高壓閃絡測試法相關知識
1.典型直閃波形
上面的分析是在理想條件下進行的，與實際的直閃脈沖電流波形（如圖4.7所示）相比有所不同，實際的波形有以下特點：
(1) 電纜中的電流隨著時間的增加逐漸趨近于0，這是由于故障點擊穿后電纜與電容中儲存的能量消耗完畢的緣故。
(2) 由于電流波在電纜中存在傳播損耗，電流波形以及線性電流耦合器的輸出，隨著時間的增長變化愈來愈平滑，幅值亦愈來愈小。
(3) 由于電容C不能看成絕對短路，在電流行波到達后，電容C逐漸地充電，電流也逐漸下降。所以，我們觀察到的應是類似鋸齒的波頭（圖4.7.a），而不是圖4.6.a中那樣的直角方波。
(4) 如圖4.7.b中所示，故障點反射脈沖有一小的正脈沖出現。這是電容器本身及測試導線存在的雜散電感Ls的影響。Ls一般盡管只有幾個微亨，但對高頻行波信號而言，它的影響卻不容忽略。圖4.8.a為測量端等效電路，C為電容器電容，對高頻行波來說，可認為C是短路的。
來自故障點的電流行波可認為是負極性直角波，參照2.4節所述，電感Ls引起的反射如圖4.8.b中所示。開始電感上電流不能突變，相當于開路，電流行波反射系數為-1，出現負反射，波形向正方向變化；隨著時間增加，電感上電流進入穩態，電感相當于短路，電流行波反射系數為+1，出現正反射，波形再向負方向變化，故在波形上出現一小的正脈沖。
(a)
(b)
圖4.7 實際的電流行波與線性電流耦合器的輸出
(a)
(b)
圖4.8 雜散電感等效電路圖及對電流直角波的反射
正脈沖的寬度及大小取決于雜散電感Ls與電纜波阻抗Z0，參照第二章中§2-4節的敘述，可用一公式表達為：
t0＝(Ls/Z0)ln2≈Ls/2Z0 (4.2)
t0一般在0.1us左右。
2. 雜散電感影響的補償
方便起見，一般把第二個脈沖開始下降的時刻認為是故障點反射波到來的時間，顯然會引起誤差。誤差一般在10米范圍內。實際測試中可用以下方法克服：
(1) 從反射波的正脈沖起始處，而不是脈沖下降的時刻計算故障點距離。
(2) 仍以反射脈沖下降的時間計算故障點距離，在對誤差有一定了解的前提下，從結果中減去一固定值。特別是當故障點距離較遠時，故障點反射波到達測量點時，因傳播衰減的影響，正脈沖已變得不明顯（圖4.9），只能以脈沖下降處時間計算故障點距離。
圖4.9 遠距離故障直閃脈沖電流波形
(3) 在采用自動計算方法的儀器中，由儀器自動補償。
(4) 測試中，應盡量使用內部電感小的電容器，如脈沖電容器，并盡量縮短電容器與電纜的連線（包括接地線）。每次測試時，都使用固定的電容器與導引線，這樣將有助于掌握誤差的大小，以準確地計算實際故障點距離。
3. 近距離故障波形
(a) 20米故障
(b)10米故障
圖4.10 近距離故障直閃脈沖電流波形
圖4.10給出了兩個近距離故障的直閃脈沖電流波形。圖4.10.a是一個故障距離為20米的波形，故障點反射波很快回到測量端，迭加到前一個脈沖上去，相鄰脈沖靠得很近，且幅值較小。圖4.10.b是電纜頭上故障的波形，故障擊穿時，在電纜頭上形成短路電弧，電容本身及測試導引線的雜散電感構成放電回路，產生振蕩電流，經線性電流耦合器變換后，形成如圖所示的衰減的余弦振蕩波形。
客服1