8.10 脉冲波在电缆线路中传输有哪些特性参数?

8.10 脉冲波在电缆线路中传输有哪些特性参数?

   1.波速度

  脉冲波在电缆线路中传输需要一定的时间，电缆线路长度与脉冲波传输时间之比，称为波速度。一般可以表示为：

  式中 、——电缆线路单位长度上的电感和电容；

     ——光速，3xm/s；

     ——电缆绝缘材料的相对导磁系数；

     ——电缆绝缘材料的相对介电系数。

  从上式可见。波速度只与电缆的绝缘材料性质有关，而与电缆导体的材料和截面积无关。脉冲波在不同绝缘材料电缆导体上的传输速度参见表8-2。

  2.波阻抗

  电缆中的电压波在向前传输时，对分布电容不断充电产生伴随其向前运动的电流波，电压波与电流波之间的关系，可以用波阻抗来描述。

  经分析可知，电缆的波阻抗可以表示为:

  、除与电缆绝缘材料有关外还与电缆导体的截面积、绝缘厚度等有关。

  3.脉冲波的反射与透射

  脉冲波在电缆线路传输过程中遇到波阻抗变化的地方，就会产生脉冲波的回送现象即脉冲波的反射，如两段波阻抗不同的电缆连接处，电缆低电阻短路（接地）故障点，电缆断线故障点等。脉冲波在遇到波阻抗发生变化的地方处，除了一部分发生反射外，另外还有一部分越过故障点继续向前，这就是所谓脉冲波的透射现象（如图8-13）。

  4.正反射和负反射

  当脉冲波到达电缆开路点，如电缆断线故障点或电缆线路的另一端终端时，此时入射脉冲波与反射脉冲波极性相同，称正反射；当脉冲波到达电缆短路（接地）故障点时，入射脉冲波与反射脉冲波极性相反，即负反射（见图8-14、图8-15）。

  5.脉冲波在电缆线路中的损耗

  电缆导体的集肤效应使有着较高频率的脉冲波的电阻损耗增加，事实上电缆线路本身也存在着较大的串联电阻损耗。由于这些损耗的存在，使脉冲波在传输过程中幅值衰减，并出现波形失真现象。

  6.脉冲宽度和测试盲区

  脉冲波总有一定的时间宽度，假定为τ，则在τ时刻以内到来的反射脉冲将与发射脉冲重叠，因无法进行区分而不能测出故障点的距离，这就出现了测试盲区。假设脉冲波的发射宽度为0.5s，电缆波速度为160m/s，其测试盲区即为40m。发射脉冲的宽度越宽，可测量的距离越远，但是测量的盲区也越大；发射脉冲的宽度越小，脉冲频率就高了，测试盲区减少了，但线路中的损耗增加了波形的失真，影响远距离故障的测试精度。因此要根据故障的测试距离选择合适的脉冲宽度。