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通信电缆故障测试仪智能电桥测试法基本原理


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  绝缘不良的故障电阻很高(几千欧姆以上),远远大于电缆的特性阻抗,脉冲反射非常微弱,不容易判断故障点。此时需要用通信电缆故障测试仪电桥法进行测试。本仪器的电桥测试方式附带有简易兆欧表和欧姆表功能。
一.电桥测试原理
  我们知道电缆芯线中有一定的电阻,而且单位长度内的电阻值是相同的,假设整个芯线的电阻是R1,如果能测量出故障点到一端(测试点)的芯线电阻是Rx,并且知道芯线的准确长度L,设故障距离是Lx。则:
Lx=(Rx/R1)L
  芯线电阻率会受温度变化和线径大小的影响,但这些影响在电缆全长范围内是一样的,使用Rx/R1这种比例计算方法,可以消除这些影响。
为了实现测试的自动化,本仪器设计了如下电桥:
  假设一条电缆芯线发生对地绝缘不良故障,绝缘电阻为RM,另外再选取一条好线作为辅助线,并在电缆远端将故障线与好线短接形成环路。在故障线上以故障点为界,测量点到故障点之间芯线的电阻为Rx,故障点到对端环路处芯线的电阻为Ry,因为故障线和好线的参数相同,所以好线的电阻为Rl。
向故障线注入一电流I,经过故障线的Rx和绝缘电阻RM以及地线流出,在故障线和好线之间接一电压表,可以得到电流I经过故障线电阻Rx的电压U1(如图15):
U1=I×Rx                           (1)
通信电缆故障测试仪智能电桥测试法基本原理图
图16
  再将电流从好线注入,经过好线的R1,故障线的Ry,故障电阻RM,以及地线流出,同样在故障线和好线之间接一电压表,可以得到电流I经过好线电阻R1、故障线电阻Ry的电压U2(如图16):
U2=I×(R1+Ry)                     (2)
通信电缆故障测试仪智能电桥测试法基本原理图
图17
由(1)(2)两式可得:
Lx/L=Rx/R1=2U1/(U1+U2)                  (3)

Lx=L×2U1/(U1+U2)                     (4)
由(4)式可知,如果已知电缆全长L,则可计算出故障距离。
  由于绝缘电阻很高,测试电流很小,因此电压降也很小,而线路上的正常通话、拨号、振铃等信号很强,用常规的方法测试误差很大,需要采用许多抗干扰措施。


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