CN103439636A - 一种电缆断路点位置检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆断路点位置检测方法，1、在电缆中选择两根等长、等间距的均匀导线，其中，导线cd为发生断路的导线；2、将电容测试仪器或设备的两个测试表笔分别连接到导线ab和导线cd的端点a和端点c，测得导线ab和导线cd之间的分布电容C1；3、将电容测试仪器或设备的两个测试表笔分别连接到导线ab和导线cd的端点b和端点d，测得导线ab和导线cd之间的分布电容C2；4、根据公式计算得到断点位置距端点c的相对距离X：

Description

一种电缆断路点位置检测方法

技术领域

本发明涉及一种电缆断路点位置检测方法。

背景技术

随着我国工业自动化水平的提高，在飞机、导弹、卫星、舰船、航天器、通讯、汽车、大型测试系统及自动化工厂等领域中，使用的多芯电缆和线束逐渐增多。多芯电缆发生故障已成为影响系统整体可靠性的一个重要因素。传统电缆测试一般采用电阻表、绝缘电阻表、耐压测试仪等独立仪器来实现电缆的导通性、绝缘性和耐压等指标的测试。为了适应复杂电缆的测试，市场上出现了多种专用电缆测试设备，在满足电缆各性能参数测试的基础上，还增加了电缆的故障定位功能，为电缆的检修、排故提供指导。

对于多芯电缆而言，最基本的故障定位功能就是可以把故障定位到具体的某根电缆导线。为了进一步提升电缆的故障定位能力，各研究机构和电缆测试设备生产厂家开始探索可将电缆的故障定位到电缆导线的某个具体的故障点位置的电缆故障定位方法，并努力提高故障定位的精度。

常见的电缆故障点定位有断路点故障定位和短路点故障定位。目前较为成熟的故障点定位方法是基于脉冲反射法故障点位置测试方法。脉冲反射法主要是利用电缆在故障点位置处阻抗发生变化而引起脉冲波的反射来进行故障点定位，通过脉冲波在电缆中的传输速度和传输时间(即，反射脉冲波与入射脉冲波的时间差)来计算故障点在电缆中的位置。该方法主要应用于接头简单的单芯长距离电缆的故障定位，不适合于复杂多芯电缆的故障定位。

发明内容

为了解决现有电缆故障点检测方法测试要求高、测试过程复杂的技术问题，本发明提供一种方便的、易于操作的一种电缆断路点位置检测方法，用于对电缆断路故障位置进行测试。

本发明的第一种技术解决方案是：

一种电缆断路点位置检测方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】在电缆中选择两根等长、等间距的均匀导线：导线ab和导线cd，设定导线ab的两个端点为a、b，设定导线cd的两个端点为c、d，且端点a、端点c位于同一侧；其中，导线cd为发生断路的导线；

2】将电容测试仪器或设备的两个测试表笔分别连接到导线ab和导线cd的端点a和端点c，测得导线ab和导线cd之间的分布电容C1；

3】将电容测试仪器或设备的两个测试表笔分别连接到导线ab和导线cd的端点b和端点d，测得导线ab和导线cd之间的分布电容C2；

4】根据公式计算得到断路点位置距端点c的相对距离X：

$X=\frac{C1}{C1+C2}\×100\%.$

本发明的第二种技术解决方案是：

一种电缆断路点位置检测方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】确定待测导线和第一参考导线：

经检测，待测电缆中发生断路的一根导线为待测导线，待测电缆中的其他导线为第一参考导线；

其中，待测导线和第一参考导线均是待测电缆中同一线束内的导线；第一参考导线的数量大于或等于两根，分别将所有第一参考导线短接构成一个接头或两个接头；

2】检测待测导线和第一参考导线之间的电容：

设待测导线的两端分别为A端和B端、断路点为C端，通过电容测试仪器测得待测导线AC和第一参考导线之间的电容C3、待测导线BC和第一参考导线之间的电容C4；

3】断路点位置的计算：

设断路点C端距A端的相对距离为X，根据如下公式计算X：

$X=\frac{C3}{C3+C4}\×100\%.$

本发明的第三种技术解决方案是：

一种电缆断路点位置检测方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】确定待测导线和第一参考导线：

经检测，待测电缆中发生断路的一根导线为待测导线，待测电缆中的其他导线为第一参考导线；

其中，待测导线和第一参考导线均是待测电缆中同一线束内的导线；第一参考导线的数量大于或等于两根，分别将所有第一参考导线短接构成一个接头或两个接头；待测电缆上连接有转接适配器，

2】检测待测导线和第一参考导线之间的电容：

设待测导线的两端分别为A端和B端、断路点为C端，转接适配器上设置有两端分别为D、E的导线，其中E端与A端相连，第一参考导线与转接适配器上的其他导线对应相连，设转接适配器上与第一参考导线对应相连的其他导线为第二参考导线；断开待测导线AB以及第一参考导线与转接适配器之间的连接，通过电容测试仪器测得导线DE与第二参考导线之间的电容C5，然后将待测导线AB的A端与导线DE的E端相连，还将第一参考导线与第二参考导线对应相连，测得导线DC与第二参考导线和第一参考导线之间的电容C6，待测导线BC与第一参考导线之间的电容C7；

3】断路点位置的计算：设断路点C端距A端的相对距离为X，根据如下公式计算X：

$X=\frac{C6-C5}{C6-C5+C7}\×100\%.$

本发明的第四种技术解决方案是：

一种电缆断路点位置检测方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】确定待测导线和第一参考导线：

待测电缆为单芯电缆，经检测，待测电缆中的导线发生断路，则该导线为待测导线；将一根或至少两根可以和待测电缆均匀缠绕为双绞线状的外部导线作为第一参考导线；

2】检测待测导线和第一参考导线之间的电容：

设待测导线的两端分别为A端和B端、断路点为C端，通过电容测试仪器测得待测导线AC和第一参考导线之间的电容C3、待测导线BC和第一参考导线之间的电容C4；

3】断路点位置的计算：

设断路点C端距A端的相对距离为X，根据如下公式计算X：

$X=\frac{C3}{C3+C4}\×100\%.$

第三种技术解决方案中的转接适配器是转接箱、转接电缆、接线盒或接线箱。

上述第二种、第三种技术解决方案中，待测导线的任意一点与任意一根第一参考导线之间的距离均相等。

上述第二种、第三种技术解决方案中，待测导线和第一参考导线均是待测电缆中同一线束内等长、等间距的均匀导线。

本发明具有以下优点：

1、本发明可以利用通用电容测试仪器或专用电容测试仪器设备，方便地实现电缆断路点故障位置的测试；

2、当第一参考导线大于1芯时，本发明将所有第一参考导线短接，使所有第一参考导线形成通路，减小了同一线束电缆中待测导线与某第一参考导线各段的分布电容值不一致对测试结果造成的影响，提高了检测的准确度；

3、本发明适用于连接有转接适配器的电缆，因而，本发明的应用范围广泛；

4、本发明测试原理简单，操作简单，特别适合于大型设备和系统中长距离电缆的断路故障点位置检测，可应用于船舶、航天、航空、大型测试系统及自动化工厂等领域中。

附图说明

图1是本发明两芯电缆断路点位置检测方法的原理图；

图2是本发明导线数大于两芯的电缆断路点位置检测方法的原理图；

图3是本发明连接有转接适配器时的断路点位置检测方法的原理图；

图4是本发明单芯电缆断路点位置检测方法的原理图；

附图标记：

1-第一参考导线；2-外部导线；3-待测电缆；4-转接适配器；5-第二参考导线。

具体实施方式

首先，通过万用表、电阻表或其它仪器测得待测电缆3的某个导线发生断路故障，则确定发生断路故障的导线为待测导线，待测电缆中的其他导线为第一参考导线1，然后利用本发明进行电缆断路点故障定位。

本发明的第一种技术解决方案：

如图1所示，导线ab为第一参考导线，导线cd为发生断路的导线，对于两芯电缆，分别测试导线cd断路点两侧的导线与导线ab之间的分布电容值，根据两个电容值的比例关系，即可测得断路点在待测电缆中的相对位置，实现断路点故障定位。当待测电缆的导线ab也存在断路故障时，可以在待测电缆外部将导线ab的两端连接起来形成通路，消除导线ab中的断路故障影响。

本发明电缆断路点位置检测方法，假设导线ab和导线cd为电缆中的两根等长、等间距的均匀导线；

检测步骤如下：

a)将电容测试仪器或设备的两个测试表笔分别连接到图1的端点a和端点c，测得分布电容C1；

b)将电容测试仪器或设备的两个测试表笔分别连接到图1的端点b点和端点d，测得分布电容C2；

c)根据如下公式计算断路点位置距端点c的相对距离X。

$X=\frac{C1}{C1+C2}\×100\%.$

其中，步骤a)和步骤b)还可以采用如下方法：

a)将电容测试仪器或设备的两个测试表笔分别连接到图1的端点a和

端点c，测得分布电容C1；

b)将和端点c连接的测试笔断开，然后将该测试笔连接到端点d，测得分布电容C2。

通过计算得到的X以及测量得到的导线ab和导线cd的长度L，再根据

就可以确定断路点距端点c的具体位置为L1＝LX，其中L1为断路点距离端点c的距离，L2为断路点距离端点d的距离。

本发明的第二种技术解决方案：

如图2所示，当待测电缆中的导线数大于2芯时，将待测导线以外的其余多根导线短接作为第一参考导线，减小了同一线束电缆中待测导线与某第一参考导线各段的分布电容值不一致带来的测试误差。

检测步骤如下：

1】确定待测导线和第一参考导线：经检测，待测电缆中发生断路的一根导线为待测导线，待测电缆中的其他导线为第一参考导线1；

其中，待测导线和第一参考导线均是待测电缆中同一线束内的导线；第一参考导线的数量大于或等于两根，通过外部连接将各第一参考导线短接、分别将所有第一参考导线短接构成一个或两个总接头。短接的目的是使所有第一参考导线形成通路，以提高检测的准确度；

2】检测待测导线和第一参考导线之间的电容：

设待测导线的两端分别为A端和B端、断路点为C端，通过电容测试仪器测得待测导线AC和第一参考导线之间的电容C3、待测导线BC和第一参考导线之间的电容C4；

3】断路点位置的计算：设断路点C端距A端的相对距离为X，根据如下公式计算X：

$X=\frac{C3}{C3+C4}\×100\%.$

通过计算得到的X以及测量得到的待测导线AB的长度L，再根据

就可以确定断路点C距端点A的具体位置为L1＝LX，其中L1为断路点距离端点A的距离，L2为断路点C距离端点B的距离。

本发明的第三种技术解决方案：

如图3所示，待测电缆上连接有转接适配器4，转接适配器上的分布电容会对测试结果产生影响。

具体检测步骤如下：

1】确定待测导线和第一参考导线：

经检测，待测电缆中发生断路的一根导线为待测导线，待测电缆中的其他导线为第一参考导线；

其中，待测导线和第一参考导线均是待测电缆中同一线束内的导线；第一参考导线的数量大于或等于两根，分别将所有第一参考导线短接构成一个接头或两个接头；待测电缆上连接有转接适配器，

2】检测待测导线和第一参考导线之间的电容：

设待测导线的两端分别为A端和B端、断路点为C端，转接适配器上设置有两端分别为D、E的导线，其中E端与A端相连，第一参考导线与转接适配器上的其他导线对应相连，设转接适配器上与第一参考导线对应相连的其他导线为第二参考导线5；断开待测导线AB以及第一参考导线与转接适配器之间的连接，通过电容测试仪器测得导线DE与第二参考导线之间的电容C5，然后将待测导线AB的A端与导线DE的E端相连，还将第一参考导线与第二参考导线对应相连，测得导线DC与第二参考导线和第一参考导线之间的电容C6，待测导线BC与第一参考导线之间的电容C7；

3】断路点位置的计算：设断路点C端距A端的相对距离为X，根据如下公式计算X：

$X=\frac{C6-C5}{C6-C5+C7}\×100\%.$

通过计算得到的X以及测量得到的待测导线AB的长度L，再根据就可以确定断路点C距端点A的具体位置为L1＝LX，其中L1为断路点距离端点A的距离，L2为断路点C距离端点B的距离。

通过断开待测电缆和转接适配器之间的连接，测试转接适配器的分布电容C5，对测试结果进行补偿，消除了转接适配器的分布电容值对测试结果的影响。可以采用相同的方法对两端都有转接适配器的待测电缆进行补偿。

在多芯电缆的自动化测试中，一般需要在待测电缆的两端增加转接适配器，可以通过上述转接适配器的分布电容补偿方法对测试结果进行补偿，从而提高多芯电缆自动化测试精度。

其中，转接适配器可以是转接箱、转接电缆、接线盒、接线箱等。

本发明的第四种技术解决方案：

如图4所示，当待测电缆为单芯电缆、且该电缆中的导线为待测导线时。

检测步骤如下：

1】确定待测导线和第一参考导线：

待测电缆为单芯电缆，经检测，待测电缆中的导线发生断路，则该导线为待测导线；将一根或至少两根可以和待测电缆均匀缠绕为双绞线状的外部导线2作为第一参考导线；

2】检测待测导线和第一参考导线之间的电容：

设待测导线的两端分别为A端和B端、断路点为C端，通过电容测试仪器测得待测导线AC和第一参考导线之间的电容C3、待测导线BC和第一参考导线之间的电容C4；

3】断路点位置的计算：

设断路点C端距A端的相对距离为X，根据如下公式计算X：

$X=\frac{C3}{C3+C4}\×100\%.$

通过计算得到的X以及测量得到的待测导线AB的长度L，再根据

就可以确定断路点C距端点A的具体位置为L1＝LX，其中L1为断路点距离端点A的距离，L2为断路点C距离端点B的距离。

当采用多根外部导线时，分别将所外部导线短接构成一个或两个总接头，同时，采用多根外部导线时，检测效果更准确。

缠绕为双绞线状导线的具体操作方法为：将外部导线为第一参考导线，并将外部导线均匀、等间距绞合到待测电缆上，使外部导线和待测电缆形成双绞线状。

当待测导线的任意一点与任意一根第一参考导线之间的距离均相等时，或当待测导线和第一参考导线均是待测电缆中等长、等间距的均匀导线时，检测结果最准确。实际检测中，待测电缆中待测导线与第一参考导线之间的间距总是存在一定的不一致性，通过将待测电缆中待测导线以外的所有其余导线短接，将其作为第一参考导线进行检测，可以提高检测精度。

Claims (7)

1.一种电缆断路点位置检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】在电缆中选择两根等长、等间距的均匀导线：导线ab和导线cd，设定导线ab的两个端点为a、b，设定导线cd的两个端点为c、d，且端点a、端点c位于同一侧；其中，导线cd为发生断路的导线；

2】将电容测试仪器或设备的两个测试表笔分别连接到导线ab和导线cd的端点a和端点c，测得导线ab和导线cd之间的分布电容C1；

3】将电容测试仪器或设备的两个测试表笔分别连接到导线ab和导线cd的端点b和端点d，测得导线ab和导线cd之间的分布电容C2；

4】根据公式计算得到断路点位置距端点c的相对距离X：

$X=\frac{C1}{C1+C2}\×100\%.$

2.一种电缆断路点位置检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】确定待测导线和第一参考导线：

经检测，待测电缆中发生断路的一根导线为待测导线，待测电缆中的其他导线为第一参考导线；

其中，待测导线和第一参考导线均是待测电缆中同一线束内的导线；第一参考导线的数量大于或等于两根，分别将所有第一参考导线短接构成一个接头或两个接头；

2】检测待测导线和第一参考导线之间的电容：

设待测导线的两端分别为A端和B端、断路点为C端，通过电容测试仪器测得待测导线AC和第一参考导线之间的电容C3、待测导线BC和第一参考导线之间的电容C4；

3】断路点位置的计算：

设断路点C端距A端的相对距离为X，根据如下公式计算X：

$X=\frac{C3}{C3+C4}\×100\%.$

3.一种电缆断路点位置检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】确定待测导线和第一参考导线：

经检测，待测电缆中发生断路的一根导线为待测导线，待测电缆中的其他导线为第一参考导线；

其中，待测导线和第一参考导线均是待测电缆中同一线束内的导线；第一参考导线的数量大于或等于两根，分别将所有第一参考导线短接构成一个接头或两个接头；待测电缆上连接有转接适配器；

2】检测待测导线和第一参考导线之间的电容：

设待测导线的两端分别为A端和B端、断路点为C端，转接适配器上设置有两端分别为D、E的导线，其中E端与A端相连，第一参考导线与转接适配器上的其他导线对应相连，设转接适配器上与第一参考导线对应相连的其他导线为第二参考导线；断开待测导线AB以及第一参考导线与转接适配器之间的连接，通过电容测试仪器测得导线DE与第二参考导线之间的电容C5，然后将待测导线AB的A端与导线DE的E端相连，还将第一参考导线与第二参考导线对应相连，测得导线DC与第二参考导线和第一参考导线之间的电容C6，待测导线BC与第一参考导线之间的电容C7；

3】断路点位置的计算：设断路点C端距A端的相对距离为X，根据如下公式计算X：

$X=\frac{C6-C5}{C6-C5+C7}\×100\%.$

4.一种电缆断路点位置检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】确定待测导线和第一参考导线：

待测电缆为单芯电缆，经检测，待测电缆中的导线发生断路，则该导线为待测导线；将一根或至少两根可以和待测电缆均匀缠绕为双绞线状的外部导线作为第一参考导线；

2】检测待测导线和第一参考导线之间的电容：

设待测导线的两端分别为A端和B端、断路点为C端，通过电容测试仪器测得待测导线AC和第一参考导线之间的电容C3、待测导线BC和第一参考导线之间的电容C4；

3】断路点位置的计算：

设断路点C端距A端的相对距离为X，根据如下公式计算X：

$X=\frac{C3}{C3+C4}\×100\%.$

5.根据权利要求3所述的电缆断路点位置检测方法，其特征在于：所述转接适配器是转接箱、转接电缆、接线盒或接线箱。

6.根据权利要求2或3或5所述的电缆断路点位置检测方法，其特征在于：待测导线的任意一点与任意一根第一参考导线之间的距离均相等。

7.根据权利要求2或3或5所述的电缆断路点位置检测方法，其特征在于：待测导线和第一参考导线均是待测电缆中同一线束内等长、等间距的均匀导线。

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