电缆故障测试系统的设计

    关键词：电缆 单片机 断路 短路 故障 测试系统

多芯电缆是被广泛应用的信号传输或能量传输的重要载体。与其应用的广泛性相比，它的测试方法是落后日益受到广大技术人员的关注。(凹丫丫范文网fanwen.oyaya.net收集整理)长期以来，人们常用人工测试电缆，但该方法既费时又费力，准确性也比较差。针对以上问题，本文提出一种新型的电缆故障测试系统，以实现对多芯电缆的断路、短路、断路点、短路点的测试。

1 测试功能

在多芯电缆实际应用中，常见问题为电缆某芯线断路和电缆中某两根芯线之间短路。本系统针对上述问题具有以下测试功能：

（1）短路测试——精确测得电缆芯线之间是否有不必要的连接及路点的具体位置。

（2）断路测试——能测得电缆中某芯线是否连通及断路点的具体位置。

（3）统计及显示——统计并显示一次测量中开路及短路的芯线数及芯线号。

（4）适用于芯线数目较多和长距离的电缆测试场合。

（5）测试准确、方便、快速，具有自动测试的特点。

2 测试原理

2.1 断路、短路测试

以8051单片机组成的最小系统为核心，配以多选二开关阵列（模拟开关组合实现）。该开关阵列连接在电缆的某一端，原理框图如图1.采取单端测量法来完成整个测量过程，该方案在测量断中与短路时，具有不同的操作过程。

（1）测试芯线断路

首先将多芯电缆一端所有芯线连到一起，然后将芯线另一端连接开关阵列，由单片机8051控制开关阵列从某一条芯线输入电信号，再由除此芯线以及的其余芯线扫描读取此信号。如果读不到此信号，说明此芯线断路，或除芯线以外的其余芯线都断路。

    （2）测试芯线短路

首先将电缆中的所有芯线的一端全部断开（即互不相连），然后由单片机8051控制与芯线另一端相连的开关阵列，使得从某一条芯线输入电信号，从除此以外的其余芯线扫描读取该信号，若能读得该信号，则说明芯线与被扫描芯线之间有短路情况，并记录相互短路的芯线号。

2.2 断路点、短路点测试

前文叙述了电缆有短路及断路等故障检测方法。如果检测出某一电缆有断路故障，某两根电缆有短路故障，故障点在何睡呢？如果判断呢？下面分别做简要说明。

（1）断路故障点检测

电路原理图如图2。IC1及周期元件组成典型文氏桥式正弦波振荡电路，如图2设计的参数，振荡频率f约为1.6kHz。图2中IC2作跟随吕，起隔离作用，提高电路带负载的能力；两个二极管利用其非线性以达到自动稳幅的效果。后加的输出变压器是为检测短路故障点需要，检测断路故障点时可以不用。

将有断路故障的电缆芯线一端接入A点，将一个盒式录音机的放音磁头靠近此电缆线，打开录音机，将其沿着电缆线移动，录音机中可以听