DP-GCC20電纜故障測試儀

目錄

*章 電纜故障測試儀簡介............................................................... 1

１.１性及關(guān)鍵參數(shù)...................................................................................... 2

１.２儀器構(gòu)成部件................................................................................................. 3

１.３般測試流程................................................................................................. 4

第二章 故障預(yù)定位.............................................................................. 5

２.１測試主機硬件介紹.......................................................................................... 6

２.２測試主機軟件介紹.......................................................................................... 6

２.３低壓脈沖法測量電纜全長.............................................................................. 8

２.４壓沖閃法測量電纜的故障長度.................................................................. 9

第三章 故障電纜路徑尋測................................................................. 13

３.１路徑信號發(fā)射................................................................................................ 13

３.２電纜路徑尋測................................................................................................ 14

第四章 故障點定位（定點）..................................................... 19

附錄 裝箱清單.................................................................................... 21

*章 電纜故障測試儀簡介

為迎接電力工業(yè)時代的到來，本公司以IT時代的快速發(fā)展為契機，*摒棄了以往電纜故障測試儀的局限性，開發(fā)了此款全新的電纜故障測試系統(tǒng)。本系統(tǒng)集嵌入式計算機、網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)、USB通信，數(shù)字信號處理于身，大提了儀器的利用價值及使用的便捷性。整套系統(tǒng)滿足中華人民共和電力行業(yè)標準《DL/T849.1～ DL/T849.3-2004電力設(shè)備用測試儀器通用條件》，該測試系統(tǒng)由測試主機、路徑信號發(fā)生器、路徑/故障定位儀及其它附件構(gòu)成。

主機及附件圖                                 路徑/故障定位儀

１.１性及關(guān)鍵參數(shù)

主機：

l        7英寸工業(yè)液晶屏，WINCE系統(tǒng)。

l        工業(yè)觸摸鼠標操作。

l        軟件操作簡單。

l        故障預(yù)定位測試方法：低壓脈沖法；壓沖閃取樣法。

l        5種測試量程，兼顧長短電纜測試需求。脈沖寬度與量程自動匹配。

l        可測試Z長電纜：100km。

l        可測試Z短電纜：4 ~ 5m。

l        測試誤差：相對誤差1%。

l        兩個USB 2.0接口。

l        供電方式：電源適配器。

l        工作環(huán)境相對濕度：RH≤85%（25℃）。

l        外形尺寸：210mm X 180mm X 180mm。

l        重量：<3Kg。

路徑信號發(fā)生器：

u      信號頻率：12KHz正弦信號。

u      Z大發(fā)射功率：Pmax=20W。

u      發(fā)射效率：η=98%。

u      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！

u      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。

u      輸出功率等：12。

u      適配阻抗范圍：4Ω~2ΚΩ。

u      供電方式：19V 4A電源適配器。

路徑/故障定位儀（路徑接收部分）：

Ø        接收路徑信號：12KHz正弦信號。

Ø        接收靈敏度：-90dBmW。

Ø        路徑尋側(cè)方法：峰值法、谷值法（面板上鍵切換）。

Ø        測深方法：45度角法。

Ø        路徑信號指示：十LED強度指示及蜂鳴提示音。

Ø        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）：

ü      有的數(shù)字信號處理，在短時間內(nèi)準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。

ü      磁信號接收，充分利用沿線磁信號做故障點導(dǎo)向信號，放電實時顯示，明顯提故障定點效率。

ü      靈敏度、低噪聲，聲場靈敏度-97dBmW；磁場靈敏度-80dBmW。

ü      低功耗，單節(jié)9V堿性干電池可用4-5小時。

ü      壓放電同時可以粗測電纜路徑，明顯提故障定點效率。

ü      配套的定點傳感器具有低噪聲、靈敏度、防水性。

１.２儀器構(gòu)成部件

表 1 本套儀器的構(gòu)成部件介紹：

１.３般測試流程

步驟1         電纜端頭處理與緣測試

a）    將故障電纜始端及電纜終端從接線端子上面拆掉。電纜上不要留有任何負載及互感器。

b）   電纜始端的鎧裝從接地體上拆開，電纜終端的鎧裝不改動。

c）    將電纜始端和電纜終端A、B、C三相距離大地之間以及各相之間保持10厘米以上的安全距離。

d）   用緣表測試各A、B、C三相的緣情況，對緣情況作好記錄。

步驟2         故障預(yù)定位

a）    用低壓脈沖法測試電纜全長。

b）   用壓沖閃法測試電纜的故障點到始端的電纜長度。詳見第二章。

步驟3         故障電纜路徑尋測

電纜始端接路徑信號發(fā)生器發(fā)射路徑信號，然后用路徑/故障定位儀尋找電纜的路徑。詳見第三章。

步驟4         故障點定位

由步驟2和步驟3的結(jié)果會得到故障點的大致位置。保持電纜始端持續(xù)脈沖放電，到故障點所在的大致位置處，沿電纜正上方定位故障。詳見第四章。

第二章 故障預(yù)定位

圖2.1主機正視圖                         圖 2.2軟件界面

名詞術(shù)語：

故障預(yù)定位 對電纜全長及故障長度行測量。

電纜始端   故障測試端，電纜故障測試設(shè)備所在的側(cè)定義為電纜始端。

電纜終端   是指與故障測試端相對的端，電纜故障測試的時候，終端至少要留人。配合電纜始端的故障測試以及確保周圍人不要接近電纜終端，以防電擊！

故障長度   是指故障點到電纜始端的電纜長度，有別于故障點到電纜始端的地面直線距離。

電纜全長   是指整條電纜的總長度。

電纜鎧裝   包裹在A B C 三相之外的鐵皮。

故障預(yù)定位通常由兩步成，用主機測試電纜全長，然后用主機配合壓放電發(fā)生器測量故障長度。本章介紹故障預(yù)定位的關(guān)鍵設(shè)備——主機，然后介紹電纜全長和故障長度的測試方法。

２.１測試主機硬件介紹

圖 2.3主機面板

本測試主機具有豐富的通信功能，主機右側(cè)提供了圖2.4所示的各種接口：

圖 2.4主機側(cè)面板

２.２測試主機軟件介紹

開機之后，測試軟件如圖2.5所示，可分為波形區(qū)、采樣設(shè)置按鈕區(qū)、波形分析區(qū)三個部分。

圖 2.5測試軟件界面

波形區(qū)：每次采樣的波形都顯示在“波形區(qū)”內(nèi)。

二 采樣設(shè)置按鈕區(qū)

²       測試方法：低壓脈沖 壓沖閃。

²       測試范圍：你只要根據(jù)電纜的長短選擇好測試范圍，單擊此按鈕的所在區(qū)域，從展開的下拉列表中選擇個合適的測試范圍即可。

²       采樣：當以上的設(shè)置成后，點擊次“采樣”按鈕，“波形區(qū)”內(nèi)出現(xiàn)本次采樣的波形。

五 波形分析區(qū)

²       波形顯示范圍：控制”波形區(qū)”的壓縮擴展比例。

²       測試距離/測試速度：選擇測試距離頁如圖2.6，選擇好電波速度后就可以測試距離。選擇測試速度如圖2.7，輸入全長值就可以測試電波速度。單位是 “m”。

圖 2.6 測試距離設(shè)置                 圖2.7 測試速度設(shè)置

在卡波形時綠色標尺和紅色標尺不分前后。只需要將標尺移動到標尺上方，然后按下鼠標按鍵不放松，這時標尺消失，然后將鼠標箭頭移動到你想放置的位置，松開鼠標按鍵，成標尺定位。另外個標尺定位方法與此相同。

２.３低壓脈沖法測量電纜全長

圖2.8低壓脈沖法接線圖

接線方法：如圖2.8低壓脈沖測試法只需要將低壓脈沖線有插頭的側(cè)插入主機“信號”接口。測試線的紅色夾子夾在A 、B、 C 三相的某相上， 黑色夾子夾在電纜的“鎧裝”上面。

操作步驟：

步驟1         插入電源適配器。

步驟2         啟動主機，按下面板上的“開關(guān)”按鈕。

步驟3         在軟件的左下角的采樣設(shè)置按鈕區(qū)行如下設(shè)置：

Ø        “測試方法”選擇“低壓脈沖”。

Ø        “測試范圍”根據(jù)電纜的大致長度選擇，類似選擇用表的量程。

Ø        “測試速度/測試距離”選擇“測試距離”。

Ø        “電波速度選擇” 電力電纜般都是交聯(lián)電纜，測試者選擇列表中“交聯(lián)電纜172m/uS ”。其它類型的電纜，選擇相應(yīng)的電纜類型即可。

步驟4         通知電纜終端操作員將紅夾子所在的這相開路（與鎧裝分離）。

步驟5         按下“采樣”按鈕，這時“波形區(qū)”會出現(xiàn)本相的終端開路波形。

步驟6         通知電纜終端操作員將此相短路。再次點擊“采樣”按鈕，這時“波形區(qū)”會出現(xiàn)本相的終端短路波形。

用滾動鼠標移動鼠標箭頭到標尺的上方，按下主機右側(cè)的鼠標按鈕，然后繼續(xù)移動滾動鼠標，可以將標尺移動到你需要放置的地方。用同樣的方法確定另外個標尺的位置。

步驟7         兩個標尺的位置確定好后，點擊“計算”按鈕，按鈕右側(cè)的數(shù)值就是兩個標尺之間的電纜長度。

圖2.9是對同條非故障電纜的終端按照上述方法分別作開路和短路模擬得到的波形。

          圖 2.9 非故障電纜的低壓脈沖波形

宏觀上看開路波形是同性的波形，短路波形是正負性交替的的波形。操作者可以簡記為“開路同性，短路反性”。

圖2.9是非故障電纜的終端模擬，運行中的故障電纜由于故障點及電纜接頭的影響，波形往往有所變化。但是兩個波形出現(xiàn)的分叉點仍然是終端點。操作者可以簡記為“*上升沿，始端點；分叉點，終端點”。

有些電纜的終端在壓桿上，接線員不方便對其行短路，開路操作。從波形的周期性上也能判斷電纜的全長，方法是將采集到的波形與圖2.9所示的開路波形或短路波形，個波形周期就是電纜全長。

２.４壓沖閃法測量電纜的故障長度

圖2.10　壓沖閃法接線圖

操作者按圖2.10接線，對電纜的故障相施加壓大電流脈沖信號，讓故障點充分放電，在放電瞬間主機通過壓沖閃取樣器獲取反射回波。操作者通過分析反射回波就可以測量電纜的故障長度。

接線方法：接線按圖2.10操作。有如下注意事項：

步驟1         用隨機配的ＡＢＣＤ　四條壓線按圖2.10連接變壓器、脈沖電容、壓放電球隙、故障電纜。

步驟2         紅夾子（Ｃ線）只能接到故障相上，若接到好相上要么被損壞電纜，要么不放電。

步驟3         如果變壓器為交直流實驗變壓器，變壓器的短路桿定要取下，放在邊。

步驟4         電源控制箱的地線要接好。

步驟5         在升壓之前將壓放電球隙間距調(diào)節(jié)合適，球心對球心的距離1mm對應(yīng)3KV的擊穿電壓（般將此距離調(diào)到5-6mm）。旦升壓，如需調(diào)節(jié)壓放電球隙間距，要切斷220V電源，然后用放電棒對電容充分放電。防止殘留電荷對傷及人身!

步驟6         用壓沖閃線連接主機信號接口和壓沖閃取樣器。壓沖閃取樣器要盡量靠近圖2.10中的“D”連接線，這樣更容易接收故障信號。

步驟7         拆線之前定要切斷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。

步驟8         壓放電時，故障點和壓放電球隙都會產(chǎn)生強烈的火花放電，不要在可燃氣體環(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氣體或可燃物。

操作步驟：

步驟1         插入電源適配器。

步驟2         啟動主機，按下側(cè)面板上的“開關(guān)”按鈕。

步驟3         在軟件的左下角行如下設(shè)置：

Ø        “采樣方式設(shè)置”選擇“壓沖閃”。

Ø        “測試范圍”根據(jù)電纜的大致長度選擇，類似選擇用表的量程。

Ø        “測試速度/測試距離”選擇“測試距離”，同時選擇好電纜類型。

步驟4         通知電纜終端操作員將此相開路，電纜頭留夠10厘米以上的安全距離。

步驟5         按下“采樣”按鈕，這時主機正在等待壓放電。

步驟6         順時針緩慢調(diào)節(jié)壓放電發(fā)生器的電源控制箱的電壓控制旋鈕。同時監(jiān)測電壓表輸出電壓。當聽到壓放電球隙清脆的放電聲時，停止調(diào)節(jié)電壓控制旋鈕。這時，壓放電發(fā)生器2~3秒后會再次放電，如此循環(huán)。

步驟7         當主機屏幕上出現(xiàn)個周期性波形時操作者可以再次按下“采樣”按鈕行下次采樣。當同波形重復(fù)出現(xiàn)時，采樣到個波形即可。

步驟8         關(guān)掉壓放電發(fā)生器的電源，用放電棒的金屬頭試探性接近圖2.10中的“放電棒放電觸點”，放電點與金屬頭之間開始會出現(xiàn)壓拉弧現(xiàn)象，拉弧段時間，當不再出現(xiàn)拉弧時，將放電棒的金屬頭靠在放電點上1分鐘，Z后用放電棒的接地柱靠在放電點上30秒，確保電容充分放電。

步驟9         再分析剛剛采集到的故障波形，得到電纜的故障長度。

圖2.11就是對某條故障電纜行沖閃測試得到的波形，沖閃波形上沒有的電纜始端，從波形的宏觀周期上面找到個整的周期，測量個周期的距離就是電纜的故障長度D。

圖2.11 沖閃波形

提示：故障點定位需要再次使用壓放電發(fā)生器，因此成壓沖閃測試后，暫時不要拆除壓連接線。只需將脈沖發(fā)生器的電源斷掉，用放電棒對電容放電，然后關(guān)掉主機。

第三章 故障電纜路徑尋測

確定電纜全長及故障長度后，為了找到電纜故障點的大致范圍，需要尋測電纜路徑。

路徑信號發(fā)生器在電纜始端發(fā)射路徑信號，此信號沿電纜鎧裝傳輸，同時向外輻射，利用路徑傳感器和路徑/故障定位儀接收并分析此信號從而判斷電纜路徑。

３.１路徑信號發(fā)射

圖3.1路徑信號發(fā)生器面板

圖3.2 路徑信號發(fā)生器現(xiàn)場接線

操作步驟：

步驟1         將路徑信號發(fā)射線有插頭的端插入路徑信號發(fā)生器面板上的“路徑信號”接口。另外端紅色夾子夾到電纜始端的鎧裝上面（此時電纜始端的鎧裝已經(jīng)從接地體上拆下），黑色夾子夾到電纜始端附近的接地樁上。

步驟2         通知電纜終端的操作員檢查電纜的“鎧裝”是否可靠接地。確定可靠接地后方能發(fā)射信號。

步驟3         將“路徑功率”旋鈕調(diào)到“1”檔位上。

步驟4         插入電源適配器。

步驟5         調(diào)節(jié)“路徑功率”旋鈕，逐漸增大輸出功率，當輸出功率滿格時，將旋鈕位置再倒退，成路徑信號發(fā)射。如果調(diào)節(jié)到任何個檔位上輸出都不能滿格，那么讓旋鈕停留在亮燈個數(shù)Z多的那個檔位上。

注意：在3檔以上的檔位出了人體的安全電壓36V。請不要在其它檔位，尤其是較的檔位上面用手觸及紅黑夾子，謹防觸電！

３.２電纜路徑尋測

本套設(shè)備中的路徑/故障定位儀具有如下兩種功能：

l        配合路徑傳感器可以成地埋電纜的埋設(shè)路徑及埋設(shè)深度的探測（本節(jié)著重介紹此功能）。

l        配合定點傳感器可以測定故障點的位置（下章重點介紹）。

圖 3.3 路徑/故障定位儀面板

圖3.4 路徑傳感器

操作步驟：

步驟1         將壓沖閃線端插入路徑/故障定位儀的“路徑”接口，另端插入路徑傳感器的信號接口。

步驟2         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         “定點/路徑”模式開關(guān)切換到“路徑”模式。

步驟4         “峰值法/谷值法”般選用“峰值法”。

步驟5         將“磁（路徑）增益”順時針旋轉(zhuǎn)，直到不能旋轉(zhuǎn)。

步驟6         從始端開始，繞過障礙物，在電纜可能鋪設(shè)的位置找尋電纜的走向。方法如下：

將豎直天線與地面保持垂直，在可能出現(xiàn)電纜的位置呈“S”形行走，當向某個方向連續(xù)移動時信號增強，繼續(xù)朝此方向移動直到信號達到Z強點，停在此處，然后在保持豎直天線與地面垂直的同時，旋轉(zhuǎn)水平天線，當信號Z強時，電纜即在天線的正下方，并且沿與水平天線垂直的方向延伸。

圖 3.5 峰值法信號點圖                    3.6 谷值法信號點

如圖3.5峰值法尋找路徑時，在同空間位置上，水平天線越垂直電纜走向，信號越強；當水平天線始終垂直電纜走向時，距離電纜越近，信號越強。沿著垂直電纜的方向前，當某點處信號較強，而附近兩邊信號較弱，呈現(xiàn)“A”型變化規(guī)律時，則較強點即為電纜正上方。

如圖3.6谷值法尋找路徑時，保持豎直天線與地面垂直，在離地等的平面上，向各個方向平移路徑傳感器，當某點處信號較弱，而附近兩邊信號較強，稍遠的兩邊均減弱，呈現(xiàn)“M”型的變化規(guī)律時，則較弱點即為電纜的正上方。

如需對電纜的埋深測試，可以采用４５°角法測試。測試深度時，儀器的設(shè)置與谷值法的設(shè)置相同，找到電纜正上方，并且明確電纜走向后，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，當出現(xiàn)“Ｍ”型信號征的較弱點時，從電纜正上方平移過的距離就是埋設(shè)深度。

圖３.7?。矗?deg;角測深

第四章 故障點定位（定點）

電纜故障測試的Z終目的是確定電纜故障點的具體位置，指導(dǎo)開挖，從而及時修復(fù)電纜。圖4.1為路徑/故障定位儀的使用現(xiàn)場示意圖。壓放電發(fā)生器的接線與壓沖閃法時的壓放電發(fā)生器接線全相同。

圖 4.1 故障定點現(xiàn)場示意圖

故障定點模式使用方法：

步驟1         按圖2.10接好壓放電發(fā)生器，保證壓放電發(fā)生器周期性的放電，放電周期2~3秒為宜。為了更加有效的確定故障點位置，可以適當增加放電球隙間距（10mm以內(nèi)?。?，這樣讓放電更充分，故障點聲場輻射更強，便于快速定點。

步驟2         將壓沖閃線端插入路徑/故障定位儀的“定點”接口，另端插入定點傳感器的信號接口。

步驟3         打開路徑/故障定位儀的電源開關(guān)，顯示電池電量（電量低于“7”時，更換電池！）。

步驟4         “定點/路徑”模式開關(guān)切換到“定點”模式。

步驟5         調(diào)節(jié)“磁/路徑增益”。直到“放電”燈周期性閃爍。（請注意，“磁/路徑增益”過大將導(dǎo)致“放電”燈持續(xù)亮；反之則放電燈不亮）。

步驟6         定位故障之前，測試者在放電發(fā)生器附近模擬定位故障點（適當調(diào)節(jié)“聲增益”，定點傳感器越接近壓放電球隙，“聲/路徑信號”示數(shù)越強。同時也能在耳機中聽見較強的“砰砰”聲）。

步驟7         保證壓放電發(fā)生器周期性放電，到故障點的大致范圍內(nèi)沿路徑找尋故障點，找尋方法如同上述的步驟5及步驟6。因為“故障長度”不等于故障點到電纜始端的地面距離，所以不要輕易相信自己對故障點大致范圍的判斷，可以適當擴大故障點的找尋范圍。

   注意；本儀器的“聲/路徑信號”具有對數(shù)函數(shù)性，即在較低的示數(shù)時，具有更的靈敏度，在較的示數(shù)時具有較低的靈敏度，這樣當信號微弱時，示數(shù)只有1~6中的某個值。由于信號微弱，倘若外來的瞬時突發(fā)性的干擾與放電聲音重疊的話，儀器就會突然顯示很大的示數(shù)，這是正常的現(xiàn)象。使用者在使用時，盡量讓定點傳感器平穩(wěn)放置，并且要觀察3-5次放電才能判斷聲音信號的強弱。保持增益不變，當接近故障點時，示數(shù)明顯增加，當過故障點時，示數(shù)又明顯減小。

電纜在施加壓沖擊信號后整條電纜會產(chǎn)生機械抽動，導(dǎo)致沿電纜方向很長的距離都有“啪啪”的響聲，此響聲并不是像故障點聲音那樣隨位置有明確的強弱變化。而是沿電纜方向呈長距離分布。請使用者注意！不要被此信號誤導(dǎo)。