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[摘要]：在通信电缆维护工作过程中，常遇见各种电缆故障，找出故障原因和定位故障点很难。本文介绍了通信电缆故障的种类和原因，通过仪器对电缆进行分析与测试，查找电缆的故障点，并探讨电缆故障点的定位方法。
[关键词]：通信电缆 故障 分析 定位
中图分类号：TM248 文献标识码：TM 文章编号：1009-914X（2012）20- 0034 -01
前言：
随着城市的高速发展和城市规划的要求，各种架空线缆逐步埋入地下，特别是通信电缆。各种类型的通信电缆在城市通信系统得到广泛应用，也在冶金、石化、矿山、机场、港口等企事业单位得到普遍应用。虽然这种通信方式的优点是显而易见的，但是通信电缆在使用过程中一旦发生故障，很难测出故障的确切位置，不能及时排除故障，恢复通信，往往造成调度、生产等重大经济损失。所以如何快速准确测出电缆故障是各通讯部门的重要课题。长期以来，人们常用人工测试法，该方法既费时又费力，准确性也比较差。针对以上问题，本文探讨了脉冲反射法的定位方式以实现对多芯电缆的断路、短路、断路点、短路点的测试，具体介绍通信电缆故障种类、分析测试和及定位方法。
一、通信电缆常见故障种类
由于通信电缆的绝缘材料、运行方式等不同，导致了大量的各种各样电缆故障，按故障性质分主要有：接地故障、短路故障、断路故障和综合故障；按故障电阻值分为：低阻故障和高阻故障。传统上把电缆故障点的直流电阻小于电缆特性阻抗称为低阻故障，反之则称为高阻故障。
1.1 接地故障
电缆—线芯或数线芯接地而发生的故障。当电缆绝缘由于各种原因被击穿后发生低阻接地故障或高阻接地故障，按脉冲反射仪测試波形划分，一般接地电阻在1KΩ以下为低阻故障，以上为高阻故障。
1.2 短路故障
电缆线芯之间绝缘完全破损形成短路而发生的故障。一般线芯之间电阻RF小于10Ω。
1.3 断路故障
电缆—线芯或数线芯断开而发生的故障。通常是由于电缆线芯被外力破坏引起。
1.4 综合故障
同时具有上述两种以上的故障称为综合故障。
二、通信电缆故障分析与测试
通信电缆故障是指电缆在通信过程中发生干扰、局部电流不均匀造成的故障。为确定电缆故障位置，必须了解电缆的各种参数分布，来推断和测试故障点。电缆可看成由许许多多的电阻（R）、电导（G）、电容（C）和电感（L）这些等效元件相联接组成的，这些元件称为电缆的分布参数。单位长度的电阻（R）、电导（G）、电容（C）和电感（L）称为一次参数。
理论上要求这些参数要均匀地分布在整条电缆中，也就是说这些参数与电缆总长要成比例。这些参数不仅适用于两条线芯之间，而且也适用于线芯与屏蔽之间。当电缆发生故障时，初步确定电缆故障位置起决定作用的参数为特性阻抗（Z）和波速度（V），这些参数称为二次参数。在确定电缆故障位置时，要考虑二次性参数，如果在运行和测试状态下的这些电缆特性参数均无变化，即可认为这条电缆无故障，但只要电缆某个位置存在特性阻抗发生变化，电缆的均匀性就会受到影响，电缆就称为有故障电缆。
测试时向电缆注入一脉冲电压，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点时（如断线点、短路点、中间接头等），脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来。发射脉冲与反射脉冲的时间差△t，对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点往返一次的时间，如知道脉冲在电缆中的波速度V，则阻抗不匹配点的距离可由L=V×△t/2计算。
通过识别反射脉冲极性，可以判定障碍性质。断线障碍反射脉冲与发射脉冲极性相同，而短路障碍的反射脉冲与发射脉冲极性相反。脉冲在电缆中的波速度，对于准确地计算出障碍距离很关键。在不清楚电缆的波速度值的情况下，如已知被测电缆的长度，根据发送脉冲与电缆终端反射脉冲之间的时间△t，可推算出电缆中的波速度V=2×L/△t。
具有脉冲反射测试功能的通信电缆测试仪，在通信电缆故障的测试、检修中得到了比较广泛的应用，一般先进行自动测试，当情况比较复杂，自动测试没有得到正确结果时，再改用手动测试。自动测试完成后，给出几个可疑点，根据具体情况（如电缆全长，故障性质等）可以很快找到真正的故障点。仪器给出的可疑点，有些不是真正的故障点，需要人工排除。比如，已知电缆全长是1km，那么故障距离肯定小于等于1km，1km左右的可疑点是电缆末端全长反射，是全长两倍的可疑点是二次反射，都不是故障点。再如，已知电缆是断线故障，那么，所有显示为混线障碍的可疑点都不可能是故障点。
当线路情况比较复杂，自动测试没有找出正确的故障点时，就需要进行手动测试。要注意测试范围要长于电缆全长，而且要留出大约30%的余量。如电缆全长1900m，加30%余量，应选择4km范围，而不是2km。如果不好判断反射脉冲是故障点还是接头，可以记忆当前波形；然后不要改变任何参数，再测试一条良好线对；再按“比较”键将两波形同时显示，两波形出现明显分岔的地方一般是故障点。如果两波形在同一地方都出现脉冲反射，则可以肯定不是故障点，而可能是接头。故障点较远时，测距误差较大。如果故障点前后不远处有接头反射，则可以测出故障点和接头之间的距离，以便于查找。
三、通信电缆故障定位
发射脉冲一般分单极性脉冲和双极性脉冲。单极性脉冲包含着从直流到高频丰富的频率成分，双极性脉冲所包含的频率成分主要集中在频率为脉冲宽度的倒数的附近两侧有限的频带内。仪器在测量较远距离时，采用双极性脉冲，而在测试较近距离时使用单极性脉冲。
3.1 低阻障碍
注入的脉冲在障碍点产生反射脉冲，第一时刻回到测量端，该脉冲从测量端返回，在障碍点又被再次反射，第二时刻又一次回到测量端。第二个障碍点反射脉冲在波形上与第一个障碍点反射脉冲之问的距离为障碍距离，在实际应用中应注意不要把它误以为新的障碍点或接头反射。穿过障碍点的透射脉冲在电缆的端点被反射，第三时刻回到测量端。
3.2 短路障碍
脉冲在短路点产生全反射，反射脉冲与发送脉冲极性相反。波形上第一个障碍点反射脉冲之后续脉冲极性出现一正一负的交替变化，这是由于脉冲在故障点反射系数为-1，而在测量端反射为正的结果。
3.3 断路障碍
脉冲在断路点全反射，反射脉冲与发送脉冲极性相同。波形上第一个障碍点反射脉冲之后，还有若干个间距相等的反射脉冲，这是因为脉冲在测量端与障碍点之间多次来回反射的结果。由于脉冲在电缆中传输存在损耗，脉冲幅值逐渐减小，并且波头上升变得愈来愈缓慢。实际上有用的是第一个反射脉冲，不能将后续反射脉冲误认为是障碍点反射脉冲。
结束语：本文着重选择了比较通用的脉冲反射测试法进行探讨，从原理和应用经验进行了分析，使大家对通信电缆的测试技术有所了解，而电缆故障测寻既要有好的测试设备又要求测试人员的经验积累，才能快速、准确定位故障点，只有不断对大量的现场数据进行分析、研究、总结，才能逐步掌握电缆故障测试的规律。
参考文献：
[1]钟传书；海底通信电缆故障定位测试的实践与探讨[J]；通信与信息技术；1985年第02期
[2]廖晓东；通信电缆故障电容测距系统设计[J]； 闽江学院学报；2005年02期
[3]汪梅；基于小波和神经网络的电缆故障诊断方法研究[D]；西安科技大学；2006年
[关键词]：通信电缆 故障 分析 定位
中图分类号：TM248 文献标识码：TM 文章编号：1009-914X（2012）20- 0034 -01
前言：
随着城市的高速发展和城市规划的要求，各种架空线缆逐步埋入地下，特别是通信电缆。各种类型的通信电缆在城市通信系统得到广泛应用，也在冶金、石化、矿山、机场、港口等企事业单位得到普遍应用。虽然这种通信方式的优点是显而易见的，但是通信电缆在使用过程中一旦发生故障，很难测出故障的确切位置，不能及时排除故障，恢复通信，往往造成调度、生产等重大经济损失。所以如何快速准确测出电缆故障是各通讯部门的重要课题。长期以来，人们常用人工测试法，该方法既费时又费力，准确性也比较差。针对以上问题，本文探讨了脉冲反射法的定位方式以实现对多芯电缆的断路、短路、断路点、短路点的测试，具体介绍通信电缆故障种类、分析测试和及定位方法。
一、通信电缆常见故障种类
由于通信电缆的绝缘材料、运行方式等不同，导致了大量的各种各样电缆故障，按故障性质分主要有：接地故障、短路故障、断路故障和综合故障；按故障电阻值分为：低阻故障和高阻故障。传统上把电缆故障点的直流电阻小于电缆特性阻抗称为低阻故障，反之则称为高阻故障。
1.1 接地故障
电缆—线芯或数线芯接地而发生的故障。当电缆绝缘由于各种原因被击穿后发生低阻接地故障或高阻接地故障，按脉冲反射仪测試波形划分，一般接地电阻在1KΩ以下为低阻故障，以上为高阻故障。
1.2 短路故障
电缆线芯之间绝缘完全破损形成短路而发生的故障。一般线芯之间电阻RF小于10Ω。
1.3 断路故障
电缆—线芯或数线芯断开而发生的故障。通常是由于电缆线芯被外力破坏引起。
1.4 综合故障
同时具有上述两种以上的故障称为综合故障。
二、通信电缆故障分析与测试
通信电缆故障是指电缆在通信过程中发生干扰、局部电流不均匀造成的故障。为确定电缆故障位置，必须了解电缆的各种参数分布，来推断和测试故障点。电缆可看成由许许多多的电阻（R）、电导（G）、电容（C）和电感（L）这些等效元件相联接组成的，这些元件称为电缆的分布参数。单位长度的电阻（R）、电导（G）、电容（C）和电感（L）称为一次参数。
理论上要求这些参数要均匀地分布在整条电缆中，也就是说这些参数与电缆总长要成比例。这些参数不仅适用于两条线芯之间，而且也适用于线芯与屏蔽之间。当电缆发生故障时，初步确定电缆故障位置起决定作用的参数为特性阻抗（Z）和波速度（V），这些参数称为二次参数。在确定电缆故障位置时，要考虑二次性参数，如果在运行和测试状态下的这些电缆特性参数均无变化，即可认为这条电缆无故障，但只要电缆某个位置存在特性阻抗发生变化，电缆的均匀性就会受到影响，电缆就称为有故障电缆。
测试时向电缆注入一脉冲电压，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点时（如断线点、短路点、中间接头等），脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来。发射脉冲与反射脉冲的时间差△t，对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点往返一次的时间，如知道脉冲在电缆中的波速度V，则阻抗不匹配点的距离可由L=V×△t/2计算。
通过识别反射脉冲极性，可以判定障碍性质。断线障碍反射脉冲与发射脉冲极性相同，而短路障碍的反射脉冲与发射脉冲极性相反。脉冲在电缆中的波速度，对于准确地计算出障碍距离很关键。在不清楚电缆的波速度值的情况下，如已知被测电缆的长度，根据发送脉冲与电缆终端反射脉冲之间的时间△t，可推算出电缆中的波速度V=2×L/△t。
具有脉冲反射测试功能的通信电缆测试仪，在通信电缆故障的测试、检修中得到了比较广泛的应用，一般先进行自动测试，当情况比较复杂，自动测试没有得到正确结果时，再改用手动测试。自动测试完成后，给出几个可疑点，根据具体情况（如电缆全长，故障性质等）可以很快找到真正的故障点。仪器给出的可疑点，有些不是真正的故障点，需要人工排除。比如，已知电缆全长是1km，那么故障距离肯定小于等于1km，1km左右的可疑点是电缆末端全长反射，是全长两倍的可疑点是二次反射，都不是故障点。再如，已知电缆是断线故障，那么，所有显示为混线障碍的可疑点都不可能是故障点。
当线路情况比较复杂，自动测试没有找出正确的故障点时，就需要进行手动测试。要注意测试范围要长于电缆全长，而且要留出大约30%的余量。如电缆全长1900m，加30%余量，应选择4km范围，而不是2km。如果不好判断反射脉冲是故障点还是接头，可以记忆当前波形；然后不要改变任何参数，再测试一条良好线对；再按“比较”键将两波形同时显示，两波形出现明显分岔的地方一般是故障点。如果两波形在同一地方都出现脉冲反射，则可以肯定不是故障点，而可能是接头。故障点较远时，测距误差较大。如果故障点前后不远处有接头反射，则可以测出故障点和接头之间的距离，以便于查找。
三、通信电缆故障定位
发射脉冲一般分单极性脉冲和双极性脉冲。单极性脉冲包含着从直流到高频丰富的频率成分，双极性脉冲所包含的频率成分主要集中在频率为脉冲宽度的倒数的附近两侧有限的频带内。仪器在测量较远距离时，采用双极性脉冲，而在测试较近距离时使用单极性脉冲。
3.1 低阻障碍
注入的脉冲在障碍点产生反射脉冲，第一时刻回到测量端，该脉冲从测量端返回，在障碍点又被再次反射，第二时刻又一次回到测量端。第二个障碍点反射脉冲在波形上与第一个障碍点反射脉冲之问的距离为障碍距离，在实际应用中应注意不要把它误以为新的障碍点或接头反射。穿过障碍点的透射脉冲在电缆的端点被反射，第三时刻回到测量端。
3.2 短路障碍
脉冲在短路点产生全反射，反射脉冲与发送脉冲极性相反。波形上第一个障碍点反射脉冲之后续脉冲极性出现一正一负的交替变化，这是由于脉冲在故障点反射系数为-1，而在测量端反射为正的结果。
3.3 断路障碍
脉冲在断路点全反射，反射脉冲与发送脉冲极性相同。波形上第一个障碍点反射脉冲之后，还有若干个间距相等的反射脉冲，这是因为脉冲在测量端与障碍点之间多次来回反射的结果。由于脉冲在电缆中传输存在损耗，脉冲幅值逐渐减小，并且波头上升变得愈来愈缓慢。实际上有用的是第一个反射脉冲，不能将后续反射脉冲误认为是障碍点反射脉冲。
结束语：本文着重选择了比较通用的脉冲反射测试法进行探讨，从原理和应用经验进行了分析，使大家对通信电缆的测试技术有所了解，而电缆故障测寻既要有好的测试设备又要求测试人员的经验积累，才能快速、准确定位故障点，只有不断对大量的现场数据进行分析、研究、总结，才能逐步掌握电缆故障测试的规律。
参考文献：
[1]钟传书；海底通信电缆故障定位测试的实践与探讨[J]；通信与信息技术；1985年第02期
[2]廖晓东；通信电缆故障电容测距系统设计[J]； 闽江学院学报；2005年02期
[3]汪梅；基于小波和神经网络的电缆故障诊断方法研究[D]；西安科技大学；2006年