误差：系统误差小于±1%分辨率：V/50m；V为传波速度m/μs；软件游标0.15米。
仪器采样频率：6.25MHz、10MHz、25MHz、50MHz、100MHz、（自适应脉
宽）电源与功耗： AC 220V±10% 不大于15W DC 12V （7AH） 不大于20W待机时间：可连续使用4小时左右。
长度测试单元：
脉冲反射测试法，可以测试断线、混线(短路)、严重绝缘不良类型的故障距离；
全自动测试，智能故障诊断，全中文操作菜单，液晶显示具有背光功能；
自动增益和自动阻抗平衡技术，替代繁琐的电位器调节；
手动分析功能，方便对电缆进行分析判断；
可充锂电电池，智能充电，无需值守。
脉冲反射测试法：最大测量范围2km，测试分辨率：1m，测试盲区：0m，
脉冲宽度：80ns-10μs自动调节。
功能
测试距离不小于10公里。
2.故障点定位误差小于0.5米。
3.电缆路径探测不小于10公里。
4.主机初测误差小于2%。
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系统经过调试，达到了监控的效果，能自动测试多种 储氢合金的ＰＣＴ曲线。采用计算机控制的ＰＣＴ测试仪， 可以重复可靠地进行测试工作，不仅减轻了手工操作的 强度，同时也提高了测试的精确度，还可以进行吸放氢的 循环寿命测试，成为储氢合金ｌ生能研究的有效仪器。 参考文献
［１］丁福臣，易玉峰．制氢储氢技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社， ２００６：２５２．
中同轴电缆Ｖ＝２８７ ｍ／ｌ山Ｓ，小同轴电缆Ｖ＝２８０ ｍ／Ｉｘｓ， 为方便单片机计算，在后面的主程序中设定传输速度 Ｖ＝２００ ｍ／ｌ山ｓ，对不同电缆的材料结构用按键调整传输
６８
万方数据
ＰＲＯＣＥＳＳ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＡＴＩＯＮ Ｖｏｉ．２９ Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００８
在实验室条件下，我们用本装置对某一小同轴电 缆和对称电缆各为２ ｋｍ进行了载波模拟测试，所得 显示结果分别是２ ０１８．５ ｍ和２ ０１６．９ ｍ，最大误差为
（下转第７３页）
６９
储氢合金的压力一组成一温度关系测试仪的优化陈通进，等
＝二匕 初始化：
延时
＝Ｉ＝
要阀ｆ３ｔ１作？
）廷∈ 要系统测试？ 廷自巅ＪＰＣＩ测试
通信电缆断点故障的测距系统设计于桂音
速度来进行运算。
２硬件设计
测距系统的硬件电路由ＣＰＵ、总线、存储器、发射电
路、接收电路、音频报警驱动电路和外围设备（显示器和
一删 键盘等）组成，其结构如图１所示。 Ｉ发射电路卜
键盘Ｉ，－－ 单片机
毒
ＡＴ棚Ｃ５２ —叫８ຫໍສະໝຸດ ７段ＬＥＤ显示ｌ发射电路卜
－，ｔ ＲＡＭ６２６４
通信电缆断点故障的测距系统设计 于桂音
通信电缆断点故障的测距系统设计
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｄｉｓｔａｎｃｅ—ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｂｒｅａｋｐｏｉｎｔ Ｆａｕｌｔ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃａｂｌｅ
哥诺音
（山东理工大学电气与４－７－工程学院，山东淄博２５５０４９）
摘要：介绍了一种利用低压脉冲反射法测量通信电缆断点故障位置的方法，及８９Ｃ５２单片机建立电缆断点故障的测距系统。通过
则置状态为寿命测试模式，并接收后续的１７个字节的 寿命测试参数数据；若Ａ为“０”或“１”或“２”或“３”或
“４”或“５”或…６’则置相对应的阀门的改变位，并置状
态为阀门操作。 计算机应用程序使用Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋软件开发，图
形界面友好，采集的数据通过ＲＳ－２３２串口以９ ６００ ｂｐｓ 的波特率传送到计算机，计算机串口接收响应中断事 件。计算机应用程序可以进行数据的保存、分析和曲线 的显示。ＰＣ机通过发送校正参数和命令，可进行相关 校准、系统测试、故障诊断和自动ＰＣＴ测试等功能操作。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃａｂｌｅ Ｐｕｌｓｅ Ｂｒｅａｋｐｏｉｎｔ ｆａｕｌｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｄｉｓｔａｎｃｅ—ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
０ 引言
电路，用接收装置接收反射波。当接收到反射的脉冲 波时，单片机输出端接有一音频放大电路，用声鸣表示
电缆故障是通信行业中的常见故障，电缆测距是 收到回波；同时触发单片机停止计时，并向单片机发出
Ｌ＝Ｖ Ｘ／／２
（１）
置，以进行检修排除故障。本文介绍一种用单片机控 式中：ｙ为脉冲波在电缆中的传输速度；Ｌ为电缆中的
制的载波在线测距电缆断点故障的方法，较之示波器 断点与脉冲波送人端的距离。
观测法、直流电阻电桥法、电容电桥法、脉冲电压法、脉
根据式（１）可算出电缆故障点的准确位置，最后
冲电流法等，它具有在线载波检测、测距精度较高、自
图１硬件电路结构图
Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｉｒｃｕｉｔ
２．１主要元器件的选择 由于单片机价格低廉，功能优越，因此，用此法实
现自动测量功能性价比高。ＣＰＵ使用目前流行的 ＡＴ８９Ｃ５２单片机，４０个引脚，片内带４ ｋＢ闪烁存储器 ＥＰＲＯＭ和片内带２５６Ｂ ＲＡＭ；提供３２条Ｉ／Ｏ引脚，大 部分可作数字和脉冲输人或输出；２个１６位定时计数 器，对外计数脉冲可使用单片机的Ｐ，。或Ｐ。；６个中断 源，其中Ｐ３．２或Ｐ，，可直接提供外部中断处理；１个可编 程标准串口引脚为Ｂ。和Ｐ，，；时钟频率４～２４ ＭＨｚ 等。数据存储器的选用，因ＡＴ８９Ｃ５２片内ＲＡＭ存储 容量太小，扩展６２６４静态ＲＡＭ芯片作为外部数据存 储器，存储容量８ ｋ×８位。扩展了键盘电路，可实现 对信号参数的设定和调节，适合诸多行业和多种场合 的电缆断点故障的测距。 ２．２显示电路的设计
由单片机将运算数据送入显示器显示即可。在测量
动化程度好、操作简便等优点。
中，选择合适的脉冲宽度值可以使测量误差减小。考
１工作原理
虑到脉宽越大则反射脉冲波分辨率越小，以及同轴电 缆的低通特性，为使反射脉冲波保持一定的分辨率并
该测距系统的工作原理是：利用ＡＴ８９Ｃ５２单片机
减小其畸变，按实际经验可将脉冲宽度值设为２ ｔｚｓ的
中图分类号：Ｔｂｌ９３０．９
文献标志码：Ｂ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｂｒｅａｋｐｏｉｎｔ ｆａｕｌｔ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃａｂｌｅ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｕｌｓｅ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ８９Ｃ５２ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｌ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｕｌｓｅｓ ｗｅｒｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ａｍｐｈｔｕｄｅ ｗｅｒｅ ｒａｉｓｅｄ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅ ｐｕｌｓｅ ｗａｖｅ ｗａｓ ｓｅｎｄｉｎｇ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ．Ｔｈｅ ｗａｖｅ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ ｗｈｅｎ ｉｔ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｂｒｅａｋｐｏｉｎｔ ｂｅ·， ｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｗａｖｅ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｓｅｎｔ ｂａｃｋ ｔｏ ｐｕｌｓｅ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｂｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｐｅｒｉｏｄ ｂｅ—
一般的显示电路包含锁存器、译码器和驱动器，信 号较多，需要占用大量的单片机资源，而且电路复杂， 相应的驱动程序也较复杂。本设计选择了集成度高、 含有动态扫描的、可直接驱动的７段ＬＥＤ串行显示接 口芯片ＭＡＸ７２１９。 ２．３脉冲发射电路的设计
该电路由光电耦合电路、单稳态触发器、反相器、 高频射极跟随器、载波发射结合电路等组成。射极跟 随器利用高频三极管开关电路将脉冲波幅度提高到 １００ Ｖ，以提高驱动能力，避免由脉冲在电缆传输中的 极快衰减而带来的反射波幅值极小问题。＋１００ Ｖ的 高频脉冲波经平衡引线及差动网络施加给被测电缆。 为增加脉冲频谱的基波分量，脉冲采用正向输出。脉 冲发射电路的原理如图２所示。 ２．４脉冲接收电路的设计
排除电缆故障的前提条件，准确的电缆测距可以缩短 中断请求。单片机系统响应并处理此请求，在线获取
发现故障点的时间，利于快速排除故障，减少损失。由
从发射脉冲波开始到接收反射脉冲波为止的时间ｒ，
于通信电缆的隐蔽性敷设，简单工具无法判定断点故 再经以下公式计算：
障，需采取一定的测试方式和手段来测定断点故障位
图３脉冲接收电路原理图
Ｆｉｇ．３ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｐｕｌｓｅ ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ
３软件设计 系统软件由主程序及中断服务子程序（含显示程
序）组成，主要分为初始化、脉冲波发射、反射波采集、数 据计算、显示处理等几部分。主程序在初始化后，按下 发射键，程序将ＡＴ８９Ｃ５２ ＣＰＵ中的定时器死赋初值，开 始计时，开中断以便接收反射波。为保证获取到反射 波，Ｐ，。端反复发射直至接收到数据为止。转入中断服 务子程序后，关中断，以屏蔽后续反射或干扰波。从定 时器瓦获取从发射至收到反射计算的实际时间ｒ，断点 按式（１）计算。系数用寄存器Ｒ，作分子，寄存器Ｒ２作 分母。显示程序中建立ＣＧＲＡＭ，以汉字方式显示。 ４实验结果
（上接第６９页） ０．９２５％没有超过１％，表明该系统测试精度较高。产 生误差的原因是多方面的，但主要原因是由于电缆传 输中的回波损耗及噪声，以及单片机处理速度的影响， 使检测精度受到了一定的限制。
５ 结束语
该测距系统的优点主要体现在：①结构简单，整个 装置采用的都是常见的电子器件，容易形成产品，且价 格便宜；②设计采用的方法原理简单易行，自动化、智 能化的工作过程可大大减少人的工作量，测量结果准 确度高，对温度、适度等环境指标要求不高，环境适应 性强，该装置系统应用于生产实践中，可有效解决电缆
脉冲接收电路由载波发射结合、电压降幅、光电耦
《自动化仪表》第２９卷第２期２００８年２月
万方数据
图２脉冲发射电路的原理图 Ｆｉｇ．２ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｐｕｌｓｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ 合、脉冲电压整形等电路组成。由波的反射性质可知， 脉冲波反射回到发射点时，反射波形与发射点波形相 反。所以，在断点处产生的反射脉冲波，通过降压和两 个４０９３施密特触发器进行整形。经过整形后的脉冲 直接输入ＡＴ８９Ｃ５２的ＩＮＴ，端触发ＡＴ８９Ｃ５２停止计时。 系统开始进行数据的传送、运算和显示。脉冲接收电 路原理如图３所示。
该系统控制发射高频脉冲，将脉冲波幅度提高，结合设备载波送入电缆，脉冲波在电缆中传播，遇到高阻的断点、终端点就会发生反
射，反射波又经脉冲接收电路到达该系统。在线获取从发射脉冲波开始到接收反射脉冲波为止的时间，计算出电缆断点故障点的准
确位置。该系统结构简单、操作简便、测距精度较高、应用效果良好。
关键词：电缆脉冲断点故障电路测距系统