多芯電纜是被廣泛應用的信號傳輸或能量傳輸的重要載體。與其應用的廣泛性相比，它的測試方法的落后日益受到廣大技術(shù)人員的關(guān)注。長(cháng)期以來(lái)，人們常用人工測試電纜，但該方法既費時(shí)又費力，準確性也比較差。針對以上問(wèn)題，本文提出一種新型的電纜故障測試系統，以實(shí)現對多芯電纜的斷路、短路、斷路點(diǎn)、短路點(diǎn)的測試。

　　1 測試功能

　　在多芯電纜實(shí)際應用中，常見(jiàn)問(wèn)題為電纜某芯線(xiàn)斷路和電纜中某兩根芯線(xiàn)之間短路。本系統針對上述問(wèn)題具有以下測試功能：

　　(1)短路測試--精確測得電纜芯線(xiàn)之間是否有不必要的連接及短路點(diǎn)的具體位置。

　　(2)斷路測試--能測得電纜中某芯線(xiàn)是否連通及斷路點(diǎn)的具體位置。

　　(3)統計及顯示--統計并顯示一次測量中開(kāi)路及短路的芯線(xiàn)數及芯線(xiàn)號。

　　(4)適用于芯線(xiàn)數目較多和長(cháng)距離的電纜測試場(chǎng)合。

　　(5)測試準確、方便、快速，具有自動(dòng)測試的特點(diǎn)

　　2 測試原理

　　2.1 斷路、短路測試

　　以8051單片機組成的最小系統為核心，配以多選二開(kāi)關(guān)陣列(模擬開(kāi)關(guān)組合實(shí)現)。該開(kāi)關(guān)陣列連接在電纜的某一端，原理框圖如圖1。采取單端測量法來(lái)完成整個(gè)測量過(guò)程，該方案在測量斷路與短路時(shí)，具有不同的操作過(guò)程。

　　(1)測試芯線(xiàn)斷路

　　首先將多芯電纜一端所有芯線(xiàn)連到一起，然后將芯線(xiàn)另一端連接開(kāi)關(guān)陣列，由單片機8051控制開(kāi)關(guān)陣列從某一條芯線(xiàn)輸入電信號，再由除此芯線(xiàn)以外的其余芯線(xiàn)掃描讀取此信號。如果讀不到此信號，說(shuō)明此芯線(xiàn)斷路，或除芯線(xiàn)以外的其余芯線(xiàn)都斷路。

　　(2)測試芯線(xiàn)短路

　　首先將電纜中的所有芯線(xiàn)的一端全部斷開(kāi)(即互不相連)，然后由單片機8051控制與芯線(xiàn)另一端相連的開(kāi)關(guān)陣列，使得從某一條芯線(xiàn)輸入電信號，從除此以外的其余芯線(xiàn)掃描讀取該信號，若能讀得該信號，則說(shuō)明芯線(xiàn)與被掃描芯線(xiàn)之間有短路情況，并記錄相互短路的芯線(xiàn)號。

　　2.2 斷路點(diǎn)、短路點(diǎn)測試

　　前文敘述了電纜有短路及斷路等故障檢測方法。如果檢測出某一電纜有斷路故障，某兩根電纜有短路故障，故障點(diǎn)在何處呢？如何判斷呢？下面分別做簡(jiǎn)要說(shuō)明。

　　(1)斷路故障點(diǎn)檢測

　　電路原理圖如圖2。IC1及周?chē)M成典型文氏橋式正弦波振蕩電路，如圖2設計的參數，振蕩頻率f約為1.6kHz。圖2中IC2作跟隨器，起隔離作用，提高電路帶負載的能力；兩個(gè)二極管利用其非線(xiàn)性以達到自動(dòng)穩幅的效果。后加的輸出變壓器是為檢測短路故障點(diǎn)的需要，檢測斷路故障點(diǎn)時(shí)可以不用。

　　將有斷路故障的電纜芯線(xiàn)一端接入A點(diǎn)，將一個(gè)盒式錄音機的放音磁頭靠近此電纜線(xiàn)，打開(kāi)錄音機，將其沿著(zhù)電纜線(xiàn)移動(dòng)，錄音機中可以聽(tīng)到音頻信號。到斷路點(diǎn)以后，音頻信號無(wú)法傳送過(guò)來(lái)，錄音機中聽(tīng)不到音頻信號，這樣就可以判斷出斷路點(diǎn)的位置。需注意的是：當檢測多芯線(xiàn)纜某一根斷路故障時(shí)，其余芯線(xiàn)最好接地，以減小分布電容的影響，這樣檢測的效果較好。

　　(2)短路點(diǎn)檢測

　　將有短路故障的兩根電纜芯線(xiàn)分別接入B、C處，仍用錄音機磁頭靠近故障電纜線(xiàn)，并沿著(zhù)電纜線(xiàn)移動(dòng)，錄音機中可以聽(tīng)到音頻信號。到短路點(diǎn)以后，則聽(tīng)不到音頻信號，這樣可以判斷出短路點(diǎn)的位置以錄音機原理可生產(chǎn)一種便攜式探測器　。

　　2.3 測試功能轉換

　　此系統測試功能的轉換，是通過(guò)單片機控制上文所提及的模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現的，簡(jiǎn)圖如圖3。其中8051單片機通過(guò)向模擬開(kāi)關(guān)K1的1IN、2IN管腳輸入電信號，以控制各功能轉換。當1IN為高電平，2IN為高電平時(shí)，K1的開(kāi)關(guān)1、2導通(A管腳接圖2 的A點(diǎn),此信號通過(guò)開(kāi)關(guān)1輸入，OUT管腳接放大整形電路再輸出給CPU)，由CPU通過(guò)外圍電路提供芯線(xiàn)選通信號1、2，以分別選通兩條不同芯線(xiàn)(圖3中LIN通過(guò)芯線(xiàn)接口單元接電纜各芯線(xiàn)，K2、K3可級聯(lián)或并聯(lián)擴展成足夠的端口以接盡可能多的芯線(xiàn))進(jìn)行斷路或短路掃描檢測；當1IN為高電平，2IN為任意電平時(shí)，K1的開(kāi)關(guān)1導通(圖2 的A點(diǎn)信號通過(guò)開(kāi)關(guān)1輸入)，由CPU通過(guò)外圍電路提供芯線(xiàn)選通信號2，以選通一開(kāi)路芯線(xiàn)，進(jìn)行開(kāi)路點(diǎn)檢測；當1IN為低電平，2IN為低電平時(shí)，K1的開(kāi)關(guān)3、4導通(B、C管腳信號接入電路，B、C管腳分別與圖2的B、C點(diǎn)相連)，由CPU通過(guò)外圍電路提供芯線(xiàn)選通信號1、2，分別選通兩條短路芯線(xiàn)，進(jìn)行短路點(diǎn)檢測。

　　上述判別電纜斷路點(diǎn)和短路點(diǎn)故障的方法既簡(jiǎn)單又實(shí)用。對于非屏蔽和非預埋在地下的電纜及一般導線(xiàn)，上述檢測方法均能達到較為滿(mǎn)意的效果。至于屏蔽電纜及預埋在地下的電纜，本文介紹的斷路及短路檢測方法仍然適用。

文章標簽：電線(xiàn)