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(cè)試儀原理
智能型電纜故障測(cè)試儀是陜西意聯(lián)電氣在智能電纜故障測(cè)試儀的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)的又一新型電纜故障測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的弧反射技術(shù)，利用RCS算法，進(jìn)行故障點(diǎn)位置的自動(dòng)搜索，達(dá)到快速預(yù)定位，解決了用戶(hù)對(duì)“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(cè)試儀主機(jī)、多次脈沖產(chǎn)生器、路徑信號(hào)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(cè)試儀主機(jī)和多次脈沖產(chǎn)生器用于測(cè)量電纜全長(zhǎng)及故障距離；路徑信號(hào)發(fā)生器和路徑/故障定位儀用來(lái)確定埋地電纜的路徑、埋設(shè)深度以及故障點(diǎn)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(diǎn)擊穿放電，配合定位儀準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)；一體化高壓發(fā)生器內(nèi)置電容及高壓放電裝置，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需接線，主動(dòng)自動(dòng)可控放電。
整套測(cè)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(kāi)路及各種高阻故障的探測(cè)，是廣大廠礦企業(yè)、冶金、石化系統(tǒng)、電廠、機(jī)場(chǎng)、鐵路和供電等部門(mén)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(cè)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(cè)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(duì)比，容易發(fā)現(xiàn)隱含故障點(diǎn)
一鍵測(cè)距——無(wú)需分析波形，只需點(diǎn)擊自動(dòng)測(cè)距按鈕，直接得到電纜全長(zhǎng)和故障距離
可測(cè)試各種35KV以下不同電壓等級(jí)、不同截面、不同介質(zhì)及各種材質(zhì)的電力電纜的各類(lèi)故障，包括：開(kāi)路、短路、低阻、高阻泄漏、高阻閃絡(luò)性故障
可測(cè)試鐵路通信控制電纜、電力電纜的各類(lèi)故障
可測(cè)量長(zhǎng)度已知的任何電纜中電波傳播的速度
可測(cè)量電纜故障故障性質(zhì)、測(cè)試電力電纜埋設(shè)路徑、埋設(shè)深度及故障點(diǎn)準(zhǔn)確位置
采樣頻率：6.25MHz、12.5MHz、25MHz、50MHz、100MHz（自適應(yīng)脈寬）
測(cè)試長(zhǎng)電纜：100km
測(cè)試短電纜(盲區(qū))：無(wú)盲區(qū)
測(cè)試誤差：系統(tǒng)相對(duì)誤差±1%
準(zhǔn)確定點(diǎn)誤差：±0.2m
供電方式：220V或內(nèi)置鋰電池
待機(jī)時(shí)間：連續(xù)使用6小時(shí)左右
遠(yuǎn)程服務(wù)支持：可以通過(guò)手機(jī)wifi上網(wǎng)連接公司服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線測(cè)試
工作環(huán)境溫度：-20℃～+40℃，相對(duì)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(wú)需額外供電，方便實(shí)用、安全可靠。
高沖擊電壓40KV。
內(nèi)置沖閃測(cè)試法。無(wú)需額外取樣器。
路徑信號(hào)發(fā)生器：
信號(hào)頻率：12KHz正弦信號(hào)。
大發(fā)射功率：Pmax=20W。
發(fā)射效率：η=98%。
LED實(shí)時(shí)輸出功率監(jiān)測(cè),有利于判斷接線是否良好，確保路徑信號(hào)成功發(fā)射！
發(fā)射機(jī)保護(hù)：過(guò)壓保護(hù)及短路保護(hù)，允許發(fā)射線長(zhǎng)時(shí)間短路。
輸出功率等級(jí)：12級(jí)。
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(hào)：12KHz正弦信號(hào)。
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(cè)深方法：45度角法。
路徑信號(hào)指示：十級(jí)LED強(qiáng)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(dú)有的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，在極短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量瞬時(shí)聲場(chǎng)強(qiáng)度，然后穩(wěn)定顯示，減少測(cè)試人員的疲勞感。
磁信號(hào)接收精準(zhǔn)，充分利用沿線磁信號(hào)做故障點(diǎn)導(dǎo)向信號(hào)，放電實(shí)時(shí)顯示，明顯提高故障定點(diǎn)效率。
高靈敏度、低噪聲，聲場(chǎng)靈敏度-97dBmW；磁場(chǎng)靈敏度-80dBmW。
極低功耗，單節(jié)9V堿性干電池可用4-5小時(shí)。
高壓放電同時(shí)可以粗測(cè)電纜路徑，明顯提高故障定點(diǎn)效率。
配套的定點(diǎn)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(chǎng)無(wú)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(cè)試完成自動(dòng)放電，放電時(shí)間和放電頻率主動(dòng)可控
改變沖擊電壓無(wú)需斷電，無(wú)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(shí)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(duì)濕度：RH≤85%（25℃）。
外形尺寸：長(zhǎng)493mm X寬246mm X 高408mm。
儀器重量：20Kg
電纜故障測(cè)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(cè)試電纜全長(zhǎng)，也可以測(cè)試金屬性短路或者斷線故障的故障長(zhǎng)度；高壓沖閃法和弧反射法可以測(cè)試高阻故障的故障長(zhǎng)度。
故障預(yù)定位——低壓脈沖法
以測(cè)量約90米左右交聯(lián)電纜的全長(zhǎng)為例介紹低壓脈沖測(cè)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(kāi)平板計(jì)算機(jī)電源，并打開(kāi)測(cè)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(kāi)路，“測(cè)試范圍”選擇“4-500m”，“測(cè)試方法”選擇“低壓脈沖”，此時(shí)波形采集區(qū)出現(xiàn)終端開(kāi)路波形；
第三步：點(diǎn)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(diǎn)擊第二行“添加/清空”按鈕)，波形分析區(qū)將存在終端開(kāi)路和終端短路兩條波形；
第五步：測(cè)量類(lèi)型選擇區(qū)的傳輸速度選擇“172m/us交聯(lián)”，點(diǎn)擊自動(dòng)分析工具區(qū)的 “脈沖分析”按鈕，標(biāo)尺自動(dòng)對(duì)應(yīng)到波形分析區(qū)電纜始端和終端位置，“測(cè)量結(jié)果”顯示的值即為電纜全長(zhǎng)，所測(cè)試的電纜全長(zhǎng)顯示為91.3米。
故障預(yù)定位方法——高壓沖閃法（一）
以全長(zhǎng)100米，故障距離88米左右的交聯(lián)電纜故障長(zhǎng)度為例介紹高壓沖閃測(cè)試流程，按照“高壓沖閃法接線圖”進(jìn)行接線：
接線注意事項(xiàng)：
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(jī)殼地”避開(kāi)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(jī)殼地”避開(kāi)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(zhǎng)100米，故障距離88米左右的交聯(lián)電纜故障長(zhǎng)度為例介紹高壓沖閃測(cè)試流程，按照“高壓沖閃法接線圖”進(jìn)行接線：
接線注意事項(xiàng)：
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(diǎn)會(huì)有放電現(xiàn)象，影響故障測(cè)試，并且放電產(chǎn)生的電弧將燒壞測(cè)試鉗甚至危害到操作者。
2. 機(jī)殼接地要可靠的與地連接，并應(yīng)與負(fù)載地分開(kāi)，操作時(shí)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(duì)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(dòng)放電功能，但使用完畢拆線前一定要用放電棒再次進(jìn)行放電，確認(rèn)線路無(wú)電后才能拆除測(cè)試線。
4. 高壓放電時(shí)，故障點(diǎn)和內(nèi)置高壓放電球隙都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)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(méi)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(jìn)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(kāi)平板計(jì)算機(jī)電源，并打開(kāi)測(cè)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(kāi)路，而且紅相與其它相、地線、機(jī)殼之間都保留10厘米以上絕緣距離，“測(cè)試范圍”選擇“4-500m”，“測(cè)試方法”選擇“高壓沖閃”；
第三步：進(jìn)行升壓操作，直到發(fā)生高壓放電，這時(shí)測(cè)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(shí)產(chǎn)生的波形，調(diào)節(jié)測(cè)試主機(jī)操作面板上面的幅度旋鈕，直到波形幅度適中。
第四步：點(diǎn)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(cè)量類(lèi)型選擇區(qū)的傳輸速度選擇“172m/us交聯(lián)”，點(diǎn)擊自動(dòng)分析工具區(qū)的 “沖閃分析”按鈕，測(cè)量類(lèi)型選擇區(qū)中“測(cè)量結(jié)果”顯示的值即為故障長(zhǎng)度，所測(cè)試的故障長(zhǎng)度為88.49米。
故障預(yù)定位方法——多次脈沖法
以全長(zhǎng)100米，故障距離85米左右的交聯(lián)電纜故障長(zhǎng)度為例介紹弧反射測(cè)試流程：
第1步：按照“多次脈沖法接線圖”進(jìn)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(kāi)平板計(jì)算機(jī)電源，并打開(kāi)測(cè)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(kāi)路，而且紅相與其它相、地線、機(jī)殼之間都保留10厘米以上絕緣距離)，“測(cè)試范圍”選擇“4-500m”，“測(cè)試方法”選擇“弧反射”；
第三步：進(jìn)行升壓操作，直到發(fā)生高壓放電，這時(shí)測(cè)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(diǎn)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(cè)量類(lèi)型選擇區(qū)的傳輸速度選擇“172m/us交聯(lián)”，點(diǎn)擊自動(dòng)分析工具區(qū)的 “脈沖分析”按鈕，測(cè)量類(lèi)型選擇區(qū)中“測(cè)量結(jié)果”顯示的值即為故障長(zhǎng)度，所測(cè)試的故障長(zhǎng)度為84.3米。
“峰值法”電纜路徑尋測(cè)
路徑信號(hào)接收設(shè)備設(shè)置步驟：
步驟1 用信號(hào)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(diǎn)/路徑”模式開(kāi)關(guān)切換到“路徑”模式，然后打開(kāi)路徑/故障定位儀的電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)機(jī)8秒內(nèi)顯示電池電量（電量低于“7”時(shí)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(shí)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(hào)” 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(hào)越強(qiáng)），當(dāng)“聲/路徑信號(hào)”的示數(shù)相對(duì)小時(shí)，水平天線與電纜平行（未必是電纜正上方）；當(dāng)“聲/路徑信號(hào)”的示數(shù)相對(duì)大時(shí)，水平天線與電纜垂直，見(jiàn)圖：峰值法信號(hào)特點(diǎn)示意圖a；
水平天線與電纜垂直時(shí)，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(shí)，距離電纜越近，信號(hào)越強(qiáng)），直到在此方向上“聲/路徑信號(hào)”的示數(shù)達(dá)到大，此時(shí)路徑傳感器的正下方即為電纜所在位置。信號(hào)強(qiáng)度顯示呈現(xiàn)“A”型變化規(guī)律，見(jiàn)圖：峰值法信號(hào)特點(diǎn)示意圖b。
“谷值法”電纜路徑尋測(cè)
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(gè)方向平移路徑傳感器，當(dāng)“聲/路徑信號(hào)”的示數(shù)達(dá)到小而對(duì)應(yīng)兩邊示數(shù)卻較大時(shí)，此時(shí)路徑傳感器的正下方即為電纜所在位置。信號(hào)強(qiáng)度顯示呈現(xiàn)“M”型變化規(guī)律，見(jiàn)圖：估值法信號(hào)特點(diǎn)示意圖。
“峰值法”運(yùn)用范圍較廣泛，推薦選用“峰值法”進(jìn)行電纜路徑尋測(cè)。
電纜埋設(shè)深度探測(cè)
如需對(duì)電纜的埋設(shè)深度進(jìn)行探測(cè)，可以采用４５°角法測(cè)試。具體方法如下：路徑信號(hào)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(hào)特征的較弱點(diǎn)時(shí)，從電纜正上方平移過(guò)的距離就是電纜埋設(shè)深度。見(jiàn)圖:電纜埋設(shè)深度探測(cè)示意圖。
設(shè)備使用注意事項(xiàng)：
1.測(cè)試時(shí)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(duì)電容充分放電，防止殘留電荷傷及人身!
2.測(cè)試完成后，拆線之前一定要先切斷220V電源，然后用放電棒對(duì)電容充分放電。確保電容上面沒(méi)有殘余電量后再動(dòng)手拆線！
3.. 高壓放電時(shí)，故障點(diǎn)和高壓放電球隙都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)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(méi)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(wú)關(guān)！
設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)：
1.好是專(zhuān)人保管，專(zhuān)人使用；儀器使用完畢后要注意保持干凈整潔，測(cè)試線盤(pán)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(zhǎng)期不用時(shí)，存放前一般要給電池充足電，并且放置3~6個(gè)月左右需要重新給設(shè)備充電。
