专利名称：电话线路上绝缘电阻和电容的测试方法
技术领域：
本发明涉及电话用户线路测试中电阻和电容的测量，包括对电话线路上两条外线之间的电容和电阻、以及两条外线各自对地的电阻和电容进行测量。
背景技术：
在目前电信网络的维护工作中，用户外线的维护占了很大的比例，所以提供一个准确、高效的线路测量系统，提高线务员定位故障的效率具有重要的意义。
众所周知，通信线路故障中最常见的种类包括地气、混线、断线、绝缘不良等等。目前大多数的线路测量系统都是先进行外线12项参数的测试，包括A、B线之间，A线对地，B线对地的直流电压、交流电压、绝缘电阻、还有电容；然后再对这12项参数进行综合分析给出定性的故障判断。
本文主要讨论线路上绝缘电阻和电容的测试方法，这也是外线12项参数中较难测试的两大类参数。现有的测试方法主要有两类第一类是基于稳态的测试，也就是说要等待测试电路进入稳态才能进行计算，如申请号为97108938.8的中国发明申请。这类方法往往需要将电阻和电容的测量分开，测量电阻时要排除电容的影响，测量电容时要排除电阻的影响，但是用户外线往往是电阻和电容同时存在的，无法简单地排除电阻去单测电容或者排除电容去单测电阻，导致这种方法的一个缺点是测量不够精确。另外，由于需要电路达到恒流源激励稳态，所以这种方法需要的测试时间比较长。另一类方法不需要电路达到恒流源激励稳态，也不需要将电阻和电容的测试分开，如申请号为00114864.8的中国发明申请。这种方法的测试速度较快，但是由于是基于微分运算的，线路上的噪声经常对计算结果产生比较大的影响，导致电阻和电容计算不精确。
发明内容
本发明克服现有技术中存在的外线电路的绝缘电阻和电容的精度、稳定性不够和不能测试外线反向电阻的问题和缺陷，提供一种线路上绝缘电阻和电容的测试方法。
该测试方法包括以下步骤将电话线路上两条线路中的A线对地短接，然后用恒流源对B线激励，测出B线上的响应电压，等到恒流源激励稳态，测出B线上的稳态电压，并测出A线和B线间以及B线对地之间的第一共同绝缘电阻值和第一共同电容值；将电话线路上两条线路中的B线对地短接，然后用恒流源对A线激励，测出A线上的响应电压，等到恒流源激励稳态，测出A线上的稳态电压，并测出B线和A线间以及A线对地之间的第二共同绝缘电阻值和第二共同电容值；将A线和B线短接，然后用恒流源对短接后的A线和B线激励，等到恒流源激励稳态，测出短接后的A线和B线上的响应电压，并测量短接后的A线和B线对地的第三共同绝缘电阻值和第三共同电容值；将A线和B线都悬空，然后用恒流源对A线激励，等到恒流源激励稳态，测量A线上的响应电压，并测量B线和A线间、A线对地间、以及B线对地间的第四共同绝缘电阻值；以及根据第一共同绝缘电阻值、第二共同绝缘电阻值、第三共同绝缘电阻值、以及第四共同绝缘电阻值计算出A线和B线间绝缘电阻值、B线和A线间绝缘电阻值、A线对地间的绝缘电阻值、以及B线对地间的绝缘电阻值，以及根据第一共同电容值、第二共同电容值、所述第三共同电容值计算出A线和B线间电容值、A线对地间的电容值、以及B线对地间的电容值。
其中，在将电话线路上两条线路中的A线对地短接、将电话线路上两条线路中的所述B线对地短接、将所述A线和所述B线短接、或将所述A线和所述B线都悬空之后，还包括以下步骤对所述两条线路放电。
在计算出的A线和B线间绝缘电阻值、B线和A线间绝缘电阻值、A线对地间的绝缘电阻值、B线对地间的绝缘电阻值、A线和B线间电容值、A线对地间的电容值、以及B线对地间的电容值与相应的标准值进行比较，并根据比较结果确定是否存在故障。
根据本发明的测试方法，A线和B线间绝缘电阻值、B线和A线间绝缘电阻值、A线对地间的绝缘电阻值、以及B线对地间的绝缘电阻值是通过以下公式计算的 其中，G1＝1/R1，G2＝1/R2，G3＝1/R3，G4＝1/R4，Gab＝1/Rab，Gba＝1/Rba，Gag＝1/Rag，Gbg＝1/Rbg，R1为第一共同绝缘电阻值、R2为第二共同绝缘电阻值、R3为第三共同绝缘电阻值、R4为第四共同绝缘电阻值、Rab为A线和B线间绝缘电阻值、Rba为B线和A线间绝缘电阻值、Rag为A线对地间绝缘电阻值、以及Rbg为B线对地间绝缘电阻值。
根据本发明的测试方法，其特征在于，A线和B线间电容值、A线对地间的电容值、以及B线对地间的电容值是通过以下公式计算的 其中，C1为第一共同电容值、C2为第二共同电容值、C3为第三共同电容值、Cab为A线和B线间电容值、Cag为A线对地间电容值、Cbg为B线对地电容值。
恒流源激励到达稳态的时间是由并联在恒流源的两端的电阻值和各步骤中线路的共同绝缘电阻值的并联电阻值以及共同电容值决定的。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中 图1是根据本发明的电话线路的阻容模型； 图2是根据本发明的测试方法的流程图； 图3是根据本发明的测试步骤S202时电话线路的阻容模型； 图4是根据本发明的测试步骤S202时电话线路的阻容模型的等效模型； 图5是根据本发明的测试步骤S204时电话线路的阻容模型； 图6是根据本发明的测试步骤S204时电话线路的阻容模型的等效模型； 图7是根据本发明的测试步骤S206时电话线路的阻容模型； 图8是根据本发明的测试步骤S206时电话线路的阻容模型的等效模型； 图9是根据本发明的测试步骤S208时电话线路的阻容模型；以及 图10是根据本发明的测试步骤S208时电话线路的阻容模型的等效模型。
具体实施例方式 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明根据实际应用的电话线路情况，搭建了如图1所示的电路模型。该模型包括7个元件，由于考虑到实际应用的情况，AB间的绝缘电阻和BA间的绝缘电阻是不一样的，因此在本发明中考虑了这个因素，增加了一个参数。图1中所示的参数分别表示AB间的绝缘电阻Rab、BA间的绝缘电阻Rba、A到地之间的电阻Rag、B到地之间的绝缘电阻Rbg和AB间的电容Cab、A到地之间电容Cag、以及B到地之间的电容Cbg。在此，应该明白，AB间的绝缘电阻Rab和BA间的绝缘电阻Rba由于恒流源的激励方向不同而不同。
图2示出了根据本发明的方法的流程图。下面结合图1和图2详细说明本发明的方法。为了方便推导计算，将电阻全部表示成电导。
步骤S202，将B线对地短接，如图3，这时的线路模型可以等效为Rba并联Rag和Cab并联Cag，如图4，令G1＝Gba+Gag，C1＝Cab+Cag，然后用恒流源对A线激励，测出线路上的响应电压y(t)，等到恒流源激励稳态，测出线路上的稳态电压U，根据恒流源激励稳态时的算法计算出G1，再根据恒流源激励的算法计算出C1； 步骤S204，将A线对地短接，如图5，这时的线路模型可以等效为Rab并联Rbg和Cab并联Cbg，如图6，令G2＝Gab+Gbg，C2＝Cab+Cbg，然后用恒流源对B线激励，测出线路上的响应电压y(t)，等到恒流源激励稳态，测出线路上的响应电压U，根据恒流源激励稳态时的算法计算出G2，再根据恒流源激励的算法计算出C2； 步骤S206，将AB线短接，如图7，这时的线路模型可以等效为Rag并联Rbg和Cag并联Cbg，如图8，令G3＝Gag+Gbg，C3＝Cag+Cbg，然后用恒流源对A线激励，测出线路上的电压y(t)，等恒流源激励稳态时，测出线路上的电压U，根据恒流源激励稳态时的算法计算出G3，再根据恒流源激励的算法计算出C3； 步骤S208，将A线和B线都悬空，如图9，这时的线路可以等效为(Rba+Rbg)并联Rag，电容C，如图10，令然后用恒流源对A线激励，等恒流源激励稳态，测出线路上的响应电压U，根据恒流源激励稳态时的算法计算出G4。
本领域技术人员理解，以上三个步骤的顺序是可以改变的。
本发明考虑到用恒流源对线路激励，线路上会有噪声，干扰线路上的激励响应电压，为了降低对线路上的激励响应电压的干扰，本发明对电阻测试选用恒流源稳态测试方法，假设恒流源为I，可根据下面的公式计算绝缘电阻R1、R2、R3、R4 根据该公式R＝U/I可得到 电容的算法采用恒流源激励，采样响应电压，从而计算出电容值。
假设响应电压为y(t)，为了降低恒流源激励对电容测试的干扰，采用的积分算法，见以下推导过程 其中，Δt表示采样间隔。
因此，绝缘电阻Rab、Rba、Rag、Rbg和电容Cab、Cag、Cbg可根据下述公式计算出 其中，G1＝1/R1，G2＝1/R2，G3＝1/R3，G4＝1/R4，Gab＝1/Rab，Gba＝1/Rba，Gag＝1/Rag，Gbg＝1/Rbg。
由此能计算出线路上的7个参数。
为了提高测试速度，减少电路达到稳态的时间，使用恒流源激励时应该在恒流源的两端并联适当大小的电阻。可根据下述公式计算 τ＝RC 而一阶电路的阶跃响应电压为 阶跃响应uc(t)的自由分量uct(t)随时间的增加按指数规律衰减，衰减的快慢决定于电路的时间常数τ＝RC，当经过4τ～5τ的时间后，即可认为uct(t)已消失，即达到稳态状态。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电话线路上绝缘电阻和电容的测试方法，其特征在于，包括
将电话线路上两条线路中的A线对地短接，然后用恒流源对B线激励，测出所述B线上的响应电压，等到所述恒流源激励稳态，测出所述B线上的稳态电压，并测出所述A线和所述B线间以及所述B线对地之间的第一共同绝缘电阻值和第一共同电容值；
将电话线路上两条线路中的所述B线对地短接，然后用所述恒流源对所述A线激励，测出所述A线上的响应电压，等到所述恒流源激励稳态，测出所述A线上的稳态电压，并测出所述B线和所述A线间以及所述A线对地之间的第二共同绝缘电阻值和第二共同电容值；
将所述A线和所述B线短接，然后用所述恒流源对短接后的所述A线和所述B线激励，等到所述恒流源激励稳态，测出短接后的所述A线和所述B线上的响应电压，并测量短接后的所述A线和所述B线对地的第三共同绝缘电阻值和第三共同电容值；
将所述A线和所述B线都悬空，然后用所述恒流源对所述A线激励，等到所述恒流源激励稳态，测量所述A线上的响应电压，并测量所述B线和所述A线间、所述A线对地间、以及所述B线对地间的第四共同绝缘电阻值；以及
根据所述第一共同绝缘电阻值、所述第二共同绝缘电阻值、所述第三共同绝缘电阻值、以及所述第四共同绝缘电阻值计算出所述A线和所述B线间绝缘电阻值、所述B线和所述A线间绝缘电阻值、所述A线对地间的绝缘电阻值、以及所述B线对地间的绝缘电阻值，以及根据所述第一共同电容值、所述第二共同电容值、以及所述第三共同电容值计算出所述A线和所述B线间电容值、所述A线对地间的电容值、以及所述B线对地间的电容值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将电话线路上两条线路中的A线对地短接、将电话线路上两条线路中的所述B线对地短接、将所述A线和所述B线短接、或将所述A线和所述B线都悬空之后，还包括以下步骤
对所述两条线路放电。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤
将计算出的所述A线和所述B线间绝缘电阻值、所述B线和所述A线间绝缘电阻值、所述A线对地间的绝缘电阻值、所述B线对地间的绝缘电阻值、所述A线和所述B线间电容值、所述A线对地间的电容值、以及所述B线对地间的电容值与相应的标准值进行比较，并根据比较结果确定是否存在故障。
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述A线和所述B线间绝缘电阻值、所述B线和所述A线间绝缘电阻值、所述A线对地间的绝缘电阻值、以及所述B线对地间的绝缘电阻值是通过以下公式计算的
其中，G1＝1/R1，G2＝1/R2，G3＝1/R3，G4＝1/R4，Gab＝1/Rab，Gba＝1/Rba，Gag＝1/Rag，Gbg＝1/Rbg，R1为第一共同绝缘电阻值、R2为第二共同绝缘电阻值、R3为第三共同绝缘电阻值、R4为第四共同绝缘电阻值、Rab为A线和B线间绝缘电阻值、Rba为B线和A线间绝缘电阻值、Rag为A线对地间绝缘电阻值、以及Rbg为B线对地间绝缘电阻值。
5.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述A线和所述B线间电容值、所述A线对地间的电容值、以及所述B线对地间的电容值是通过以下公式计算的
其中，C1为第一共同电容值、C2为第二共同电容值、C3为第三共同电容值、Cab为A线和B线间电容值、Cag为A线对地间电容值、Cbg为B线对地电容值。
6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述恒流源激励到达稳态的时间是由并联在所述恒流源的两端的电阻值和各步骤中线路的共同绝缘电阻值的并联电阻值以及共同电容值决定的。
全文摘要
本发明提供一种线路上绝缘电阻和电容的测试方法，包括将电话线路上两条线路中的A线对地短接，然后用恒流源对B线激励，测出A线和B线间以及B线对地之间的第一共同绝缘电阻值和第一共同电容值；将电话线路上两条线路中的B线对地短接，然后用恒流源对A线激励，测出B线和A线间以及A线对地之间的第二共同绝缘电阻值和第二共同电容值；将A线和B线短接，然后用恒流源对短接后的A线和B线激励，测量短接后的A线和B线对地的第三共同绝缘电阻值和第三共同电容值；将A线和B线都悬空，测量B线和A线间、A线对地间、以及B线对地间的第四共同绝缘电阻值；以及计算出A线和B线间电容值、A线对地间的电容值、以及B线对地间的电容值。
文档编号H04M3/28GK101217594SQ20081000072
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月14日 优先权日2008年1月14日
发明者孙扬白, 王志伟, 宋慧元 申请人:中兴通讯股份有限公司