低壓電纜故障測試儀試驗步（bù）驟（zhòu）

一章 3M2773低壓電纜故障測試儀試驗步驟概述

一、用途

用於電力電纜的故障測試，是一套集成化設（shè）備，包（bāo）括兩台儀器及相關附件：

主機有以下功能：

低（dī）壓（yā）脈衝測距

脈衝電流測距

聲磁同步定點

路徑探測

電（diàn）纜路徑探測信號發生（shēng）器（以下簡稱信號（hào）發生器（qì））

信號發生器用於路（lù）徑探測的信號發射。ST係列綜合測試儀相對於傳統的分體設備（bèi），其設備件數、體積、重量均大幅縮減，且功能（néng）強大、簡單易用、小巧便攜，是傳統設備的換（huàn）代產品。

二（èr）、3M2773低壓電纜（lǎn）故障測試儀試驗步驟功能特點

功（gōng）能全（quán）：

低壓脈衝故障測距

脈衝電流故障（zhàng）測距

聲磁同步精準定點

電纜路（lù）徑（jìng）探測（cè）

故障測距功能：

低壓脈衝法：適用於低阻、短路、斷線故障的精準測距。

脈衝電（diàn）流法：適用於高阻、閃絡型故障的（de）測距，使用電流耦合（hé）器（qì）從地線上采集信號，與高壓部分隔離，**可靠。

精（jīng）準定點功能：

聲磁同步（bù）接收，抗（kàng）幹擾能力（lì）強。

聲磁信號波形顯示，信號和噪聲易於區分。

光標測量聲磁延時，精準判斷故障點的遠近。

可根據磁場波形的初始極性，在定（dìng）點的同時進行路徑探測。

路徑探測功能：

信號發生器：

大容量鋰離子電池供電，擺脫（tuō）市電束縛。

全自動功率匹配和保護，無需人工調整。

較大功率輸出。

音峰／音穀（gǔ）法路徑探測。

信號幅值顯示（shì）。

可進行（háng）80％法或45°法測深（shēn）。

大（dà）屏幕液晶顯示，界麵友好、簡單易用。

SD卡存儲測試波形，存儲（chǔ）容量大，可導入計算機進行存檔、分析和打印。

內置大（dà）容量鋰離子電池供電，配快速充（chōng）電器。

電源管（guǎn）理：根據不同功（gōng）能開啟（qǐ）不同的電源通路，盡量減小功耗；若（ruò）15分鍾沒有任何操作，儀器將自動（dòng）關機；電池欠壓時也將自動關機，以保護電池。

集成化設備，小巧便（biàn）攜。

三、3M2773低壓（yā）電纜故障測試儀（yí）試驗步驟技術指標    (M為主機（jī），T為信號發生器，M&T為（wéi）共同特性)

測距功能（M）：

測（cè）距模式：低壓脈衝、脈衝電流。

采（cǎi）樣頻率：100MHz。

分辨率：低壓脈衝模式1m；脈（mò）衝（chōng）電流模式4m。

低壓脈衝模式發射電壓：30V。

測距範圍：30km。

盲區：2m。

聲（shēng）磁同步定點功能（M）：

聲音信號通頻帶：中心頻率（lǜ）400Hz，帶寬200Hz。

信號增益：80dB。

定點精度：0.1m。

路徑探測功能（M）：

接收頻率：1kHz。

增益：80dB。

路（lù）徑探測信號發生器（T）：

發射頻率（lǜ）：1kHz。

發射功（gōng）率：≥3.5W。

輸出特性：開路電（diàn）壓≥100Vp-p；短（duǎn）路（lù）電（diàn）流≥300mA；

根據實際負載全自動匹配；自動短路保護。

電源：

電池（M&T）：內置鋰離子電（diàn）池組，標稱電壓7.4V，容量3000mAH。

功耗：主機（M）400mA，可連續使用時間>6小時；

信號發生器（T）500mA。可連續使用時間>5小（xiǎo）時；

充電器（M&T）：輸入AC220V±10%，50Hz；標（biāo）稱（chēng）輸出8.4V，DC1A。

充（chōng）電時間（M&T）：<4小（xiǎo）時。

顯示（shì）方式（shì）：主機（M）320×240點陣大屏幕液晶；信號發（fā）生器（T）：表頭。

體積（M&T）：210mm×160mm×65mm。

質量：主機（M）0.7kg；信號發生器（T）0.7kg。

使用條件（M&T）：溫度:-10℃－40℃，濕度5-90％RH，海拔<4500m。

四、3M2773低壓電纜故障測試儀試驗步驟基本測試步驟

1、一般步驟：

故障性質診（zhěn）斷（duàn）

故障測距

路徑探測

精（jīng）準定點（diǎn）

2、故障性質的診（zhěn）斷和測試方法的選擇。

在電纜發生故障後，須首先判斷電纜的故障性質。

首先用兆（zhào）歐表在電纜的一端測量各（gè）相對地及相間的絕緣電阻。如果兆（zhào）歐表的測量值為零（líng），則（zé）可能還有零到上百kΩ的電阻，故還須用萬（wàn）用表（biǎo）測量電阻值；如各相對地及相間絕緣電阻很高，絕緣正常，則應測試導體是否斷線：在電纜的一端將三相短接並對地（dì）短路，在另一（yī）端重（chóng）複（fù）測量（liàng），判斷是否斷線。

明確故障性質後，需選擇不同的測距（jù）和定點方法，見下表：

表（biǎo）1-4-2：故障性質（zhì）和（hé）測試方法選擇表

備注： 
（1） 表中陰影部（bù）分表示：脈衝電流測距和聲磁同步定點需要配（pèi）套使用高壓衝（chōng）擊信（xìn）號（hào）發（fā）生器（該高（gāo）壓（yā）發生器不包含在本套設備中，需另配）。

（2）音頻法定點低阻故障為備選方案，聲磁同步不成功時選用，需配套使用路徑探測信號發生器。

第2章 3M2773低壓電纜故障測試儀試驗步驟組成和簡介（jiè）

包（bāo）括兩台儀器及相關附件：

1.ST-400電力電纜故障綜合測試（shì）儀（簡稱主機（jī））

主機有以（yǐ）下（xià）功能，並根據不同功能使用相應附件：

低壓脈衝測距，附件：低壓脈衝測試線

脈衝（chōng）電流測距，附件：脈衝電流（liú）耦合器

聲磁（cí）同步定點，附件：定（dìng）點傳感器、耳機

路（lù）徑探測，附件：路徑傳感器、耳機（jī）

2.電纜路徑探測信號發生器（簡稱信號發生器）

信號發生器用於路徑探測的信號發射，附件：輸出連接線、接地釺。

3. 通用附件：充（chōng）電器。

一、電力電纜故障綜合測（cè）試儀（M：主機）

主機外觀結構如圖（tú）2-1-1所示：

                 圖 2-1-1 主機外觀和接口

主機麵板如圖2-1-2所示：

                     圖2-1-2 主機麵板

主機麵（miàn）板上有以下內（nèi）容（róng）：

液晶屏幕：

顯示各種信息（xī），顯示的（de）內容在以後章節中有詳細介紹。

模式選擇鍵及相應指示（shì）燈：

麵板右（yòu）上角區域的按鍵（jiàn）用來選擇儀器測試模式，選（xuǎn）中後按鍵旁邊的指示燈亮。

 低壓脈衝  鍵：進入低（dī）壓脈衝測距模式（開機默認（rèn））。

 脈衝電流  鍵：進入脈衝電流測距（jù）模式。

 定點  鍵：進（jìn）入聲磁同步精準定點模（mó）式。

 路徑  鍵：進入路徑探測接收模（mó）式。

測試鍵和信號指示燈（麵（miàn）板（bǎn）右下角區域）：

 測（cè）試  鍵（jiàn）：低壓脈衝模（mó）式：按一下進行（háng）一次測試;

脈衝電流模式：按一下進入（rù）等待觸發狀態;

定（dìng）點、路徑模式：無效。

 信號  指示燈：低壓脈衝模（mó）式（shì）：進行測試時閃亮一次;

脈衝電流模式：觸發時閃（shǎn）亮一次（cì）;

定點模式：磁場觸發時閃亮一次;

路徑模式（shì）：無效。

測距模式（低壓（yā）脈衝/脈衝（chōng）電流）相關（guān）按鍵的基本功（gōng）能：

麵板左下角區域的按鍵基本是為了測距功能服務。按鍵上直接（jiē）標注的功能（néng）為其（qí）基本（běn）功能定義，直接按鍵（jiàn）即執行基本功能：

範圍＋/－鍵：用來（lái）改變當前測試範（fàn）圍（量程）。

鍵（jiàn）：用來移動光標。

定位／確（què）定鍵：定位功能：自動移動光標，定位故障點。

確定功能：當某些操作需要時，用來進（jìn）行確認。

 增益＋/－：用來（lái）調整信號增益。

 開關鍵：長按1秒鍾有效，用來打開或關閉儀器（qì）電源。

鍵：背光鍵，用來打開和關閉液晶屏背（bèi）光。背光（guāng）功（gōng）能為按鍵（jiàn）抬起執行。

 存儲  鍵：用來存儲當前波形。

 後翻  和  前翻  鍵：當（dāng）調出SD卡已存儲的波形時，用來選擇（zé）需要查看的（de）波形，後翻選擇上（shàng）一個，前翻選擇下一個。

測距模式相關按鍵的上（shàng）檔（Shift）功能：

按住Shift鍵（基本功能的鍵）不放，再按其它鍵，則執行鍵旁邊標注的上檔功能：

 波速  ＋/－鍵：用來調整電纜波（bō）速度。

鍵：比例縮放鍵，用於對波形的縮小／放大顯示。

 光標切換  鍵：用來切（qiē）換虛實光標。

 暫存  鍵：在儀器內存中暫存當前波形，以備雙波形比較。

 比較  鍵：同時顯示當前波（bō）形和暫存波形，以便比較兩波形的異同。

 調出  鍵：調出SD卡中（zhōng）存儲（chǔ）的曆（lì）史波形（xíng）。

儀器頂部接口板見圖2-2-2所示：

                圖2-1-3 主機頂接口板

測距插口：低壓脈衝模式下，接低壓（yā）脈衝測試線；

             脈衝電（diàn）流模式下，接脈衝電流耦合器。

定點插口：定點模式下，接（jiē）定點傳感器。

路徑插口：路徑模式下，接路徑傳感器。

SD存儲卡（kǎ）插槽：SD卡用來存（cún）儲測距波形。需要時將SD卡插入插槽，按壓到底；需要取出時，按一下SD卡，將自動彈出。

主機側麵接口板見圖2-1-4所示：

耳機插口：用（yòng）來在定點、路徑模式下，接耳機監聽聲音。

充電（diàn）插口：用來接充電器，對儀器內置電池充電。

聲音增益：定點模式下，用來調整聲音信（xìn）號增益。

磁場（chǎng）/路徑增益：定點模式下，用來調整磁場信號增益。路徑（jìng）模式下，用來調整路徑（jìng）信號增益。

二、電纜路徑探測信號發生器（T：信號發生器）

信號（hào）發生器外觀結構如圖2-2-1所示：

                    圖2-2-1 信號發生器外觀和接口

信號發生器麵板如圖2-2-2所示：

              圖2-2-2 信號發生器（qì）麵板

信號（hào）發生器（qì）麵（miàn）板上有以下內容：

表頭：正常情況下用來顯示輸出電流，其滿幅值為500mA；

按  電池檢測  鍵則顯（xiǎn）示電池水平，指針位於（yú）綠**域表示電池電量（liàng）正常，若指針位於黃**域，表示（shì）電池欠壓，仍可工（gōng）作（zuò）一小（xiǎo）段時間，建議充電；若指針低於黃**域，表示電池電（diàn）量不足，可能無法開機，需充電後再使用。

 開關  鍵：長按1秒鍾有效，用來打開或關閉儀器電源。

 電池（chí）檢測  鍵：用來檢測電池電量水平，按下後觀察表頭顯示可判斷電池電量是否正常。本功能（néng）在開機和關機狀態下均可使用，“電源（yuán）“指示燈：用來表示電（diàn）源狀態。開機後，本指示燈亮。若電池電量正常，則常亮；若電池欠壓，則閃爍；若（ruò）嚴重欠壓，則自動關機，燈滅。

“信號”指示燈：用來表示信號輸出狀態。若選擇“連續”輸出模（mó）式，則常（cháng）亮；若選擇“斷續（xù）”輸出模式，則閃爍。

主機側麵接口板（bǎn）見圖2-1-4所示：

輸出模式選擇開（kāi）關：用來選（xuǎn）擇連續或斷續輸出。斷續輸出時以輸出0.5秒，停（tíng）止0.5秒的節奏發射信號。

輸出（chū）插口：用來接輸出連接（jiē）線，對目標電纜發射信號。

充電插口：用（yòng）來接充電器，對（duì）儀器內置電池（chí）充電。

第三章 低壓脈衝法測距（jù）

一、適用範圍

低壓脈（mò）衝法用於電纜的低阻、短路及斷線故（gù）障；還可用於測量電纜的長度、波速度；也可用於區分電纜的中間頭、T型（xíng）接頭和終（zhōng）端（duān）頭。

二、工作原理

低壓（yā）脈衝法使用時域反射法（TDR）原理，又（yòu）叫脈衝反射法。測試時向電纜注入一（yī）低壓脈衝，脈衝（chōng）沿（yán）電纜傳播到阻抗不（bú）匹配點，如短（duǎn）路點、故障點、中間接頭等，脈衝產生反射，回送到（dào）測量點被儀器記（jì）錄下來,如圖3-2-1所示：

圖3-2-1 低壓脈衝法原理圖（tú）

從（cóng）儀器發射脈衝開始（shǐ）計時，到接收（shōu）到故障點的反射脈衝共需時（shí）Δt；脈衝（chōng）行波傳播速度為V，則故障點距離（lí）Lx為： （3-1）

不（bú）匹配點的（de）反射係數ρ為：   （3-2）

其（qí）中（zhōng）為故障點的輸入阻抗，為線路的特性阻抗。從式3-2可得到：斷線故障反射脈衝與發射脈衝極性相同（tóng）；而短（duǎn）路（混線）故障的反射（shè）脈衝與發射脈衝極性（xìng）相反。因（yīn）此通過識別反射脈衝的極性，可以判定故障的性質。如圖3-2-1和圖3-2-2所示：

圖3-2-1 斷線故障反射波形（xíng）          圖3-2-2低阻/短路故障反射波形

三、測試步驟

1、接線：

首先用放**將（jiāng）電纜各相線對地充分放（fàng）電；將低壓脈衝測試線的插頭接主機頂接口板的  測距  信號插口，測試線的的兩個夾鉗接故障相（xiàng）和地（dì）（或兩故障相），如圖3-4-1所示：                    

                 圖（tú）3-3-1 低壓脈衝法接線圖

2、選擇工作模式：

長按（àn）  開關（guān）  鍵打（dǎ）開（kāi）電源，按  低壓脈衝  鍵，進入低壓脈衝測距模式（開機默認），低壓脈衝法的顯示界麵如圖3-3-2所示：

              圖3-3-2 低壓脈衝法顯示界麵

3、選擇測（cè）試範圍：

初始測（cè）試時選擇的範圍應大於電纜全長至少幾百米，如：電纜全長為800m，則應選擇2km範圍，而（ér）不應（yīng）選擇1km。若發（fā）現可疑（yí）點較近（jìn），為了得到更高的測距分辨率，可以適當將範圍縮小。每改變一次範圍，儀器會自動進行一次測試。

4、設定（dìng）波速：

根據電（diàn）纜（lǎn）的類型設定（dìng）合適的波速。

幾種常用電力電纜的波速為：

交聯聚乙烯電纜：波速170m/us

油浸紙電纜（lǎn）：波速160m/us

聚乙烯全塑電纜：波速201m/us

橡膠電纜（lǎn）：波速220m/us   

不（bú）同生產廠（chǎng）家或不（bú）同批（pī）次的電纜，即（jí）使是（shì）相同型號，其波速也會有細（xì）微差別，當需要精準測距時，需根據已知的電纜全（quán）長校準（zhǔn）波速度，參見本節第11條。

5、測（cè）試：

按一次 測試  鍵（jiàn），即（jí）進行一次脈衝發射，“信號”指示燈閃爍，儀器接收和處理脈衝反射信號，並進行顯示。

6、調整增益：

增益是指（zhǐ）儀器對信（xìn）號的放大倍數，調節增益可以改變的波形幅值，一（yī）般要調到需要的波形幅（fú）值足夠大且不失真。

增益調整方法：按  增益  ＋/－鍵，可以調整信號增益。每改變一次增益，儀器自動（dòng）進行一次測試。

6、光標定位：

反射脈衝波形的起始位置是故障位置（zhì）。將光（guāng）標移動到脈衝波形（xíng）開始有明顯（xiǎn）變化的位置（如圖3.4.2虛光標位置），屏幕右上（shàng）角顯示的距離就是故障距離。

注意：光標在其他位置時，顯示（shì）的距離沒有意義。

自動定位方法：按  定位/確認  鍵，儀器進（jìn）行自動光標定位。如果自動定（dìng）位沒有得到正確結果（guǒ），應進行人工定標。

手動（dòng）光標定位方法：按鍵，可以左右移動光標。圖3-3-3為一個典（diǎn）型的混線故障波（bō）形，虛線（xiàn）光（guāng）標位置（zhì）即為故障點距離：320m。因為波形向下，故判斷為混線故障；若波形向上，則為斷線故障。

圖3-3-3典型的混線故障波形定位

6、波形縮放：

如果需要精細觀察，從而得（dé）到更高的測距分辨率，可以將（jiāng）波形進行水（shuǐ）平縮放。

波形縮（suō）放方法（fǎ）：按鍵將波形放大；按鍵（jiàn）將波形縮小。

在（zài）波形（xíng）放大狀態，無法（fǎ）進（jìn）行自動（dòng）定位。

6、波形暫存和比較：

通過比較電纜故障線對和完好線對的波形，可以更容易識（shí）別故障點。

波（bō）形比較方（fāng）法：首先測試得到故障線對（duì）波形，按 暫存 鍵（jiàn），將當前波形在儀器內存中暫存，屏幕左上角（jiǎo）顯示暫存標誌。然後在條件不變（biàn）的（de）情況下測試（shì）一條完好線對的波形，按 比較 鍵，屏幕上將同（tóng）時顯示兩條波形，屏幕上（shàng）部顯示雙波（bō）形比較（jiào）標誌。通過比較兩波形的異同，可（kě）以幫助尋找故障點。如圖（tú）3-3-4所示：

          圖3-3-4波形比較

7、相對距離測量：

若（ruò）需得到故障點和參照點（如電纜接（jiē）頭）的（de）相對距離，操作如下：

開機後默認實光標在無距離位置；調整（zhěng）虛光標將其移動到參照點；按 光標切換  鍵，實光標和虛光（guāng）標的位（wèi）置互換，現在實光標位於參照點，虛光標位於無距離；調整虛光標移動到故障（zhàng）點，顯（xiǎn）示的距離值即為兩者之間的相對距離（lí），如（rú）圖3-3-5所示。

       圖3-3-5 相對（duì）距（jù）離測量

7、波速度校準：

根據已知的電纜全長，可以精準校準波速度。

用（yòng）一段已知長度的同類型電纜，測量其對端（duān）開路和短路波形並比較，將虛光標（biāo）移動到波形明（míng）顯分（fèn）叉處，調整波速使得（dé）長度測量值和已知長度（dù）相（xiàng）同，則此時的波速（sù）為（wéi）本條電纜的實際波速。

8、波形存儲（chǔ）和查看：

按  存儲  鍵將在SD卡中存（cún）儲當前（qián）測試的波形，按  調出  鍵（即同（tóng）時按  Shift 鍵和（hé）  存儲  鍵）後，屏幕顯（xiǎn）示*後一次存（cún）儲的波形，用 後翻  和  前（qián）翻  鍵可以選擇顯示其他波形。

若需要進行計算機存檔管理，或需要進一（yī）步分析以及打印，需將SD卡取出，插入讀卡並和計（jì）算機連接，將SD卡中存儲的波形數據導入計算機，在後台軟件的支持下可以進行（háng）存（cún）檔、分（fèn）析和打印。

第（dì）四章 脈衝電流法（fǎ）測距

一、適用範圍

脈衝電流法用（yòng）於電纜的高阻和閃絡性故障的測距，需（xū）要和高壓衝擊信號發生器配合使用。

二、工作原理

1、基本原理：

當電纜故障點絕緣（yuán）電阻較大(大於（yú）10倍電纜特性（xìng）阻抗,Rf＞10Zc≈200Ω)時，故障點的反射係數很（hěn）小，造成反射脈衝無法分辨，因此低壓脈衝法無法測距。

使（shǐ）用（yòng）高壓發（fā）生器向故障電纜施加高壓，使得故障點擊穿放電，放電脈衝在故障（zhàng）點和測試端之間來回反射，用儀器采樣記錄（lù）此信號並測量時間差，將得到故障點的距離（lí）。

有（yǒu）兩種方法可以采集放電脈衝信號：電壓取樣和電流取樣，采用電流取樣即為（wéi）脈衝電流法：電流耦合器采集測試地（電纜金屬外皮）流（liú）回高壓儲能電容的電流，與高壓（yā）部分完全隔離，**可（kě）靠，波形較易識（shí）別。

2、直閃法：

直流高（gāo）壓閃絡法（直（zhí）閃法）用（yòng）於（yú）測量閃絡性故障，即故障點絕緣電阻極高（gāo），但在做耐壓試驗時電壓上升到一定（dìng）水平產生（shēng）閃絡擊穿的故（gù）障。

直閃法原理如圖4-2-1所示，其中T1為調壓器；T2為高壓變壓器（qì），容量應在1KVA左右（yòu）；VD為高壓矽堆（duī）；C為高壓（yā）儲能電容器（qì），容量在2μF以上；L為電流耦合器。調節T1調壓器，使得輸出電壓逐漸升高，直至故障點擊穿。

              圖4-2-1 直閃法原理圖

直閃法的波形如圖4-2-2所示:

        圖（tú）4-2-2 直閃（shǎn）法波形

3．衝閃法：

當（dāng）電纜故障點的電阻不是很高時，故障點的泄漏電（diàn）流較大，如果使用直閃法，因（yīn）T2高壓變壓（yā）器的內阻很大，輸出電壓將無法升高到閃絡電壓，這時（shí）必須使用衝擊高壓閃絡法（衝閃法）。衝閃法也適用於大多數閃絡型故障（zhàng）。

衝（chōng）閃法原理如圖4-2-3所示，它與直閃法基本相同，區別在於在儲能電容C和電纜之間串入一（yī）球間隙G。調節（jiē）T1調壓器對電容C充電，當電容電（diàn）壓上升到一定（dìng）程度（dù）時，球間隙（xì）G擊穿，電容C對電纜放電，由於（yú）電容（róng）的內阻極小，輸出電壓將能足夠高並使得故障點擊穿。

              圖4-2-3 衝（chōng）閃法原（yuán）理圖

衝（chōng）閃法（fǎ）的波形如（rú）圖4-2-4所示:

       圖（tú）4-2-4 衝閃法波形

三、測試步驟

1、接線：

使用脈（mò）衝電流法必（bì）須（xū）配合（hé）使用（yòng）高壓衝擊（jī）信號發（fā）生器，推薦使用集成化的設備（bèi），操作簡單，**可靠；也（yě）可以使用由分立器件組合成的（de）高壓衝擊放電裝置（zhì）。

測試接線如（rú）圖4-3-1所示。

              圖4-3-1 與其他高壓設備配合（hé）使用

以（yǐ）電纜相對地故障為例（lì），將高（gāo）壓發生器的高壓輸出線連接電纜故障相，測試地線連接電纜（lǎn）的金屬護套；將（jiāng）脈衝電流耦合器掛在測（cè）試地線上，耦合器輸出插頭接主機  測距  信號插口。

若電纜是相間故障，則需將高壓發生器（qì）測試地線連接另一故障相，並將其接（jiē）地（dì）。

2、選擇工作模式：

按 脈衝電流 鍵，進入脈衝電流測距模（mó）式，其顯示界麵和低壓脈衝法基本相同。

3、選擇測試範圍：

初始測試時選擇的範圍應大於電纜全長至少（shǎo）幾百米，如：電纜全長為800m，則應選擇2km範圍，而不應選擇1km。

若發現可疑（yí）點較（jiào）近，為（wéi）了得到更高的測距分辨率，可以適當將範圍縮小。

如果確信故障點已（yǐ）經放電（觀察高（gāo）壓發生器（qì）的高壓表，發（fā）現放電時電壓跌落明顯，說明已放電），但仍然沒有得（dé）到放電波形，說明故障點的擊穿延（yán）時有可能較長，可以適當將範圍增（zēng）大再測試。

4、設定波速：

根據電纜類型設定合適的波速。

5、測試並調整增益：

按 測試 鍵，儀器（qì）進入等待觸（chù）發狀態，當高壓發（fā）生器對（duì）電纜放（fàng）電（diàn）後，儀器觸發、采集並顯示波形。若波（bō）形過小須調高增益，反之調（diào）低（dī），再重複測試，直至獲得滿意的脈（mò）衝電流波形。

6、故障點定位：

采集到波形（xíng）後，按鍵將虛（xū）光標定位在**個放電脈衝起始點，再按 光標切換 鍵，將虛光標變為實光標，再移動虛光標移（yí）動到第2個脈衝起始點，其相對距離即為故障點。

按 定位／確定 鍵（jiàn），儀器能自動進行（háng）計算和定（dìng）標。

           圖4-3-3 典型的衝閃法波形

6、定（dìng）標時的注意事項：

直閃法和衝閃法的區別在於衝閃波形往往有球間（jiān）隙放電（diàn）形成的脈（mò）衝，而且從球間隙放電到故障點擊穿有一定延時；

由於雜散電感的影響，往往在反射脈衝波頭有向上凸起，應注意將虛光（guāng）標定（dìng）位（wèi）於向上凸起的起始點；

利用比例放大功能精（jīng）準定標；

反射（shè）波頭的凸起起始點有時（shí）不易精準定位，往往造成測距值略大於實際故障距離；

故障點必須擊穿才能正準測距，判斷故障點是否擊（jī）穿的方法：

故障點擊穿時，球間隙（xì）放電聲清脆響亮，火花較大。而沒擊穿時，一般球間隙放電聲嘶啞，不清脆，而且火花較弱。

電纜故障點擊穿（chuān）時，電壓表指針擺動範圍較（jiào）大。而未擊穿時，電壓表擺動較小，根據儀器記錄波形判斷（duàn）。圖4-3-5為電纜未擊穿時的（de）典型波形。              

圖 4-3-5 故障點未擊穿時（shí）的典型波形

第五章 聲磁同步定點

一、工作原理

采用波形顯示的聲磁同步（bù）法進行（háng）故（gù）障精（jīng）準定點，是一（yī）種非（fēi）常精準、且唯壹性很好的（de）定點方法，其原理基於傳統的聲測定點法，但（dàn）有多項（xiàng）改進和提高（gāo）。

當高壓發生器（qì）對故障電（diàn）纜進行直流高壓（yā）衝擊，使故障（zhàng）點擊穿放電，放電產生的機械振動（dòng）傳（chuán）到地麵，振動信號被高靈敏度的傳（chuán）感器（qì）拾取，經放大後用（yòng）耳機監聽，便可以聽到“啪、啪”的（de）聲音。這就（jiù）是（shì）傳統的聲測法定點的（de）基本原理。

傳統的聲測法定點儀一（yī）般（bān）僅使用耳機監聽，或輔以表頭指針擺動來分辨故（gù）障點放電聲音。由於放電聲一瞬既逝，而且（qiě）和環境噪聲區別不大，往往給經驗不是十分豐富的操作者帶來很大困難。

傳統聲測法經（jīng）改進後即為聲磁同步法，利用高（gāo）壓衝擊放電瞬間的（de）強大電磁場信號，觸發一個指示燈閃亮（或表針擺動），對聲音進行同步。若聽到“啪、啪”聲的同時看到指示燈（dēng）閃亮（或表針擺動），表明聽到的聲音是故障點放電聲。聲磁同步法對聲測法改進很（hěn）大，但仍然主要靠人耳對聲音（yīn）進行判斷，仍然對（duì）操作（zuò）者的經驗有很（hěn）高要求（qiú）。

利用放電脈（mò）衝磁場作為同步信號（hào），對聲音進行數（shù）字化采樣，將聲音波（bō）形顯示出來，波形可以持續保持，避免了聲音轉瞬即逝的缺點，而（ér）且故障點放電波形和噪聲有明顯的區別，更（gèng）重要的是（shì）多（duō）次放電的聲音（yīn）波形均非常相似，當觀察到多次放電的聲音波形相同時，可以明確（què）判斷已經（jīng）采集（jí）到了（le）放電聲音。

現場測試（shì）時，往（wǎng）往已經聽到故障點放電聲，但僅靠（kào）聲音強弱（ruò）仍很難精準判（pàn）定故障點位置，特（tè）別是（shì）當電纜敷設在管道裏麵時，困難更大。通過檢測電（diàn）磁（cí）信號和聲音信號之間的時間差，可以解決（jué）這個問題。由於電磁信號的傳播（bō）速度是光速，從電纜傳播到傳感器的時間可（kě）以忽略不計；而聲音傳播（bō）速度相（xiàng）比起來慢的多，為每秒（miǎo）幾（jǐ）百米的量級；因此，通過檢測電磁、聲音信號（hào）之間的時間差，可以判斷故障點的遠近。當不斷移動傳感（gǎn）器，找到聲磁時間（jiān）差*小的點（diǎn），則其下方就（jiù）是故障點。應該（gāi）指出，由於很難知道（dào）聲（shēng）音在電纜周圍（wéi）介質中的傳播速度，也不知道電纜埋設的具體深度（dù），所以不可能確切計算出傳感器和故障點之間的水平距離。

二、高壓發生器的接線方法

聲磁同步定點需要配（pèi）合使用高壓衝擊信號發生器，並工作在周（zhōu）期放（fàng）電狀態。

1、相線對鎧（kǎi）裝接法：

當發生相地故障、相間合並對地故障，或斷線合並接地（dì）故障，總之隻（zhī）要存在相對地絕緣損壞，均（jun1）優先采用相對鎧接法，其優點為故障點放電聲的傳播（bō）衰減較小。

如圖5-2-1所示，將（jiāng）高壓發生器的高壓輸出連接電纜故障相，測（cè）試地連接（jiē）電纜的金屬鎧裝。

                       圖5-2-1 相對鎧接法

2、相間接法：

當發生單純相間故（gù）障（沒有合並接地）時，使用相間（jiān）接法。如圖5-2-2所示，將高壓發生器的高壓輸出和測試地連接兩故障相，其中一故（gù）障相需進行**接地。

                        圖5-2-2 相間接法

3、斷線故障的接法：

對於單純斷線故障（沒有發生合並接地），接線示意圖（tú）如圖5-2-3所示（shì）：

                 圖5-2-3 斷線故障接線示意圖

將高壓（yā）發生器的（de）高（gāo）壓（yā）輸出（chū）線和測試地（dì）線（xiàn）分別（bié）接電纜（lǎn）的一完好相（xiàng）線和（hé）故障相線，在電纜的遠端將兩項短路。

三、定點（diǎn）步驟

1、連接傳感器和耳機（jī）：

將定點傳感（gǎn）器接主機定點信號插口，耳機接（jiē）耳（ěr）機（jī）插口。如圖5-3-1所示：

2、選擇工作模式（shì）：

按 定點 鍵，進入聲磁同步定點模式，其顯示界麵如圖5-3-2所示：

       圖5-3-2 主機定點模（mó）式的配置

3、選擇定點區域：

在定點之前（qián），首先應明確電纜路徑。如果圖紙資料不完整，應進行路徑探（tàn）測，並做好標誌。

根據測距結果，考慮電纜頭盤餘量、地形因素，粗略確定故障點位置，由於不可避（bì）免的存在估算誤差，一般應在（測距值 ± 50m）之間定點。

注意：在脈衝電流測距（jù）時，由於放電波形的起始處一般都（dōu）有向上的小幅凸起，造成不（bú）易（yì）精準定位，一般測距值均略大於實（shí）際故障距離，長約10~20m。

在（zài）選定的區域，將傳感器平放（fàng）於（yú）電纜正上方的地（dì）麵，觀（guān）察波形（xíng）並用（yòng）耳機監聽，開始定點。

4、調整磁場增益：

當高（gāo）壓發生器開始對故障電纜周期放電後，調整儀器主機的“磁場增益”旋鈕，使“信號”指示燈的閃亮（liàng）和高壓發生器的放電形成同步，正常同步（bù）時的磁場波形和圖5-3-2所示的非常（cháng）相（xiàng）似（sì）。如果“信號”指示燈閃亮頻率很快（kuài）（如1－2秒閃（shǎn）亮一次），而且磁場波形尖細，毛刺較多，這是由於磁場增益過大，造成電磁（cí）噪（zào）聲錯誤觸發，此時需要將磁場增益適當調小。

5、調整聲（shēng）音增益：

當調整好（hǎo）磁場增益正常（cháng）同步後，再調整“聲音增益”旋鈕。 當“信號”指示燈閃亮時，聲音信號同步采樣（yàng）一次，波形更新。調整“聲音增益”旋鈕，使聲音波形足夠大且不失真。

聲音信號（包括噪聲）在不斷變化，要隨時看到真實的聲音波形，需（xū）要不斷地調整其增（zēng）益，但根據經驗，聲（shēng）音信號增益可以調的較大（dà），隻要不是（shì）每次（cì）都失真即（jí）可，不必隨時調整。

6、尋（xún）找並逼近故障點：

以（yǐ）大（dà）約0.5~2m的間隔移動傳感器，如果連續幾次放電，均沒有看到如（rú）圖5-3-2所示的（de）典型聲音波形，則應（yīng）繼續向（xiàng）前移動，直至（zhì）多次放電的聲音波形都與典（diǎn）型（xíng）波形（xíng）非常相似（sì）,而且穩定（除非當時有很大的噪聲出現（xiàn）），說明已經到（dào）了故（gù）障（zhàng）點的附（fù）近，采集到了真正的故障點放電聲音信號。這時用（yòng）耳機監聽，會在“信號”指示燈（dēng）閃（shǎn）亮的同時，聽（tīng）到較沉悶（mèn）的一聲“啪”。一般來說，靠觀察聲音波形得到的響應範圍大於聽聲的響應範（fàn）圍，而且單純聽（tīng）聲較難分辨。

7、測量聲磁（cí）延時，精準定位：

看到放（fàng）電（diàn）聲音波形後，按鍵移（yí）動光標，將其（qí）移動到聲音波（bō）形的（de）起始點上，在聲音波形（xíng）顯示區的右上角顯（xiǎn）示聲磁延（yán）時值，如圖5-3-2所示。此延時值（zhí）能代（dài）表故障點的遠近，但由於（yú）很難確知聲音在電纜周圍複（fù）雜介質中的傳播速度，也不知道電纜埋設的具體深度，所以不能計算出傳感器（qì）和故障點之間的（de）精準水平距離。

注意：光標在其它位置時，顯示的（de）聲磁延時值沒有意義。

以較小的間隔不斷改變傳（chuán）感器的位置，並（bìng）測量聲磁延（yán）時，直至找到延時（shí）值*小的點，其正下方（fāng）即是故障（zhàng）點，誤差在0.2m之內。

8、利用磁場極性（xìng）進行輔助路徑探測（cè）：

在電纜的兩側，磁場波形的極性相反，可由此進行輔助路徑探測。此功能在*終確（què）定（dìng）故障點精準位置時比較有用。

9、注意事（shì）項：

盡量不要將傳感器置於電纜本體上進行定點，否則會在電纜任何位置都能聽到微弱的啪啪聲，此為大電流瞬（shùn）間放電形成的電應力造成的震動，整條電纜上均存在，不能利用此信（xìn）號進行定點。

有時電應力震動（dòng）也能傳到地麵。在遠離故障點時，如果非常仔細的監聽，有時（shí）能夠在電纜全長上都能聽到很微弱的（de）啪啪聲，且不會隨傳感器位置的不（bú）同而發生（shēng）變化，此即為電應力震動，其與真正的故障放電聲（shēng）差別很大，注意不要誤判。

第六章 路徑探測

一、工作原理

電纜（lǎn）路徑探測的基本原理，是用探測線圈感知加載在（zài）待測電（diàn）纜上的交變電流引（yǐn）起的電磁（cí）場。進行路徑探測時，需要用信號（hào）發生器向電（diàn）纜發射音頻（pín）信號，用（yòng）主機進行接收。

二、信號（hào）發生器的接線（xiàn）和使用方法（fǎ）

1、芯線-大地接法

芯（xīn）線（xiàn）-大地接法是對離（lí）線電纜（退出運行的不帶電電纜）進行路徑探測和鑒別的基本接線方式，信號*強，並能*大程度地抗幹擾。

                   圖6-2-1 芯線－大地接（jiē）線法

如圖6-2-1所示，將電纜金屬鎧裝（護層）兩端的接地線均解開，低（dī）壓（yā）電纜的零線和地（dì）線的接地也應（yīng）解開（kāi），將信號發生器輸出線的紅色鱷魚夾夾一（yī）條完好芯（xīn）線，黑色鱷魚夾夾在打入地下的接地釺上。在電纜的對端（duān），對應芯線接打（dǎ）入地下的接地釺。

注意，盡量使（shǐ）用（yòng）接地釺，而不要直接用接地網！至少在電纜的對端必須用接地釺，接地釺還需要離開接地網一段距離，否則會在其（qí）他（tā）電纜上造成地線回（huí）流，影響探測效果（guǒ）。

2、相線－護層接法：

                      圖6-2-2 相線－護層（céng）接法

如（rú）圖6-2-2所示，發射信號加在（zài）電纜一相（xiàng）和護層之間，對端相線和（hé）護層（céng）短路，護層（céng）兩端保持接地。

這（zhè）種接法比較簡單，但輻射（shè）出的有（yǒu）效信號較小（xiǎo），如（rú）果是多條電纜並行敷設，信號也會（huì）傳播到其他電纜上，造成幹（gàn）擾。故此方法適用於簡單現場，若遇到多條電纜不易區分的問題，可換用芯線-大地接法。

3、連續／斷續輸出模式選擇

使用連續輸出模式能夠滿足絕大多數探測工作的需要（yào）；在幹擾較大的場合可以考慮換用斷續輸出模式，有（yǒu）助（zhù）於區分真實（shí）信號和背景噪聲。

需要時，操作信號發（fā）生器側接口板上的開關進行“連續”/“斷續（xù）”模式切換。

4、信號發射

接好線後，長按  開關  鍵打開電源，儀器根據負載情況進行實（shí）時（shí）全自動阻抗匹配，表頭（tóu）顯示輸出電流（liú）的（de）大小。

可以通過觀察電流大小，來判斷電纜電流回路的阻（zǔ）抗（kàng）情況，電流大說明（míng）回路阻（zǔ）抗（kàng）小，信號強，易（yì）於（yú）探測；反之說（shuō）明阻抗大，信號弱，探測靈敏度降低；如果輸出電流很小，可能是因接線錯誤造成（chéng）回路阻抗過大，或回（huí）路（lù）不通，可能無法探測。

5、電池（chí）檢測

需要檢測電池電量時，按  電（diàn）池檢測  鍵，表頭顯（xiǎn）示電池水平，指針位於（yú）綠**域表示電池電量正常，若指針位於黃**域，表示電池（chí）欠（qiàn）壓，仍可工作一小段時間，建議（yì）充電；若指針低於黃**域，表示電池（chí）電量不足，可能無法（fǎ）開機，需充電後再使用。

三、路徑探測步驟

1、連接（jiē）傳感器和耳機：

將路徑傳感器（qì）接主機 路徑 信號插口，耳機接 耳機 插口。如圖（tú）6-3-1所示：

            圖6-3-1 主機路徑探測模式的（de）配置

2、選擇工（gōng）作模式：

按  路徑  鍵，進入路徑探測模式，其顯示（shì）界麵如圖6-3-2所示：

              圖6-3-2 定點顯示界麵

3、音峰法探測：

旋轉傳感器（qì），使其軸線與提杆垂直、與地麵水平，手提傳感器時，應盡量保持傳感器軸線垂直於電纜，如圖6-3-3(a)所示（shì）。將傳感（gǎn）器橫切可能的電纜路徑，觀察信號幅（fú）值，越接（jiē）近電纜，信號越強（qiáng），耳機聲音也（yě）越大，當位於電纜正上方時，信號*強，故為音峰（fēng）法。信號的響應曲線圖6-3-3（b）所示。

為了正（zhèng）確觀察（chá）信號幅（fú）值（zhí），應調整信號增益：當傳感器位於電纜正上方（fāng）信號*強時，信號幅（fú）值在40~80%之間比較（jiào）合適。如果信（xìn）號幅（fú）值過大，應逆時針旋轉“路徑增益”旋鈕（niǔ）以減小增益；反之應調大增益（yì）。

   a）傳感器方向示意                (b) 信號響（xiǎng）應曲線

                  圖6-3-3 音峰法示意（yì）圖

4、音穀法（fǎ）探測：

旋轉傳感器（qì），使其軸線（xiàn）與提杆同向（xiàng）、與地麵垂直，如圖6-3-4(a)所示。手提傳感器橫切可能的電纜（lǎn）路徑，觀察信號幅（fú）值，在電纜正上方時（shí）信（xìn）號（hào）*弱（ruò），偏離電（diàn）纜，信號會增強，越過某一點後信號再次減弱。信號的響應曲線圖6-3-4(b)所示，為一馬（mǎ）鞍形曲線（xiàn），因電纜正上方處於信號*弱的穀值，故稱音穀法（fǎ）。

音穀法同樣須調整路徑信號增益，使得信號*強時，信號幅值在40~80%之間。

  （a）傳感（gǎn）器方向示意              (b) 信號響應曲線（xiàn）

                圖6-3-4 音穀法示意圖

5、80%法深度測量：

首先用（yòng）音峰法找到信號幅值*強的點，記下（xià）幅值數，然後左右水平移動傳感器，找到左右兩側（cè）信號幅值減弱到*大幅值80％的點，則兩點之間的（de）距離等於電纜深度，如圖6-3-5所示。注意：如果存在鄰近管線，由於其感應電流的影響，*大幅值（zhí）點（diǎn）往往稍偏離待測電纜正上方，且兩側的*大值到80％點的（de）距離並不一定相等。

         圖6-3-5   80％法深度測量

6、45° 法深度測量：

在電（diàn）纜兩側，分別反方向（xiàng）調整（zhěng）提杆，使（shǐ）傳感器軸線與地麵成45°夾角，橫切電纜路徑，在兩側分別找到信（xìn）號（hào）幅值*弱的點，則兩點之間的距（jù）離為電纜深度的2倍，如圖6-3-6所示。

          圖6-3-6   45°法深度測量

第七（qī）章 維護

一、充電

當主機屏幕上顯示的電池水平很低，或信（xìn）號發生器“電源”指示燈閃爍時，需要對其充電，在（zài）繼續使用一小段時間後，儀（yí）器將自動關機。

充（chōng）電時，將充電器的輸出（chū）插頭插到儀器的 充電 插孔，充電器（qì）的電源插頭插市電220V插座，儀器開始充電，充電器的指示燈指示充電（diàn）狀態，紅燈表示正在充電，綠燈表示充電完成。將放完電的電池充滿大約需要4小時（shí），充不滿也可（kě）以使用，超過4小時也不會損壞電（diàn）池（chí）。

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