陜西意聯(lián)電氣設(shè)備有限公司
SHAANXI YILIAN ELECTRICAL EQUIPMENT CO.,LTD
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電纜故障測試儀原理
智能型電纜故障測試儀是陜西意聯(lián)電氣在智能電纜故障測試儀的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)的又一新型電纜故障測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用先進的弧反射技術(shù)，利用RCS算法，進行故障點位置的自動搜索，達到快速預(yù)定位，解決了用戶對“復(fù)雜難懂的波形”不易讀懂這一難題。
該系統(tǒng)主要由電纜故障測試儀主機、多次脈沖產(chǎn)生器、路徑信號發(fā)生器、路徑/故障定位儀、一體化高壓發(fā)生器組成。多次脈沖電纜故障測試儀主機和多次脈沖產(chǎn)生器用于測量電纜全長及故障距離；路徑信號發(fā)生器和路徑/故障定位儀用來確定埋地電纜的路徑、埋設(shè)深度以及故障點的準(zhǔn)確位置；一體化高壓電源產(chǎn)生直流沖擊高壓，為脈沖電容充電，使電纜故障點擊穿放電，配合定位儀準(zhǔn)確定位故障點；一體化高壓發(fā)生器內(nèi)置電容及高壓放電裝置，現(xiàn)場無需接線，主動自動可控放電。
整套測試系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于35KV以下各種不同截面的鋁芯、銅芯電力電纜、高頻同軸電纜及市話電纜的低阻、短路、開路及各種高阻故障的探測，是廣大廠礦企業(yè)、冶金、石化系統(tǒng)、電廠、機場、鐵路和供電等部門保障安全供電的必備設(shè)備。
特性及關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)
電纜故障測距儀：
顯示方式：大屏幕電容觸摸
操作方式：win8操作系統(tǒng)。
故障預(yù)定位測試方法：低壓脈沖法；高壓沖閃取樣法;弧反射法（多次脈沖法）
軟件支持6波形同屏疊加對比，容易發(fā)現(xiàn)隱含故障點
一鍵測距——無需分析波形，只需點擊自動測距按鈕，直接得到電纜全長和故障距離
可測試各種35KV以下不同電壓等級、不同截面、不同介質(zhì)及各種材質(zhì)的電力電纜的各類故障，包括：開路、短路、低阻、高阻泄漏、高阻閃絡(luò)性故障
可測試鐵路通信控制電纜、電力電纜的各類故障
可測量長度已知的任何電纜中電波傳播的速度
可測量電纜故障故障性質(zhì)、測試電力電纜埋設(shè)路徑、埋設(shè)深度及故障點準(zhǔn)確位置
采樣頻率：6.25MHz、12.5MHz、25MHz、50MHz、100MHz（自適應(yīng)脈寬）
測試長電纜：100km
測試短電纜(盲區(qū))：無盲區(qū)
測試誤差：系統(tǒng)相對誤差±1%
準(zhǔn)確定點誤差：±0.2m
供電方式：220V或內(nèi)置鋰電池
待機時間：連續(xù)使用6小時左右
遠(yuǎn)程服務(wù)支持：可以通過手機wifi上網(wǎng)連接公司服務(wù)器，實現(xiàn)遠(yuǎn)程在線測試
工作環(huán)境溫度：-20℃～+40℃，相對濕度：RH≤85%（25℃）
外形尺寸：393mm X 261mm X 122mm
重量：<5Kg
多次脈沖產(chǎn)生器：
無需額外供電，方便實用、安全可靠。
高沖擊電壓40KV。
內(nèi)置沖閃測試法。無需額外取樣器。
路徑信號發(fā)生器：
信號頻率：12KHz正弦信號。
大發(fā)射功率：Pmax=20W。
發(fā)射效率：η=98%。
LED實時輸出功率監(jiān)測,有利于判斷接線是否良好，確保路徑信號成功發(fā)射！
發(fā)射機保護：過壓保護及短路保護，允許發(fā)射線長時間短路。
輸出功率等級：12級。
適配阻抗范圍：4Ω~2ΚΩ。
供電方式：19V 4A電源適配器。
路徑/故障定位儀（路徑接收部分）：
接收路徑信號：12KHz正弦信號。
接收靈敏度：-90dBmW。
路徑尋側(cè)方法：峰值法、谷值法（面板上一鍵切換）。
測深方法：45度角法。
路徑信號指示：十級LED強度指示及蜂鳴提示音。
供電方式：9V單節(jié)堿性干電池。
路徑/故障定位儀（故障定位部分）：
獨有的數(shù)字信號處理技術(shù)，在極短時間內(nèi)準(zhǔn)確測量瞬時聲場強度，然后穩(wěn)定顯示，減少測試人員的疲勞感。
磁信號接收精準(zhǔn)，充分利用沿線磁信號做故障點導(dǎo)向信號，放電實時顯示，明顯提高故障定點效率。
高靈敏度、低噪聲，聲場靈敏度-97dBmW；磁場靈敏度-80dBmW。
極低功耗，單節(jié)9V堿性干電池可用4-5小時。
高壓放電同時可以粗測電纜路徑，明顯提高故障定點效率。
配套的定點傳感器具有低噪聲、高靈敏度、防水特性。
一體化內(nèi)置電容高壓發(fā)生器：
拉桿式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場無需接線
將升壓設(shè)備、脈沖電容、電纜放電裝置、安全放電裝置全部集成，測試完成自動放電，放電時間和放電頻率主動可控
改變沖擊電壓無需斷電，無需調(diào)節(jié)高壓放電間距
輸出直流電壓：0-32kV連續(xù)可調(diào)。
輸出能量：2000J/4S或4uF/32KV。
大充電電流：40mA
具有單次、周期兩種放電方式
周期放電時間：可調(diào)
供電電源：電壓220V，頻率50Hz
輸出功率：1000W
高壓部分整體固化處理，防潮絕緣。
工作環(huán)境相對濕度：RH≤85%（25℃）。
外形尺寸：長493mm X寬246mm X 高408mm。
儀器重量：20Kg
電纜故障測試儀使用新方法
故障預(yù)定位方法
故障預(yù)定位有三種方法：低壓脈沖法、高壓沖閃法和弧反射法（多次脈沖法）。低壓脈沖法可以測試電纜全長，也可以測試金屬性短路或者斷線故障的故障長度；高壓沖閃法和弧反射法可以測試高阻故障的故障長度。
故障預(yù)定位——低壓脈沖法
以測量約90米左右交聯(lián)電纜的全長為例介紹低壓脈沖測試流程：
第1步：按“低壓脈沖法接線圖”接線，高壓輸出線夾電纜某一相(比如紅相)；
第二步：打開平板計算機電源，并打開測試界面，波形采集設(shè)置區(qū)的“相”選擇“紅”，確認(rèn)電纜終端開路，“測試范圍”選擇“4-500m”，“測試方法”選擇“低壓脈沖”，此時波形采集區(qū)出現(xiàn)終端開路波形；
第三步：點擊波形信息記錄區(qū)中第1行上的“添加/清空”按鈕，波形采集區(qū)中的波形被復(fù)制到波形分析區(qū)；
第四步：確認(rèn)電纜終端短路，波形采集區(qū)出現(xiàn)終端短路波形，重復(fù)第三步(注意：點擊第二行“添加/清空”按鈕)，波形分析區(qū)將存在終端開路和終端短路兩條波形；
第五步：測量類型選擇區(qū)的傳輸速度選擇“172m/us交聯(lián)”，點擊自動分析工具區(qū)的 “脈沖分析”按鈕，標(biāo)尺自動對應(yīng)到波形分析區(qū)電纜始端和終端位置，“測量結(jié)果”顯示的值即為電纜全長，所測試的電纜全長顯示為91.3米。
故障預(yù)定位方法——高壓沖閃法（一）
以全長100米，故障距離88米左右的交聯(lián)電纜故障長度為例介紹高壓沖閃測試流程，按照“高壓沖閃法接線圖”進行接線：
接線注意事項：
1. 如果為單相故障，“高壓出”接電纜故障相，“負(fù)載地”連接銅屏蔽或鎧裝，“機殼地”避開電纜接地線接入地網(wǎng)，如果電纜有鋼鎧，將其接地，如下圖。
2. 如果為相間故障，“高壓出”接電纜故障相，“負(fù)載地”連接另外一故障相，“機殼地”避開電纜接地線接入地網(wǎng)。如果電纜有鋼鎧，將其接地，如下圖。
故障預(yù)定位方法——高壓沖閃法（二）
以全長100米，故障距離88米左右的交聯(lián)電纜故障長度為例介紹高壓沖閃測試流程，按照“高壓沖閃法接線圖”進行接線：
接線注意事項：
1. 一體化高壓發(fā)生器輸出引線與電纜和鎧裝（屏蔽層、故障相）要可靠連接，否則連接點會有放電現(xiàn)象，影響故障測試，并且放電產(chǎn)生的電弧將燒壞測試鉗甚至危害到操作者。
2. 機殼接地要可靠的與地連接，并應(yīng)與負(fù)載地分開，操作時盡量不要接觸一體化高壓發(fā)生器的金屬部分，以防殼體上感應(yīng)的電壓對人體產(chǎn)生傷害。
3.一體化內(nèi)置電容高壓發(fā)生器斷電后有自動放電功能，但使用完畢拆線前一定要用放電棒再次進行放電，確認(rèn)線路無電后才能拆除測試線。
4. 高壓放電時，故障點和內(nèi)置高壓放電球隙都會產(chǎn)生強烈的火花放電，不要在可燃?xì)怏w環(huán)境中使用該設(shè)備。并且要確保整條電纜所在的位置附近都沒有可燃?xì)怏w或可燃物！
操作步驟：
第1步：按照“高壓沖閃法接線圖”進行接線，高壓輸出線夾電纜某一故障相(比如紅相)；
第二步：打開平板計算機電源，并打開測試界面，波形采集設(shè)置區(qū)的“相”選擇“紅”，務(wù)必確認(rèn)電纜終端開路，而且紅相與其它相、地線、機殼之間都保留10厘米以上絕緣距離，“測試范圍”選擇“4-500m”，“測試方法”選擇“高壓沖閃”；
第三步：進行升壓操作，直到發(fā)生高壓放電，這時測試界面上的波形采集區(qū)出現(xiàn)一條高壓沖閃波形。觀察幾次高壓放電時產(chǎn)生的波形，調(diào)節(jié)測試主機操作面板上面的幅度旋鈕，直到波形幅度適中。
第四步：點擊波形信息記錄區(qū)中第1行上的“添加/清空”按鈕，波形采集區(qū)中的波形被復(fù)制到波形分析區(qū)；
第五步：測量類型選擇區(qū)的傳輸速度選擇“172m/us交聯(lián)”，點擊自動分析工具區(qū)的 “沖閃分析”按鈕，測量類型選擇區(qū)中“測量結(jié)果”顯示的值即為故障長度，所測試的故障長度為88.49米。
故障預(yù)定位方法——多次脈沖法
以全長100米，故障距離85米左右的交聯(lián)電纜故障長度為例介紹弧反射測試流程：
第1步：按照“多次脈沖法接線圖”進行接線，高壓輸出線夾電纜某一故障相(比如紅相)；
第二步：打開平板計算機電源，并打開測試界面，波形采集設(shè)置區(qū)的“相”選擇“紅”，務(wù)必確認(rèn)電纜終端開路，而且紅相與其它相、地線、機殼之間都保留10厘米以上絕緣距離)，“測試范圍”選擇“4-500m”，“測試方法”選擇“弧反射”；
第三步：進行升壓操作，直到發(fā)生高壓放電，這時測試界面上的波形采集區(qū)出現(xiàn)一條弧反射波形。
第四步：點擊波形信息記錄區(qū)中第1行上的“添加/清空”按鈕，波形采集區(qū)中的波形被復(fù)制到波形分析區(qū)；
第五步：測量類型選擇區(qū)的傳輸速度選擇“172m/us交聯(lián)”，點擊自動分析工具區(qū)的 “脈沖分析”按鈕，測量類型選擇區(qū)中“測量結(jié)果”顯示的值即為故障長度，所測試的故障長度為84.3米。
“峰值法”電纜路徑尋測
路徑信號接收設(shè)備設(shè)置步驟：
步驟1 用信號線將路徑傳感器和路徑/故障定位儀的“探棒”接口相連；
步驟2 將路徑/故障定位儀的“定點/路徑”模式開關(guān)切換到“路徑”模式，然后打開路徑/故障定位儀的電源開關(guān)，開機8秒內(nèi)顯示電池電量（電量低于“7”時需更換電池！）；
步驟3 路徑/故障定位儀的“峰值法/谷值法”切換到“峰值法”；
步驟4 路徑/故障定位儀的“磁(路徑)增益”順時針旋轉(zhuǎn)到頭。
具體方法：
步驟1 始終保持路徑傳感器的豎直天線與地面垂直，在電纜可能鋪設(shè)的位置附近調(diào)節(jié)路徑/故障定位儀的“磁(路徑)增益”旋鈕，使 “聲/路徑信號” 的示數(shù)處于4~8之間；
步驟2 原地旋轉(zhuǎn)路徑傳感器的水平天線（水平天線越垂直電纜走向，信號越強），當(dāng)“聲/路徑信號”的示數(shù)相對小時，水平天線與電纜平行（未必是電纜正上方）；當(dāng)“聲/路徑信號”的示數(shù)相對大時，水平天線與電纜垂直，見圖：峰值法信號特點示意圖a；
水平天線與電纜垂直時，在水平天線的指向方向前后平移路徑傳感器（當(dāng)水平天線始終垂直電纜時，距離電纜越近，信號越強），直到在此方向上“聲/路徑信號”的示數(shù)達到大，此時路徑傳感器的正下方即為電纜所在位置。信號強度顯示呈現(xiàn)“A”型變化規(guī)律，見圖：峰值法信號特點示意圖b。
“谷值法”電纜路徑尋測
將路徑/故障定位儀的“峰值法/谷值法” 切換到“谷值法”，其它設(shè)置與“峰值法”相同。
具體方法：
始終保持路徑傳感器的豎直天線與地面垂直，在離地等高的平面上，向各個方向平移路徑傳感器，當(dāng)“聲/路徑信號”的示數(shù)達到小而對應(yīng)兩邊示數(shù)卻較大時，此時路徑傳感器的正下方即為電纜所在位置。信號強度顯示呈現(xiàn)“M”型變化規(guī)律，見圖：估值法信號特點示意圖。
“峰值法”運用范圍較廣泛，推薦選用“峰值法”進行電纜路徑尋測。
電纜埋設(shè)深度探測
如需對電纜的埋設(shè)深度進行探測，可以采用４５°角法測試。具體方法如下：路徑信號接收設(shè)備設(shè)置與谷值法相同。明確電纜路徑后，在電纜正上方將路徑傳感器向與電纜走向垂直的方向傾斜４５°角，然后保持角度不變向此方向平移，當(dāng)出現(xiàn)“Ｍ”型信號特征的較弱點時，從電纜正上方平移過的距離就是電纜埋設(shè)深度。見圖:電纜埋設(shè)深度探測示意圖。
設(shè)備使用注意事項：
1.測試時如需調(diào)節(jié)高壓放電球隙間距，要首先切斷220V電源，然后用放電棒對電容充分放電，防止殘留電荷傷及人身!
2.測試完成后，拆線之前一定要先切斷220V電源，然后用放電棒對電容充分放電。確保電容上面沒有殘余電量后再動手拆線！
3.. 高壓放電時，故障點和高壓放電球隙都會產(chǎn)生強烈的火花放電，嚴(yán)禁在可燃?xì)怏w（如瓦斯）環(huán)境中使用該設(shè)備，并且要確保整條電纜所在的位置附近都沒有可燃?xì)怏w或可燃物！如遇因此發(fā)生的安全事故與設(shè)備生產(chǎn)廠商無關(guān)！
設(shè)備維護保養(yǎng)：
1.好是專人保管，專人使用；儀器使用完畢后要注意保持干凈整潔，測試線盤放整齊裝箱。
2.如果是干電池供電的，要定期更換電池，防止電池漏液損壞儀器；如果是充電鋰電池供電，長期不用時，存放前一般要給電池充足電，并且放置3~6個月左右需要重新給設(shè)備充電。
