通信型電纜故障測試儀使用說明（míng）

一章 3M2773通信型電纜故障測試儀使用說明概述

一、用（yòng）途

用於電力電（diàn）纜的故障測試，是一套集成化設備，包括兩台儀器及相關附件（jiàn）：

主機有以下功能：

低（dī）壓脈衝測距

脈衝電流測距

聲磁同步（bù）定點

路（lù）徑探測

電纜路徑探測信號發生器（以下簡稱信號發（fā）生器）

信號發（fā）生器用（yòng）於路徑探測的信號發射。ST係列綜合測試儀相對（duì）於傳統的分（fèn）體設備，其設備（bèi）件數、體積、重量均大（dà）幅縮減，且功（gōng）能強大、簡單易用、小巧便攜，是傳（chuán）統設備的換代產品。

二、3M2773通信型電纜故障測試儀使用說明功能特點

功能全：

低壓脈衝（chōng）故障測距

脈衝電流故障測（cè）距

聲磁同步精準定點

電纜路徑探測

故障測距功能：

低壓脈衝法：適用於低阻、短路（lù）、斷線故障的精準測距。

脈衝電流法：適用於高阻、閃絡型故障的測（cè）距，使用電流耦合器（qì）從地線上采集信號，與高壓部分隔離（lí），**可靠。

精準定（dìng）點功能：

聲磁同步接收，抗幹擾能力強。

聲磁（cí）信號波形顯示，信號和噪聲易於區分（fèn）。

光標測量（liàng）聲磁（cí）延時（shí），精準判斷故障點的遠近。

可根據（jù）磁場波形的初始極性，在定（dìng）點的同時進行路徑探測（cè）。

路徑探測功能：

信號發生器：

大容量鋰離子電池供電，擺（bǎi）脫市電束縛（fù）。

全自動功率匹配和保護，無需人工調整。

較大功率輸出。

音峰／音穀法路徑探測。

信號幅值顯示。

可進行80％法或45°法（fǎ）測（cè）深。

大屏幕液晶顯示，界麵友（yǒu）好、簡單易用。

SD卡存儲測試波形，存儲容量大，可導入（rù）計算機進行存檔、分析和打印。

內置（zhì）大容量鋰離（lí）子電池供電，配快速充電器。

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

集成化設備，小（xiǎo）巧便攜。

三、3M2773通信型電纜故障測（cè）試儀（yí）使用說明技術指標    (M為主機（jī），T為信號（hào）發生器，M&T為共同特性)

測（cè）距功能（M）：

測距模式：低壓脈衝、脈衝電流（liú）。

采樣頻率：100MHz。

分辨率：低壓脈衝模式1m；脈衝電（diàn）流模（mó）式4m。

低壓脈衝模式發射電壓：30V。

測距範圍：30km。

盲區（qū）：2m。

聲磁同步定點功能（M）：

聲音信號通頻帶：中心頻率400Hz，帶寬200Hz。

信號增益：80dB。

定點（diǎn）精（jīng）度：0.1m。

路徑探測功能（M）：

接收頻率：1kHz。

增益：80dB。

路徑探測信號發生器（T）：

發射（shè）頻率：1kHz。

發射功率：≥3.5W。

輸（shū）出（chū）特性：開路電壓≥100Vp-p；短路電流≥300mA；

根據實際負載全自（zì）動匹（pǐ）配；自動短路保護。

電源：

電池（M&T）：內置鋰離子電池（chí）組，標稱電壓（yā）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小時；

充電器（M&T）：輸入AC220V±10%，50Hz；標稱輸出8.4V，DC1A。

充電時（shí）間（M&T）：<4小時。

顯示方（fāng）式：主機（M）320×240點陣大屏幕液晶；信號發生器（T）：表頭。

體積（M&T）：210mm×160mm×65mm。

質量：主機（jī）（M）0.7kg；信號發生器（T）0.7kg。

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

四、3M2773通信型電纜故（gù）障測試儀使用說明基（jī）本（běn）測試步驟

1、一般步驟：

故障性質診斷

故障測距

路徑探測（cè）

精準（zhǔn）定點

2、故障性質的診斷（duàn）和測試（shì）方法的（de）選擇。

在（zài）電纜發生故障後，須首先判斷電纜（lǎn）的故障性質。

首先用兆歐表（biǎo）在電纜的一端測量各相（xiàng）對地及相間的絕（jué）緣電阻。如果兆歐表的測量值為零，則（zé）可能還有零（líng）到上百kΩ的電阻，故還須用萬用表測（cè）量電（diàn）阻值；如各（gè）相對地及相間絕緣電阻（zǔ）很高，絕緣正（zhèng）常，則應測試導體是否斷線：在電纜的一端將三相短接（jiē）並對（duì）地短路，在另一端重複測量，判斷是否斷線。

明確故（gù）障性質後，需選擇不同的測（cè）距和定點方法，見下表：

表1-4-2：故障性質和測試方法選擇表

備注： 
（1） 表中陰影部分表示：脈衝（chōng）電流測距和聲磁同步定點需要配套使用高壓衝擊信號發生（shēng）器（該高壓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通信（xìn）型電纜故障測試（shì）儀使用說明組成（chéng）和簡介（jiè）

包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）

主機（jī）有以下功能，並根據不同功能使用相（xiàng）應附件：

低壓脈衝測距，附（fù）件：低壓脈衝測試線（xiàn）

脈衝電流測距，附件（jiàn）：脈衝電流（liú）耦合器

聲磁同步定點，附件：定點傳感器、耳機

路徑探測，附件：路（lù）徑傳感器、耳機

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（yòng）附（fù）件：充（chōng）電器。

一（yī）、電力電纜故障（zhàng）綜合測試儀（M：主機）

主機外觀結（jié）構如圖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（bǎn）

主機麵（miàn）板上有（yǒu）以下內容：

液晶屏幕：

顯示各種信息，顯示的內容在（zài）以後（hòu）章節中有詳（xiáng）細介紹。

模式選擇鍵及（jí）相應（yīng）指示燈：

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

 低壓脈衝  鍵（jiàn）：進入低壓脈衝測距模式（開機默認）。

 脈衝電流（liú）  鍵（jiàn）：進（jìn）入（rù）脈衝電流測（cè）距模式。

 定點  鍵：進入聲磁同步精準定點模式。

 路徑（jìng）  鍵：進入路徑探測接收模式。

測試鍵和信號指（zhǐ）示燈（dēng）（麵板右下角區域）：

 測（cè）試  鍵：低壓脈衝模式：按一下進行一次測試;

脈衝（chōng）電流模式：按一下進入等待觸發狀態;

定點、路徑模式：無效。

 信號  指（zhǐ）示（shì）燈：低壓脈（mò）衝模式：進行測試（shì）時閃亮一次;

脈衝電流模式：觸發時閃（shǎn）亮一次;

定點模式：磁場觸發時閃亮一次;

路徑模式：無效。

測距模式（低壓脈衝/脈衝（chōng）電流）相（xiàng）關按鍵的（de）基（jī）本功能：

麵板左下角區域的按鍵基（jī）本是為了測（cè）距功能服務。按鍵上直接標（biāo）注的功能為其（qí）基本功能定義，直接按鍵即執行基本（běn）功能：

範圍＋/－鍵：用來改變當前測試範圍（量程）。

鍵：用來移動光標。

定位／確定鍵：定位功能：自動移動光標，定位故障點。

確（què）定功能：當某些操作需要時，用（yòng）來進行確認。

 增益＋/－：用來調整信號增益。

 開關鍵：長按1秒鍾有效，用來打開或關（guān）閉儀器（qì）電源。

鍵：背光鍵，用（yòng）來打開和關閉（bì）液晶屏背（bèi）光（guāng）。背光功能為按鍵（jiàn）抬起執行。

 存（cún）儲  鍵：用來存儲當前波形（xíng）。

 後（hòu）翻  和  前翻  鍵：當調出SD卡已存（cún）儲的波形時，用來選擇（zé）需要查看的波形，後翻（fān）選擇上一個（gè），前翻選擇下一個。

測距模式相（xiàng）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（jiàn），則執（zhí）行鍵旁邊標注的上檔功能：

 波速  ＋/－鍵：用（yòng）來調（diào）整（zhěng）電纜（lǎn）波速度。

鍵：比例縮放鍵，用於對波形（xíng）的縮小（xiǎo）／放大顯示。

 光（guāng）標切換  鍵：用來切換虛實光標（biāo）。

 暫存  鍵：在儀器內存中暫存當前波形，以（yǐ）備雙波形比較。

 比較  鍵：同時顯（xiǎn）示當前（qián）波形和暫存波形，以便比較兩波形的異同。

 調出  鍵：調出SD卡中存儲的曆史波形。

儀器頂部接口板見圖2-2-2所示：

                圖2-1-3 主機頂接口（kǒu）板

測距插口：低（dī）壓脈衝模式下，接低壓脈衝測（cè）試線；

             脈衝電（diàn）流模式（shì）下，接（jiē）脈衝電流耦（ǒu）合器（qì）。

定點插口：定點模式下，接（jiē）定點傳感器。

路徑插口：路徑模式（shì）下，接路徑傳感器。

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

主機（jī）側麵接口（kǒu）板（bǎn）見圖（tú）2-1-4所示：

耳機插口：用來在定點、路徑模式下，接耳機監聽聲音（yīn）。

充電插口：用來接充電器，對儀器內置（zhì）電池充電。

聲（shēng）音增益：定點模式下，用來調整聲音信號增益。

磁場/路徑增（zēng）益：定點模式下，用來調整磁場信號增（zēng）益。路徑模式下，用來調整路徑信號（hào）增益。

二、電纜路徑（jìng）探測信號（hào）發生器（T：信號發生器）

信號發（fā）生器外觀結構如圖2-2-1所示：

                    圖（tú）2-2-1 信號發生器外觀和接口

信號發生器（qì）麵板（bǎn）如圖2-2-2所示：

              圖2-2-2 信號發生器麵（miàn）板

信號發（fā）生器麵板上有以下內容：

表頭：正常情況下用來顯示輸出（chū）電流，其滿幅值為（wéi）500mA；

按（àn）  電池（chí）檢測  鍵則顯示電池水平，指針（zhēn）位於綠**域表示電池（chí）電量正（zhèng）常，若指針（zhēn）位於黃**域（yù），表（biǎo）示電池欠壓，仍可工作一小（xiǎo）段時間，建議充電；若指針低於黃**域，表示電池電量不足，可能無法開機（jī），需充電後再使（shǐ）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（yòng）來檢（jiǎn）測電池電量水平，按下後觀察（chá）表頭顯示可判斷電池電量（liàng）是否正常。本功能在開機和關機狀態下均（jun1）可使用，“電源“指示燈：用來表示電源狀態。開機後，本指示燈亮。若電池（chí）電量（liàng）正常，則常亮；若電池欠壓，則閃爍；若嚴重欠壓，則自動關機，燈滅。

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

主機側麵接口板見圖2-1-4所示：

輸出（chū）模式選（xuǎn）擇開關：用來選擇連續或斷續輸出。斷續輸出時以輸出0.5秒，停止0.5秒的節（jiē）奏發（fā）射信號。

輸出插口：用（yòng）來接輸（shū）出（chū）連接線（xiàn），對（duì）目標電纜發射信號。

充電插（chā）口：用來接充電器，對儀器內置電池充電。

第（dì）三章 低壓脈衝（chōng）法測距

一、適（shì）用範圍

低壓脈衝法用於電纜的低阻、短路及斷線故障；還（hái）可用於（yú）測量（liàng）電纜的長（zhǎng）度、波速（sù）度；也（yě）可用於區分電纜的中（zhōng）間頭、T型接頭和終端頭。

二、工作原理

低壓脈衝法使用時域反射法（TDR）原理，又叫脈衝反射法。測試（shì）時向電纜注入一低壓脈衝，脈衝沿電纜傳（chuán）播到阻抗不（bú）匹配點（diǎn），如短（duǎn）路點、故障點、中間接頭等，脈衝產（chǎn）生反射，回送到測量點被儀器記錄下來,如圖3-2-1所示：

圖3-2-1 低壓脈衝（chōng）法原（yuán）理圖

從（cóng）儀器發射脈衝開始計時，到接（jiē）收到故障點的反射脈衝共需時Δt；脈衝行波傳播速度為（wéi）V，則故障點距離Lx為： （3-1）

不匹（pǐ）配點的（de）反（fǎn）射係數ρ為：   （3-2）

其中為故障（zhàng）點的（de）輸入阻抗，為（wéi）線路的特性阻抗。從式3-2可得到：斷線故障反射脈衝（chōng）與發射脈衝極性相同；而短路（混線）故障的反射脈衝與發射脈衝極性相（xiàng）反。因此（cǐ）通過識（shí）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          圖3-2-2低阻（zǔ）/短路故障反射波形

三、測試步驟

1、接線：

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

                 圖3-3-1 低壓脈衝法接線圖

2、選擇工作模式：

長按  開關  鍵打開電源，按  低（dī）壓脈衝（chōng）  鍵，進入低壓脈衝測距（jù）模式（開（kāi）機默認），低壓脈衝法（fǎ）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、選擇測試（shì）範圍：

初始（shǐ）測試時選擇的範圍（wéi）應大於電纜全長至少幾百（bǎi）米，如：電纜（lǎn）全長為800m，則（zé）應選擇2km範圍，而（ér）不應選擇1km。若發現可（kě）疑點較近，為（wéi）了（le）得到更高的測距分辨率，可以（yǐ）適當將範圍（wéi）縮小。每改變（biàn）一次範圍，儀（yí）器會自動進行一次測試。

4、設定波速：

根據電纜的類型設（shè）定合適的波速。

幾（jǐ）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：波速160m/us

聚乙（yǐ）烯全（quán）塑電纜：波速201m/us

橡膠電纜：波速220m/us   

不同生產廠家或不同（tóng）批次的電纜，即使是相同型號，其波速也會有細微差別（bié），當需要精準測距時，需根據已知的電纜全（quán）長校準（zhǔn）波（bō）速度，參見本節第11條（tiáo）。

5、測試（shì）：

按一次 測試  鍵，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：

增益是指儀器（qì）對信號的放大倍數，調節增益可以改變的波形幅值，一般要調到需要的波形幅值足夠大且不失真。

增益（yì）調（diào）整方法：按  增益  ＋/－鍵，可以調整信號增益。每改變一次增（zēng）益，儀器自動進行一（yī）次測試。

6、光標定位：

反射（shè）脈衝波形的起始位置是故障位置。將光標移動到脈衝波（bō）形開（kāi）始有明顯變化的位置（zhì）（如圖3.4.2虛光標位置），屏幕右上角顯示的距離就是故障距離。

注（zhù）意（yì）：光標在其（qí）他位（wèi）置時，顯示的距離沒有意義。

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

手動光標定位方法：按鍵，可以左右移動光標。圖3-3-3為（wéi）一個典型的混線故障波形，虛線光標位置即（jí）為故障點距離：320m。因為波形向（xiàng）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（xíng）定位

6、波形縮放：

如果需要（yào）精細觀察，從而得到更高的測（cè）距分辨率，可以將波形進行（háng）水平（píng）縮放。

波形縮放方法：按鍵（jiàn）將波形放大；按鍵將（jiāng）波（bō）形縮小。

在波形放大狀態，無法進行（háng）自（zì）動定位。

6、波形暫存和比較：

通（tōng）過比較電纜故障線對和完好線對的波形，可以更容易（yì）識（shí）別故障點。

波形比較方法：首先測試得到故障線（xiàn）對波形，按 暫存 鍵，將當前波形在儀（yí）器內存（cún）中暫存，屏幕左上角顯示暫存標誌。然後在條件不變的情況下測（cè）試一條完好線對的波形，按 比較 鍵，屏幕上將同時顯示兩條（tiáo）波形，屏（píng）幕上部顯示雙波形比較標誌。通過比較兩波形的（de）異（yì）同，可以幫助尋找（zhǎo）故障（zhàng）點。如圖3-3-4所示：

          圖3-3-4波形比（bǐ）較

7、相對距（jù）離（lí）測（cè）量：

若需得到故障點和（hé）參照點（如電纜接頭）的相對距離，操作如下：

開機後默認實光標在（zài）無距離位置；調整虛光標將其移動到參照點；按 光標切換  鍵，實光標和虛光標的位置互（hù）換，現在實光標位於參照點，虛光標（biāo）位於無距離；調整（zhěng）虛光標移動到故（gù）障點，顯示的（de）距離值即為（wéi）兩者之間的（de）相對（duì）距離，如圖3-3-5所（suǒ）示。

       圖3-3-5 相對距（jù）離測量

7、波速度校（xiào）準：

根據已知的電纜全長，可以（yǐ）精準校（xiào）準波速度。

用一段已知長度的同類型電纜，測量其對端開路和短路波形並比較，將虛光標移動到波形明顯分叉處，調整波速（sù）使得長度（dù）測量值和已知長度相同，則此時的波速為本條電（diàn）纜的實際波速。

8、波形存儲和查看（kàn）：

按  存儲  鍵將在SD卡中存儲當前測試的波形，按  調出（chū）  鍵（即同（tóng）時按（àn）  Shift 鍵和  存儲  鍵）後，屏（píng）幕顯示*後一次存儲的波形，用 後翻  和  前翻  鍵可以選擇顯示其他波形（xíng）。

若需要進行計（jì）算機存檔（dàng）管（guǎn）理，或需要（yào）進一步分析以及打印，需將SD卡取出，插入讀卡（kǎ）並（bìng）和計算機連接，將SD卡中存儲的波形數（shù）據導入計算機，在後台（tái）軟件的支持下可以進行存檔、分析和打（dǎ）印。

第四章 脈衝電流法測距

一、適用範圍

脈衝電（diàn）流（liú）法用於電纜的高阻和閃絡性故障的測距，需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（gù）障（zhàng）點絕緣電阻較（jiào）大(大於10倍電纜特性阻抗,Rf＞10Zc≈200Ω)時，故障點的反射係數（shù）很（hěn）小，造成反（fǎn）射脈衝無法分辨，因此低壓脈衝法無法測距。

使（shǐ）用（yòng）高壓發生器向故障電纜施加高壓，使得（dé）故障點擊穿放電，放電脈衝在故障點和測試端之（zhī）間來回反射，用儀器采樣記錄此信號並測量時（shí）間差，將得到故障點的距（jù）離。

有（yǒu）兩種方法可以采集放電脈衝信（xìn）號：電壓取樣（yàng）和電（diàn）流取樣，采用電流取樣即為脈衝電流法：電流耦合器采集測試地（電纜金屬外（wài）皮）流回高壓儲能電容的（de）電流，與（yǔ）高（gāo）壓部分（fèn）完（wán）全隔離，**可靠，波形較（jiào）易識別。

2、直閃法：

直流高壓閃絡法（直閃法）用（yòng）於測量閃絡性故障，即（jí）故障點絕緣電阻極高，但在做耐壓試驗時電壓上升到（dào）一定水平產（chǎn）生（shēng）閃絡擊穿的故障（zhàng）。

直閃（shǎn）法原理如圖4-2-1所示，其中T1為調壓器（qì）；T2為高壓變壓器，容量應在1KVA左右；VD為高壓矽堆；C為高壓儲能（néng）電容器，容量在2μF以（yǐ）上；L為電流耦合（hé）器（qì）。調節T1調壓（yā）器，使得輸出電壓逐漸（jiàn）升高，直至故障點擊穿。

              圖4-2-1 直（zhí）閃法（fǎ）原理圖

直閃法的波形如圖4-2-2所示:

        圖4-2-2 直閃法波形

3．衝閃法：

當電纜故障點的（de）電阻不是很高（gāo）時，故（gù）障點的泄漏（lòu）電流較大，如果使用直閃法，因T2高壓（yā）變壓器的內阻很大，輸出電壓將無法升高（gāo）到閃絡（luò）電壓，這時必須（xū）使用衝擊高壓閃絡法（衝（chōng）閃法）。衝閃法（fǎ）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（zài）於在儲（chǔ）能電容C和電纜之間（jiān）串入一球間（jiān）隙G。調節（jiē）T1調壓器對（duì）電容（róng）C充電，當電（diàn）容電壓上升到一定程度時，球間隙G擊穿，電容C對（duì）電（diàn）纜放電，由於電容的（de）內阻極小，輸出電壓將能足夠高（gāo）並使得故（gù）障點（diǎn）擊穿。

              圖4-2-3 衝閃（shǎn）法原（yuán）理圖

衝閃法的波形如圖4-2-4所示:

       圖4-2-4 衝（chōng）閃法波形

三、測試步驟

1、接線：

使用脈衝電流法必須配合使用高壓衝擊信號發生（shēng）器（qì），推薦（jiàn）使用集成化的設備，操作簡單，**可靠；也可以使用由分立器件組合成的高壓衝擊放電裝置。

測（cè）試接線如圖4-3-1所示。

              圖4-3-1 與其他高壓設備配合使用（yòng）

以電纜相對（duì）地故障為例，將高壓發生器的高壓輸出線連（lián）接電纜故障相，測試（shì）地線連接電纜的金（jīn）屬護（hù）套（tào）；將脈衝電流耦合器掛（guà）在測試地線上，耦合器輸出插頭接主機  測距  信號插（chā）口。

若電纜是相間故障，則需將高壓發生器測試地線連（lián）接（jiē）另一故障相，並將其接地。

2、選（xuǎn）擇工作模式：

按 脈衝電流 鍵，進入脈衝電流測距模式（shì），其顯示界麵和低壓脈衝法基本相（xiàng）同。

3、選擇測試範圍：

初始測試時選擇的範圍（wéi）應大於電纜全（quán）長至少幾百米，如：電纜（lǎn）全長為800m，則應（yīng）選擇2km範圍，而不（bú）應選擇1km。

若發現可（kě）疑點較近，為了得到更高的測距分辨率，可以適當將範圍縮小。

如果確信故障點已經（jīng）放電（觀察高壓發生器的高壓表（biǎo），發現（xiàn）放（fàng）電時電（diàn）壓跌落明顯，說（shuō）明已放電），但仍然沒有得到放電波（bō）形，說明故障點的擊穿延時有可能較長（zhǎng），可以（yǐ）適當將範圍增大再測試。

4、設定（dìng）波速：

根據（jù）電纜類型設定合適的波（bō）速（sù）。

5、測試並調（diào）整增益：

按（àn） 測試 鍵，儀器進入等（děng）待（dài）觸發狀態，當高壓發生器對電纜放電後，儀器觸發、采集（jí）並顯示波形。若波形（xíng）過（guò）小須調（diào）高增益，反之調（diào）低，再重複測試，直至獲得滿（mǎn）意的脈衝電流波形。

6、故障點定位：

采集到波（bō）形後，按鍵將虛光標（biāo）定位在**個放電脈衝起始點，再按 光標切換 鍵（jiàn），將虛光標變為實（shí）光標，再移動虛光（guāng）標移動到第2個脈（mò）衝起始點，其相（xiàng）對距離即（jí）為故障點。

按 定位／確定 鍵，儀器（qì）能自動進行計算和定標。

           圖4-3-3 典型的衝閃（shǎn）法波形

6、定標時的注意事項：

直閃法和衝閃法的區（qū）別在（zài）於衝閃波（bō）形往往有球間隙放電形（xíng）成的脈衝，而且從球間（jiān）隙（xì）放電到故障點擊穿有一定延時；

由於（yú）雜散電感的影響，往往在反射脈衝波頭有向上凸起，應注意將虛光標定位於向上凸起的起始點；

利用比例放大功能精準定標；

反射波頭（tóu）的凸起起始點有時不易精準定位，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，判斷故障點是否擊穿的方法：

故障點擊穿時（shí），球間隙放電聲清脆響亮，火花較大。而（ér）沒擊（jī）穿時，一般球間隙放電聲嘶啞，不清（qīng）脆，而且火花較弱（ruò）。

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

圖 4-3-5 故障點未擊穿時的典型波形

第五章（zhāng） 聲磁同步定點

一、工作原理

采用波形顯示的聲磁同步法進行故障（zhàng）精準定點，是一種非常精（jīng）準、且唯壹性很好的定點方法，其（qí）原理基於傳統的聲測定點法，但有多項改（gǎi）進（jìn）和提（tí）高。

當高壓發生器對故障電纜進（jìn）行直流高壓衝（chōng）擊，使故障點擊穿放電，放電（diàn）產生的機械振動傳到地（dì）麵，振動信號（hào）被（bèi）高靈敏度的傳感器拾取，經放（fàng）大後用耳機監聽（tīng），便可以聽到“啪、啪”的聲音。這就是（shì）傳統的聲（shēng）測法定（dìng）點的基本原理。

傳統的聲測法定點儀（yí）一般僅使用耳機監聽，或輔以表頭指針擺動來分（fèn）辨（biàn）故障點放電聲音。由於放電聲一瞬（shùn）既逝，而且和環（huán）境噪聲（shēng）區別不大，往往（wǎng）給經（jīng）驗不是十分（fèn）豐（fēng）富的操作者帶來很大困難（nán）。

傳統聲測法經改進後即為聲磁同步（bù）法，利用高（gāo）壓衝擊放（fàng）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（háng）同步。若聽到“啪、啪”聲的同時看到指示燈閃亮（或表針（zhēn）擺動），表明聽到的聲音是（shì）故障點放電聲。聲磁同步（bù）法對聲測法改（gǎi）進很大，但仍（réng）然主要靠人耳對聲音（yīn）進行判斷，仍然對操作者的經驗有很（hěn）高要求。

利用放電脈衝磁（cí）場作為同步信號，對聲（shēng）音進行數字化（huà）采樣，將聲音波形顯示出來，波形（xíng）可以持續保（bǎo）持，避免了聲音轉瞬（shùn）即逝的缺點，而且故障點放電波形和（hé）噪聲有明顯的區（qū）別，更重要的是（shì）多次（cì）放電的聲音波形均非常相（xiàng）似，當觀察到多次放（fàng）電的聲音波形相同時，可以明確判斷已經采集到（dào）了放電聲音。

現（xiàn）場測試時，往往（wǎng）已經聽到故障點放電聲，但僅靠聲音強弱仍很難精準判定故障點位置，特別是當電纜敷設在管道裏麵時，困難更大。通過（guò）檢測電磁信號和聲音信（xìn）號（hào）之間的時間差，可以解決這個問題。由於電磁信（xìn）號的傳播速度是（shì）光速，從電纜傳播到傳感（gǎn）器的時（shí）間可以忽略（luè）不計；而聲音傳播速度相比起來慢的多，為（wéi）每秒幾百米的量級（jí）；因此，通過檢測電磁、聲音信（xìn）號之間的時間差，可（kě）以判斷故障點的遠近。當不斷移動傳感器，找到聲磁時間差*小的點，則其下方就是故障點。應該指出，由於很（hěn）難知道聲（shēng）音在電纜周圍介質中的傳播（bō）速（sù）度，也不（bú）知道電纜埋設的具體深度，所以（yǐ）不可能（néng）確切計算出傳感器和故（gù）障點之間的水平距離（lí）。

二、高（gāo）壓發（fā）生器的接線方法

聲磁（cí）同步定點需要配合使用高壓衝擊信號發生器（qì），並工（gōng）作在周期放電狀態。

1、相線對鎧裝接法：

當發生相地故障、相間合並對地故障，或斷線合並接地故障，總之隻要存在（zài）相對地絕緣損壞，均優先（xiān）采用相對鎧接法，其優點為故障點放（fàng）電聲的傳播衰減較小。

如圖5-2-1所示，將高壓發生（shēng）器的高壓輸出連（lián）接電纜故障相，測試地連（lián）接（jiē）電纜的（de）金屬鎧裝。

                       圖5-2-1 相（xiàng）對鎧接法

2、相間接法：

當發生單純相間故障（沒有合並接地）時，使（shǐ）用相間接法。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，其中一故障（zhàng）相需進行**接地。

                        圖5-2-2 相間接法

3、斷線故障的接法：

對於（yú）單（dān）純斷線故障（沒有發生合並接地），接線示意圖如圖5-2-3所示：

                 圖5-2-3 斷線故障接線示意圖

將高壓發生器的高壓輸出線和測試地線分別（bié）接電（diàn）纜的一完好（hǎo）相線和（hé）故障相線，在電纜的遠端將兩項短路。

三（sān）、定點步驟

1、連（lián）接傳感器和耳機：

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

2、選擇工作模式：

按 定點 鍵，進入聲磁同步定點模式（shì），其顯示界麵如圖5-3-2所示：

       圖5-3-2 主機定（dìng）點（diǎn）模式的配（pèi）置

3、選擇定點區域：

在（zài）定點之前，首先應明確（què）電纜路徑。如果圖紙資料不完整，應進行路徑探測（cè），並做好標誌。

根據測距結果，考慮電纜頭盤餘量（liàng）、地形因素，粗略確定故障點位置，由於不（bú）可（kě）避免的存在估算誤差，一般應（yīng）在（測距值（zhí） ± 50m）之間定點。

注（zhù）意：在脈衝電流測距時，由於放電波形的起始處一（yī）般都有向上的小幅凸起，造成不易精準定位，一（yī）般測距值均略大於實際故障距離，長約10~20m。

在（zài）選定的區域，將傳感器（qì）平放（fàng）於電纜正上方（fāng）的地麵，觀察波形並用耳機監聽，開始定點。

4、調整磁（cí）場增益（yì）：

當高壓發生器開始對故障電纜周期（qī）放電後，調整儀器主機的“磁場增益”旋鈕，使“信號”指示燈的閃亮和（hé）高壓發生（shēng）器的放電形成同步，正常同步時（shí）的磁場波（bō）形和圖5-3-2所示的非常（cháng）相似。如果“信號”指示燈閃亮頻（pín）率很快（如1－2秒閃亮一次），而且磁場波形尖細，毛刺較多（duō），這是由於磁場增益過大（dà），造成電磁噪（zào）聲錯誤觸發，此時需要將磁場增（zēng）益適當調小。

5、調整聲音增（zēng）益：

當調整好磁（cí）場增益正常同步後，再調整“聲音增益”旋鈕。 當（dāng）“信（xìn）號”指示燈閃亮時，聲音（yīn）信號同步采樣（yàng）一次，波形更新。調整“聲音增（zēng）益”旋鈕，使聲音波形足夠大（dà）且不失真。

聲音信號（包括（kuò）噪聲）在不斷變化，要隨時看到真（zhēn）實的聲音波形，需要不斷地調（diào）整其（qí）增益，但根據經驗，聲音信號增益可以調的較大，隻（zhī）要（yào）不是每次都失真即可，不必隨時調整。

6、尋找並逼近故障點：

以大約0.5~2m的間隔移動傳感器，如果連續幾次（cì）放電，均沒有看到如圖5-3-2所示的典型聲音波形，則應繼續（xù）向前移動（dòng），直至多次放（fàng）電的聲音波形都與典型波（bō）形非常相似,而且穩定（dìng）（除非（fēi）當時有很大（dà）的噪聲出現），說明已經到了（le）故障點的附近（jìn），采集到（dào）了真正的故障點放電聲音信號。這時用耳機監聽，會在“信（xìn）號”指示燈閃亮的同時，聽到較沉悶的一聲（shēng）“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（dān）純聽聲較難分辨（biàn）。

7、測量聲磁延時，精準定位：

看到放電聲音波形後，按鍵（jiàn）移動光標（biāo），將其移動到聲音波形的起始點上，在聲音波形顯示區的右上角顯示（shì）聲磁延時值，如圖5-3-2所示。此延時值能代表故障點的遠近，但由於很（hěn）難確知聲音在電（diàn）纜周圍複雜介質中（zhōng）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和故障點之間的（de）精準水平距離。

注意：光標（biāo）在其它位置時，顯示的聲磁延時值沒有意義（yì）。

以較小的間隔（gé）不斷改變傳感（gǎn）器（qì）的位置，並測（cè）量聲磁延時，直至找到延時值*小的點，其正下方即是故障點，誤差（chà）在0.2m之內。

8、利（lì）用磁場極性進行輔助路徑探測：

在電纜的兩側，磁場波形（xíng）的極性相反，可由（yóu）此進行輔（fǔ）助路徑探測。此功能在*終（zhōng）確定故障點精準位置時比較有用。

9、注意事項：

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

有時電（diàn）應（yīng）力震動也能傳到地麵（miàn）。在遠離故障點時，如果非常仔（zǎi）細的監聽，有時能夠在電纜全長上都（dōu）能聽到很微弱的啪啪聲，且不會（huì）隨傳（chuán）感器位置的（de）不同而發生變化，此即為電應力震動，其與真正（zhèng）的故障放電聲差別很大，注意不要誤判。

第（dì）六章 路徑探測

一、工作（zuò）原理

電纜路徑探測的（de）基本原理，是用探測線圈感知加載在待測電纜上的交變電流引起的電磁場。進行路徑探測時，需要用信號發生器向電纜發射音頻信號，用（yòng）主機進（jìn）行接收。

二、信號發生器的接線和使用方法

1、芯（xīn）線-大地接法

芯線-大地接法是對（duì）離線電纜（退出（chū）運行的不帶電電纜）進行路徑探測和鑒（jiàn）別的基本接線（xiàn）方式，信號*強，並能*大程度地抗幹擾。

                   圖（tú）6-2-1 芯線－大地接線法

如圖6-2-1所（suǒ）示，將電（diàn）纜金屬鎧裝（護層（céng））兩端的（de）接地（dì）線均解開，低壓電纜的零線（xiàn）和地線的接地也應解開，將信號發生器輸出線的紅色鱷魚夾夾一條完好芯線，黑色鱷魚夾夾在打入地下的接地釺上。在電纜的對端，對應芯線接打入地下的（de）接地釺。

注意（yì），盡量使用接地釺，而不要直接用接地網！至（zhì）少在電纜（lǎn）的對端必須用接地釺，接地釺還需（xū）要離開接地網一段距離，否則會在其他電纜上造成地線回流（liú），影響探測效果。

2、相線－護層接法：

                      圖6-2-2 相線－護層接法

如圖6-2-2所（suǒ）示，發射信號加在電纜一相和護層之間，對端相線和護層短路，護層兩（liǎng）端保持接地。

這種接法比較簡單，但輻射出（chū）的有（yǒu）效信（xìn）號較小，如果是（shì）多條電纜（lǎn）並行敷設，信號（hào）也會（huì）傳播到其他電纜上（shàng），造成幹擾。故此方法適用（yòng）於簡單現場，若遇到多（duō）條（tiáo）電纜不（bú）易區分（fèn）的問題，可換用芯（xīn）線（xiàn）-大（dà）地接法。

3、連續／斷續輸出模（mó）式選擇（zé）

使用連續輸出模式能夠滿足絕大多數探測（cè）工作的需要；在幹擾較大（dà）的場合可以考慮換用斷續（xù）輸出模式，有助於區分真（zhēn）實信號（hào）和背景噪聲。

需要時，操作信號發生器側接口板上的開關進行“連續”/“斷續”模式切換。

4、信號發射

接好線後，長按  開（kāi）關  鍵打開電源，儀器根據負載情況進行實時全自動阻抗匹配，表頭顯示輸出電流（liú）的大小。

可以通過觀察電流大小，來判斷電纜電流回路的阻抗情況，電流大說明回路阻抗小，信號強（qiáng），易於探測；反之說明阻抗大，信（xìn）號弱，探測靈敏（mǐn）度降低；如果輸出電（diàn）流很小，可能是因接線錯誤造成回路阻抗（kàng）過大（dà），或回路不通（tōng），可能無法（fǎ）探測。

5、電池檢測（cè）

需要（yào）檢（jiǎn）測電池電量時，按  電（diàn）池檢（jiǎn）測  鍵，表頭顯示電池水平，指針位於綠**域表示電池電量正常，若指針位於黃**域，表示電池欠壓（yā），仍可工作一小段時間，建議充電；若指針低（dī）於黃**域，表示電池電量不足，可能無法開機，需充電後再使用。

三、路徑探測步驟

1、連接傳感器和耳機：

將路徑傳感器接主機 路徑 信號插口，耳機（jī）接 耳機 插口。如（rú）圖6-3-1所示：

            圖（tú）6-3-1 主機路徑探測模式的配置

2、選擇工作模式：

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

              圖6-3-2 定點顯（xiǎn）示界麵

3、音峰法探（tàn）測：

旋轉傳感器，使（shǐ）其軸線（xiàn）與提（tí）杆垂直（zhí）、與（yǔ）地麵水平，手提傳感器時，應盡量保持傳感器軸線垂（chuí）直於電纜，如（rú）圖6-3-3(a)所（suǒ）示。將（jiāng）傳感器橫切可能的電纜路徑，觀察信號幅值，越接近電纜，信號越強，耳機聲音也越大，當位於（yú）電纜正上方時（shí），信（xìn）號*強，故為音峰（fēng）法。信號的響（xiǎng）應曲線圖6-3-3（b）所示。

為了正確觀察信號幅（fú）值，應調整信號增益：當傳感（gǎn）器位於電纜正上方信號*強時，信號幅（fú）值在40~80%之間（jiān）比較合適。如（rú）果信號幅值（zhí）過大，應逆時針旋轉“路徑增益”旋鈕以減小增益；反之應調大增益。

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

                  圖6-3-3 音峰法示意圖

4、音穀法探測：

旋轉傳感（gǎn）器，使其軸線與提杆同向、與地麵垂直，如圖6-3-4(a)所示。手提傳感器橫切可能（néng）的電纜路徑，觀察信號幅值，在電纜正上（shàng）方時（shí）信號*弱，偏離電纜，信號會增強，越過某一點後信號再次減弱。信（xìn）號的響應曲線圖（tú）6-3-4(b)所示，為一馬鞍（ān）形曲線，因電（diàn）纜正上方處（chù）於信號*弱的穀值，故稱音穀法（fǎ）。

音（yīn）穀法同樣須調整路徑（jìng）信號增益（yì），使得信號*強時，信號幅值在40~80%之間。

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

                圖6-3-4 音穀法示意圖

5、80%法深（shēn）度測量：

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

         圖6-3-5   80％法深（shēn）度測量

6、45° 法深度測量：

在電纜兩側，分（fèn）別反方向調整（zhěng）提杆，使傳感器（qì）軸線與（yǔ）地麵成45°夾角，橫切電纜（lǎn）路徑，在兩側（cè）分別找（zhǎo）到信號幅值*弱的點（diǎn），則（zé）兩點之間的距離為電纜深度的2倍，如圖6-3-6所示。

          圖（tú）6-3-6   45°法深度測量

第七章 維護

一、充電

當主機屏幕上顯示的電池水平很低，或信號發生（shēng）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（jiān）後，儀器將自動關機。

充（chōng）電（diàn）時，將充電器的輸出插頭插到儀器的 充電 插孔，充電器（qì）的電源插頭插（chā）市電220V插座（zuò），儀器開始充電，充電器（qì）的指示（shì）燈指示充電狀態，紅燈（dēng）表示正在充（chōng）電，綠燈表示充電完（wán）成。將放（fàng）完（wán）電的電池充滿大約需要4小時，充不滿（mǎn）也（yě）可以使用，超過4小（xiǎo）時也不會損壞電（diàn）池。

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