低壓電纜故（gù）障測試儀試驗步驟（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（diàn）力電纜的故障測試，是一套集成化設（shè）備，包括兩（liǎng）台儀器及相（xiàng）關（guān）附件：

主機有以下功能（néng）：

低壓脈（mò）衝（chōng）測距

脈衝電流測距

聲磁同步定點

路徑探測（cè）

電纜路徑探測信號發生器（以下簡稱信號（hào）發生器）

信號發生器用於路徑探測（cè）的信號發射。ST係列綜合測試儀相對於傳統的分體設備，其設備（bèi）件（jiàn）數、體積、重量均（jun1）大幅縮減，且功能強（qiáng）大、簡單易用（yòng）、小巧便（biàn）攜，是傳統設備的（de）換代（dài）產品。

二、3M2773低壓電纜故障測試儀試驗步驟功能特（tè）點

功能全：

低壓脈衝故障（zhàng）測距

脈衝電流故障測距

聲磁同步精準定點

電纜路徑探測（cè）

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（jù）。

脈衝電流法：適用於（yú）高阻（zǔ）、閃絡型故障的測距，使用電流（liú）耦合器從地線上采集信號，與高壓部（bù）分隔離，**可靠。

精（jīng）準定點功（gōng）能：

聲磁同步接收，抗幹擾能（néng）力強。

聲磁信號波形顯示，信號和噪（zào）聲易於區分。

光標測（cè）量聲（shēng）磁延時，精準判斷故障（zhàng）點的遠近。

可根據磁場波形的初始極性，在定點的同時進行路徑探測。

路徑探測功能：

信號發生器（qì）：

大容量鋰離（lí）子電池供電，擺脫市電束縛。

全（quán）自動功率匹（pǐ）配（pèi）和保護（hù），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（háng）80％法或45°法測深。

大屏幕液晶顯示，界麵友好、簡（jiǎn）單易用。

SD卡存儲測試波（bō）形（xíng），存儲容量大，可導入計算機進行存（cún）檔、分析（xī）和打印。

內置大（dà）容量鋰離子電池（chí）供電，配快速充電器。

電源管理（lǐ）：根據不同功能開啟不同的電源通路，盡量（liàng）減小功耗；若15分鍾（zhōng）沒有任何操作，儀器將自動（dòng）關機；電（diàn）池欠壓時也將自動關機（jī），以保（bǎo）護電池。

集成化設備，小巧便攜。

三（sān）、3M2773低壓（yā）電纜故（gù）障測試儀試驗（yàn）步驟技術指標    (M為主機，T為信號發生器，M&T為共同特性)

測距功能（M）：

測距（jù）模式：低壓脈衝、脈衝電流。

采樣頻率：100MHz。

分辨率：低壓脈衝模式1m；脈衝電流模式4m。

低壓脈衝模式發射電壓：30V。

測距範圍：30km。

盲區：2m。

聲磁同步（bù）定點功能（M）：

聲音信（xìn）號通頻帶：中心頻率400Hz，帶寬200Hz。

信號增益：80dB。

定點精度（dù）：0.1m。

路徑探測功能（M）：

接收頻（pín）率：1kHz。

增益（yì）：80dB。

路徑探測信號發生器（T）：

發射頻率：1kHz。

發射功率：≥3.5W。

輸出特性：開路電壓≥100Vp-p；短路電流≥300mA；

根（gēn）據實際負載全自動匹配；自動短路保護。

電源：

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

功耗：主機（M）400mA，可連（lián）續（xù）使用時間（jiān）>6小時；

信號發生器（T）500mA。可連續使（shǐ）用時間>5小時；

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

充電時間（M&T）：<4小時。

顯示方式：主機（M）320×240點陣大屏幕液晶；信號發生器（T）：表頭。

體（tǐ）積（M&T）：210mm×160mm×65mm。

質量：主機（M）0.7kg；信號（hào）發生器（T）0.7kg。

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

四、3M2773低壓電纜故障測試（shì）儀試驗步驟基本（běn）測（cè）試步驟

1、一般步（bù）驟：

故障性質診（zhěn）斷

故障測（cè）距

路徑探測

精準定點

2、故障性質的診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。

首先用兆歐表在電（diàn）纜的一端測量各相對地及相（xiàng）間的絕緣電阻。如果兆歐表的測量值為零，則可能（néng）還有零到上百kΩ的電阻，故還須用萬用表（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（lǎn）的一端將三相短接並對地短路，在另一端重複測（cè）量，判斷是否斷線。

明確故（gù）障性質後，需選擇不同的測距和定點方法，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：脈衝電流測距和（hé）聲磁同步定點需要（yào）配套（tào）使用高壓衝擊信號發生器（該高壓發生器不包含在本套設備中，需另（lìng）配）。

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

第2章 3M2773低壓電纜故障測（cè）試儀（yí）試驗步（bù）驟組成和簡介

包（bāo）括兩台儀器及相關附件：

1.ST-400電力（lì）電纜故障綜合測試儀（簡稱主機）

主（zhǔ）機有以下功（gōng）能（néng），並根據不同功能使用相應附（fù）件：

低壓（yā）脈衝測距，附件：低壓脈衝測試線（xiàn）

脈衝電流測距，附件：脈衝電流耦合器

聲（shēng）磁（cí）同步定點，附件：定點傳感（gǎn）器、耳機

路徑探測，附件：路徑傳感器、耳機

2.電纜路徑探測信號發生器（qì）（簡稱（chēng）信號發生器）

信號發生器用於（yú）路徑探測的信號發射，附件：輸出（chū）連接線、接地釺。

3. 通用（yòng）附件（jiàn）：充電器。

一、電力電纜故障綜合測試儀（M：主機）

主機外觀結構如圖2-1-1所示：

                 圖 2-1-1 主機（jī）外觀和（hé）接口

主機麵板如圖2-1-2所示：

                     圖2-1-2 主機麵板

主機麵板上有以下內容：

液晶屏幕：

顯示各種信息，顯示的內容在以後章節（jiē）中有（yǒu）詳細介紹。

模式選擇鍵及相（xiàng）應指示燈：

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

 低壓脈衝  鍵：進入低壓脈衝測（cè）距模式（開機（jī）默認）。

 脈衝電流（liú）  鍵：進入脈衝電流測距模式。

 定點（diǎn）  鍵：進入（rù）聲磁同步精準定點（diǎn）模式。

 路徑  鍵：進入路徑（jìng）探測接收模式（shì）。

測試鍵和信號指示燈（麵板右下角區域）：

 測試  鍵：低壓脈衝模式：按一下進行一次測試;

脈衝電流模式（shì）：按一下進入等待觸發狀態;

定點、路徑模式：無效。

 信（xìn）號  指示燈：低壓脈衝模式：進行測試時閃亮一次;

脈衝電流模式：觸發時閃亮一次;

定點模式：磁場觸發時閃亮（liàng）一次（cì）;

路徑（jìng）模式：無效。

測距模式（低壓脈衝/脈衝電流）相關按鍵的基本功能：

麵板左下角（jiǎo）區域（yù）的按鍵基本是為了測距功能服務。按鍵上直接（jiē）標注（zhù）的功能為其基（jī）本功能定義，直接按鍵即執行基本功能：

範（fàn）圍＋/－鍵：用（yòng）來改變當前測（cè）試範圍（量程）。

鍵：用來移動光標（biāo）。

定位／確定鍵：定位功能：自動移動光標，定（dìng）位故障點。

確定功能：當某些操作需要時，用來進行確認。

 增（zēng）益（yì）＋/－：用來調整信號增益。

 開關鍵：長按1秒（miǎo）鍾有效，用來打開或關閉儀器電源。

鍵：背光鍵（jiàn），用來打開和關閉液（yè）晶屏背光。背光功能為按鍵抬起執行。

 存儲  鍵：用來存儲當前（qián）波形。

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

測距（jù）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（jiàn）旁邊（biān）標注的上檔功能：

 波速  ＋/－鍵：用來調整電（diàn）纜波速度。

鍵：比例縮放鍵，用於（yú）對波形的縮小／放大顯示。

 光標切換  鍵：用來切換虛（xū）實光（guāng）標。

 暫存  鍵：在儀器內存中暫存當前（qián）波形，以備雙波形比較。

 比較  鍵：同時顯示當前（qián）波形（xíng）和暫存波形（xíng），以便（biàn）比較兩（liǎng）波（bō）形的異（yì）同。

 調出  鍵：調出SD卡中（zhōng）存儲的（de）曆史（shǐ）波形（xíng）。

儀器頂（dǐng）部接口板見圖2-2-2所（suǒ）示：

                圖2-1-3 主機頂接口板（bǎn）

測距插口：低壓脈衝模式下，接低壓脈衝測試（shì）線；

             脈衝電流模式下，接脈衝電流耦合（hé）器。

定點插口：定點模式下（xià），接定點傳感器。

路徑插口：路（lù）徑模式下，接路徑傳感器。

SD存儲卡插槽：SD卡用來存儲測距（jù）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（dàn）出。

主機側麵（miàn）接口板見圖2-1-4所示：

耳機插口：用來在定點、路徑（jìng）模式下，接耳機監聽聲音。

充電插口：用來接充電器，對儀器內置電池充電。

聲音增益：定（dìng）點模（mó）式下，用來調整聲音信號增益。

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

二、電（diàn）纜路徑探測信號發生（shēng）器（qì）（T：信（xìn）號發生器）

信號發生器外觀結構如圖2-2-1所示：

                    圖2-2-1 信（xìn）號發生器外觀和（hé）接口

信號發生（shēng）器麵板如圖2-2-2所示：

              圖2-2-2 信號發生器麵板

信號發生器麵板上有以下內容：

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（zé）顯示電池水平，指針（zhēn）位（wèi）於綠**域表示電池電量正常，若指針位（wèi）於黃**域（yù），表（biǎo）示電池欠（qiàn）壓，仍（réng）可工作一小（xiǎo）段時間，建議充電；若（ruò）指針低（dī）於黃**域，表示電池（chí）電量不足，可能無（wú）法開機，需充電（diàn）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。本功能在開（kāi）機和關機狀態（tài）下均可使用，“電（diàn）源“指示燈：用來表示電源（yuán）狀態。開機後（hòu），本指示燈亮。若電池電量正（zhèng）常，則常亮（liàng）；若電池欠壓（yā），則閃爍；若嚴重欠壓，則自動關機，燈滅。

“信號”指示燈：用來表（biǎo）示（shì）信號輸出（chū）狀態。若選擇“連續”輸出模式，則常亮；若選擇“斷續（xù）”輸出模式，則（zé）閃（shǎn）爍（shuò）。

主機（jī）側麵接口（kǒu）板見圖2-1-4所示：

輸出模（mó）式選擇開關：用來選（xuǎn）擇連續或斷續輸出。斷續（xù）輸出時以輸出0.5秒，停止0.5秒的節奏發射信號。

輸出插口：用來接輸出連接線，對目標電纜發射信號。

充電插口：用來（lái）接充電器，對儀（yí）器內置電池充電（diàn）。

第三章（zhāng） 低壓脈衝法測距

一、適用範圍

低壓脈衝法用於電纜的低阻（zǔ）、短（duǎn）路及斷線故（gù）障；還（hái）可用於測量電纜的長度、波速（sù）度；也可（kě）用於區分電纜的中間頭、T型接（jiē）頭和終端頭。

二、工（gōng）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。測試時向電纜注入一低壓脈衝，脈衝沿電（diàn）纜傳播到阻抗不匹配點，如短路點、故障點、中間（jiān）接頭等，脈衝產生反射，回送到測量點（diǎn）被儀器記錄下來,如圖3-2-1所示：

圖3-2-1 低壓脈衝法原理圖

從儀器發射脈衝（chōng）開始計時，到接收到故障（zhàng）點的反射脈衝（chōng）共需（xū）時Δt；脈衝行波傳播速度為V，則故障點距離Lx為： （3-1）

不匹配點（diǎn）的反（fǎn）射係數ρ為：   （3-2）

其中為（wéi）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；而短路（混線）故（gù）障的反射脈衝與發射脈衝極性相反。因此通過識（shí）別反射脈衝（chōng）的極性，可以判定故障的性質。如圖3-2-1和圖（tú）3-2-2所示：

圖3-2-1 斷（duàn）線故障反射（shè）波形          圖3-2-2低阻/短路故障（zhàng）反射波形

三、測試步（bù）驟

1、接線：

首先用放**將電纜（lǎn）各相線對地充分放電；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（cè）試線的的兩個夾鉗接故障相和地（或兩故障相），如圖（tú）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  開關（guān）  鍵打（dǎ）開電源，按  低壓脈衝  鍵，進入低壓脈衝測距模式（開（kāi）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（jiè）麵

3、選擇測試範圍：

初始測試時選擇的範（fàn）圍應大於（yú）電纜全長至少幾（jǐ）百米，如（rú）：電纜全長（zhǎng）為（wéi）800m，則應選擇2km範（fàn）圍，而不應選擇1km。若發現可疑點（diǎn）較近，為了得到（dào）更高（gāo）的（de）測距分辨率，可以適（shì）當將範圍縮小。每（měi）改變一次範圍，儀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（bō）速（sù）。

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：波速220m/us   

不同生（shēng）產廠家或不同批次的電纜，即使是相（xiàng）同型（xíng）號，其波（bō）速也會有細微差別，當需要精準測距時，需根據（jù）已知的電纜全長校準波速度，參見本節第11條。

5、測試：

按一次 測試（shì）  鍵，即進行一（yī）次脈衝發射，“信號”指示燈閃爍，儀（yí）器接收和處理脈衝反射信號，並進行顯示。

6、調（diào）整增（zēng）益：

增益是指儀器（qì）對信號的（de）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（fú）值足夠大且不（bú）失真。

增益調整方法：按  增益  ＋/－鍵，可以（yǐ）調整信號增益。每（měi）改變一次增益，儀器自動進行一（yī）次測試（shì）。

6、光標定位：

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

注意：光標在其他位置時，顯示的距離（lí）沒有意義。

自動定位方法：按  定（dìng）位（wèi）/確認  鍵，儀器進行自動光（guāng）標定位（wèi）。如果自動定位沒有得到（dào）正確結果，應進行人工定標。

手動光標定位方法：按（àn）鍵，可以左右移動光標。圖3-3-3為一個典型的混線故障波形，虛線光標（biāo）位置即為故障點距離：320m。因為波（bō）形向下，故判斷為混線故障；若波形向上，則（zé）為斷線（xiàn）故障。

圖3-3-3典型的混線故障波形（xíng）定位

6、波形縮放：

如果需要精細觀察，從而得到更高的測距分辨率，可（kě）以將波（bō）形進行水平縮放。

波形縮放（fàng）方法（fǎ）：按鍵將波形放大；按鍵將波形縮小。

在波形放（fàng）大狀態，無法（fǎ）進行自動定位（wèi）。

6、波形暫存和比較：

通過（guò）比較電纜故障線對和完好線對的波形，可以更（gèng）容易識別故障點。

波形比較方法：首先測試得到故障線對波形，按（àn） 暫存 鍵，將當前波形在儀器內存中暫存，屏幕左上角顯示暫存標誌。然後在條件不（bú）變的情況下測試一條完好線對的波形，按 比較 鍵，屏幕上將同時顯示兩條波（bō）形，屏幕上部顯示雙波形比較標誌。通（tōng）過比較兩波形的異同，可以幫助尋找故障點。如圖3-3-4所示：

          圖3-3-4波形比較

7、相對距離測量：

若需得到故障點和參照點（如電纜接頭）的相對（duì）距離，操作如下：

開（kāi）機後默認實光標在無距離位置（zhì）；調整（zhěng）虛光（guāng）標將其移（yí）動到參照點；按 光標切換  鍵，實光標（biāo）和虛光標的位置互換，現在實光標位於參照點，虛光（guāng）標位於無距離；調整虛光標移動到故障點，顯示的距離值即為兩者之間的相對距離，如圖3-3-5所示。

       圖3-3-5 相對距離測量（liàng）

7、波速度校準：

根據已知的電纜全長，可以精準校準波速度。

用一段已知長（zhǎng）度的同類型電纜，測量其對端開路和（hé）短路（lù）波形並比較，將（jiāng）虛光標移動到波形明顯分叉處，調（diào）整波速使得長度測（cè）量值和已知長度相同，則（zé）此時的波速為本條電纜的實際波速（sù）。

8、波形存儲和查看：

按  存儲  鍵將在SD卡中存儲當前測試的（de）波形，按  調出  鍵（即（jí）同時按  Shift 鍵和  存儲  鍵）後（hòu），屏幕顯示*後一次存儲的波形，用 後翻  和  前翻  鍵可以選擇顯示其（qí）他波形。

若需要進行計算（suàn）機存檔管理，或需要進一步分析以及打印，需將SD卡取出，插（chā）入讀（dú）卡（kǎ）並和計（jì）算機連接，將SD卡中存儲的波形數據導入計算（suàn）機，在後台軟件的支持下可以進行存檔、分（fèn）析和打印。

第四章 脈衝電流法測距

一、適用範圍

脈衝電流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（yuán）理

1、基本原理：

當電纜故（gù）障點絕緣電阻較大(大於10倍電纜特性阻抗（kàng）,Rf＞10Zc≈200Ω)時，故障點的反射係數很小，造成反射脈（mò）衝無法分辨（biàn），因此（cǐ）低壓脈衝法無法測距。

使用高壓發生器向（xiàng）故障電纜施加高壓，使得故障點擊穿（chuān）放電，放電脈衝在故障點和測試端之間來回反（fǎn）射，用（yòng）儀（yí）器采樣記錄此信號並測（cè）量時間（jiān）差，將得到故障點的距離。

有兩種方法可以采集放電脈衝信號：電壓取樣和電流（liú）取樣，采用電流取樣即為脈（mò）衝電流法：電流耦合器采集測試地（電纜金屬外皮）流回高壓儲能電容的電流，與高壓部分完全隔（gé）離，**可靠，波形較易識別。

2、直閃法（fǎ）：

直流高壓閃絡法（直閃法）用於測（cè）量閃絡性故障（zhàng），即（jí）故障點（diǎn）絕緣電阻極高，但在做耐壓試驗（yàn）時電壓上升到（dào）一定水平產生閃絡擊穿的故障。

直（zhí）閃法原理如圖4-2-1所示，其（qí）中T1為調壓器；T2為高壓變壓（yā）器，容量應在1KVA左右；VD為高壓矽堆（duī）；C為（wéi）高壓儲能電容器，容（róng）量在2μF以上；L為電（diàn）流耦合器。調節T1調壓器，使得輸出電壓逐漸升高（gāo），直至故（gù）障點擊穿。

              圖4-2-1 直閃法原（yuán）理圖

直閃法（fǎ）的波形如圖4-2-2所示:

        圖4-2-2 直閃（shǎn）法波形

3．衝閃法：

當電纜故障點的電阻不是很高時，故障點的（de）泄漏電流較大，如果使用直閃法，因T2高壓變壓器的內阻很大，輸出電壓將無法（fǎ）升高到閃絡電壓，這時必須使用衝（chōng）擊高壓閃絡法（衝閃法）。衝閃法也適用（yòng）於大多數閃（shǎn）絡型故障。

衝閃法原理如圖4-2-3所示，它與直閃法（fǎ）基本相同，區別在於在儲能電容C和電纜之間串（chuàn）入一球間隙G。調節T1調壓器對電容C充電，當電容電壓上升到一定程度時，球間隙G擊穿，電容C對電纜放電（diàn），由於電（diàn）容的內（nèi）阻（zǔ）極小，輸出（chū）電壓將能足夠（gòu）高並使得故（gù）障點擊穿（chuān）。

              圖4-2-3 衝閃法原理圖

衝閃法的波形如圖4-2-4所示（shì）:

       圖4-2-4 衝閃法波形

三、測試步驟（zhòu）

1、接線：

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

測試接線如圖4-3-1所示。

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

以電（diàn）纜相對地故障為例，將高壓發生（shēng）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；將脈衝電流（liú）耦合器掛在測試（shì）地線上，耦合器輸出插頭接主機（jī）  測（cè）距  信號插口。

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

2、選擇工作模式：

按（àn） 脈衝電（diàn）流 鍵，進入脈（mò）衝（chōng）電流測（cè）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（wéi）應（yīng）大於電纜全長至少幾百米（mǐ），如：電纜全長（zhǎng）為800m，則應選擇（zé）2km範圍，而不應選擇（zé）1km。

若發現（xiàn）可疑點較近，為了得到更高的測距分（fèn）辨率，可以適當將範圍縮小。

如果確信故障點（diǎn）已經放電（觀察高壓（yā）發生器的高（gāo）壓表，發現放電時電壓跌落明顯（xiǎn），說明（míng）已放電），但仍然沒有得到放電波形，說明（míng）故障點的擊穿延時有可能較長，可以（yǐ）適當將範圍增大再測（cè）試。

4、設定波速：

根據（jù）電纜類型設定合適的波速。

5、測試並調整（zhěng）增益：

按 測試 鍵，儀器進入等待觸發狀態，當高壓發生器對電纜放電後，儀（yí）器觸發、采（cǎi）集並顯示波形。若（ruò）波形過小須調高增（zēng）益，反之調（diào）低，再重複測試，直至獲得滿意的脈衝電流波形。

6、故（gù）障點定（dìng）位：

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

按 定位／確定 鍵，儀器能自動進行計算和定標。

           圖（tú）4-3-3 典型的衝閃法波形

6、定（dìng）標時的注意事（shì）項：

直閃法和衝閃（shǎn）法的區別在於（yú）衝閃波形往往有球間隙放電（diàn）形成的脈衝，而且從球間隙放電到故障（zhàng）點擊穿有一定延（yán）時；

由於雜散（sàn）電（diàn）感的影（yǐng）響，往往在反射（shè）脈衝（chōng）波頭有向上（shàng）凸起，應注（zhù）意將虛光標（biāo）定位於（yú）向上凸起的起始（shǐ）點（diǎn）；

利用比例放大功能（néng）精準定標；

反射波（bō）頭的凸起（qǐ）起始點有時不易精準定位，往往造成測距值略大（dà）於實際故障距離；

故障點必須（xū）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（chuān）時，球間隙放電聲清脆（cuì）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。

電纜故障點擊穿時，電壓表指針擺動（dòng）範圍較大。而未擊穿時，電壓表擺動較小，根據儀器記錄（lù）波形判斷。圖4-3-5為電纜未（wèi）擊（jī）穿時的典型波形（xíng）。              

圖 4-3-5 故障點未擊穿時的典型波形

第五章 聲磁同步定（dìng）點

一、工作原理

采用波形（xíng）顯示的聲磁同步法（fǎ）進行故障精準（zhǔn）定（dìng）點（diǎn），是一種非常精準、且唯壹性很好的定點方法，其原理基於傳統（tǒng）的聲測定點法，但有多項改進和提高。

當高（gāo）壓發生器對故障電纜進行直流高壓衝（chōng）擊，使故障點擊穿放電，放電產生（shēng）的機械振動傳（chuán）到地麵，振動信號被高（gāo）靈敏（mǐn）度的傳感器拾取，經放大後用耳機監聽（tīng），便可以聽到“啪、啪”的聲音。這就是傳（chuán）統的聲（shēng）測法定點的基本原理。

傳統的聲測法定點儀一般僅使用耳機監聽，或輔以表（biǎo）頭指針擺動（dòng）來分辨故障點（diǎn）放電聲音。由於放電聲一瞬既逝，而且（qiě）和（hé）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（hěn）大困難（nán）。

傳統聲測法經改進後即為聲磁同步法，利用高壓衝擊放電瞬間的強大（dà）電磁場（chǎng）信號，觸發一個指示燈（dēng）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（dào）指示燈閃亮（liàng）（或（huò）表針擺動），表明聽到的聲音是（shì）故障點放（fàng）電聲。聲磁同步法（fǎ）對聲測法改進很大，但仍然主要靠人耳對聲音進行判斷，仍（réng）然對操（cāo）作者的經驗有很高要求。

利（lì）用放（fàng）電脈（mò）衝磁場作為同步信號，對聲音進行數字（zì）化采樣，將聲音波形顯示出（chū）來，波形可以持續保持，避免了聲音轉瞬即逝的缺點，而且故障點放電波（bō）形和噪聲有明顯的區別，更重要的是多次放電的聲音波形均非常相似，當觀察到多次放電的（de）聲音波形相同時，可（kě）以明確判（pàn）斷（duàn）已經采集到了放電聲音。

現場測試時，往（wǎng）往已經聽到故障點放電聲，但僅靠聲音強弱仍很難精準判定（dìng）故障點位置，特別（bié）是當電纜敷設在管道裏麵時，困難更大。通過檢測電磁信號和聲音信號之間的（de）時間差，可以解決這個問題。由於電磁信號的傳播速度是光速（sù），從電纜傳播到（dào）傳感器的時間可以（yǐ）忽略不計（jì）；而聲音傳播速（sù）度（dù）相比起來慢的多，為（wéi）每秒幾百（bǎi）米的量（liàng）級；因此，通過檢測電磁、聲音（yīn）信號之間的時間差，可以判斷故障點的遠近（jìn）。當不斷移動傳感器，找到聲磁時間差*小的（de）點，則其下方就是故障點。應該指出，由於很難知道聲音在電纜周（zhōu）圍介質中的傳播速度，也（yě）不（bú）知道電纜埋設的具體深度，所以不可能確切計算出傳感器和故障點之間的（de）水平距離（lí）。

二（èr）、高壓發生（shēng）器的接線方法（fǎ）

聲磁同步定點（diǎn）需要配合使用（yòng）高壓衝擊信號發生器，並工作（zuò）在周期（qī）放電狀態。

1、相線對鎧裝接法：

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

如圖（tú）5-2-1所示，將高壓發生器的高壓輸出連接電纜故障相，測試地連接電纜（lǎn）的金屬鎧裝。

                       圖5-2-1 相對鎧接法

2、相間接法：

當發生單（dān）純相間故障（沒有合並接地）時，使用（yòng）相（xiàng）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（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），接線示意圖如圖5-2-3所示：

                 圖5-2-3 斷線故障接線示（shì）意圖

將高壓發（fā）生器（qì）的高壓（yā）輸出線和測試地線分別接電纜的一完好相線和故（gù）障（zhàng）相線，在電纜的遠端將兩（liǎng）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（xìn）號插口，耳機接耳機插口。如圖5-3-1所示：

2、選擇工作模式：

按 定點 鍵，進入（rù）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（jī）定點模式的配置

3、選擇定點區域（yù）：

在定點之前，首先應明確電纜路徑。如果圖紙資料不完整，應進（jìn）行（háng）路徑探測，並做好標誌。

根據測（cè）距結果，考慮電纜頭盤餘量、地形因素，粗略確定故障（zhàng）點（diǎn）位置，由（yóu）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（cè）距時（shí），由於放電波形的（de）起始處一般都有（yǒu）向上的（de）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（zhàng）距離，長約10~20m。

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

4、調整磁場增益：

當（dāng）高（gāo）壓（yā）發生器開始對故（gù）障電纜周期放電後（hòu），調整儀器主機的（de）“磁場增益”旋鈕，使“信號”指（zhǐ）示燈的閃亮和高壓發生器的放電形成（chéng）同步，正常同（tóng）步時的磁場（chǎng）波形和圖（tú）5-3-2所示的（de）非常相似。如果“信號”指示燈閃亮頻率很快（kuài）（如1－2秒閃亮一次），而且磁（cí）場波形尖（jiān）細，毛刺較多（duō），這是由於磁場（chǎng）增益過（guò）大，造成電磁噪聲錯（cuò）誤觸（chù）發，此時需（xū）要將磁場（chǎng）增益適當調小。

5、調整聲音增益：

當調整好（hǎo）磁場（chǎng）增益正常同（tóng）步後，再調整（zhěng）“聲音增益”旋鈕。 當“信（xìn）號”指示燈閃亮時（shí），聲音信號同步采樣一次，波形更（gèng）新。調（diào）整“聲音增（zēng）益”旋鈕，使聲音（yīn）波形足夠大且不失真。

聲音（yīn）信號（包（bāo）括噪聲）在不斷變化（huà），要隨時看到（dào）真實的聲音波形，需要不斷地調（diào）整其增益，但根據經驗，聲音信號增益可以調的較（jiào）大，隻要不是每次都失真（zhēn）即可，不必隨時調（diào）整。

6、尋找並逼近故障點：

以大約0.5~2m的間隔移動傳感器，如果連續幾次放電，均沒有看到如圖5-3-2所示的典型聲（shēng）音波形，則應繼續（xù）向前移動，直至多次放電的聲音（yīn）波（bō）形都與典型波形非常相（xiàng）似,而且穩定（除非當時有很大的噪聲出現），說明（míng）已經（jīng）到了故障點的附近，采集到了（le）真正的故障點（diǎn）放電聲音信號。這時用耳機監（jiān）聽，會（huì）在（zài）“信號”指示燈閃亮的同時，聽到較沉（chén）悶的一聲“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圍，而且單純聽聲較難分辨。

7、測量聲磁延時，精準定位：

看到放電聲音波形後，按鍵移（yí）動光標，將其（qí）移動到聲音波形的起（qǐ）始點（diǎn）上，在聲音波（bō）形顯示區的右（yòu）上角顯示聲（shēng）磁延時值，如（rú）圖5-3-2所（suǒ）示。此延時值能（néng）代表故障點的遠近，但由於很難確知聲音在電纜周圍複雜（zá）介質中的傳播速（sù）度，也不知（zhī）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精準（zhǔn）水（shuǐ）平距離。

注意：光標在其它位置時，顯示的聲磁延時值沒有意義。

以較小的間隔（gé）不斷改變傳感器的位置，並測量聲磁（cí）延時，直至找（zhǎo）到延時值*小的點，其正下方即是故障點，誤差在0.2m之內。

8、利用磁場極性進（jìn）行輔助路徑（jìng）探測：

在電纜的兩側，磁場波形的極性相反，可（kě）由此進行輔助路（lù）徑探測。此功能在*終確定（dìng）故障（zhàng）點精準位置時（shí）比較有用。

9、注意事項：

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

有時電應力震動（dòng）也能傳到地麵。在遠（yuǎn）離故障點時，如果非常仔細的監聽，有時能夠在（zài）電纜全長上都能聽到很微弱的（de）啪啪聲，且不會隨（suí）傳感器位置的（de）不同而發生變化，此即為電（diàn）應力震動（dòng），其（qí）與真正的故障放電聲差（chà）別很大，注意不要誤判。

第六章 路徑探測

一、工作原理

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

二、信號發生（shēng）器的接線和使用（yòng）方法

1、芯線-大地接法

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

                   圖6-2-1 芯線－大地接線法

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

注意，盡量使用接地釺，而不要直接用接地網！至少在電纜（lǎn）的對端必須用接地釺，接地（dì）釺還需要離開接地（dì）網一段距離，否則會在其他（tā）電纜上造成地線（xiàn）回流，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（tú）6-2-2所示，發（fā）射信號加在電纜一相和護層之間，對端相（xiàng）線和護層短（duǎn）路，護層兩端保持接地。

這種接（jiē）法比較簡（jiǎn）單，但（dàn）輻射出的有效信號較小，如果是多條電纜並行敷設，信號（hào）也會（huì）傳播（bō）到其他電纜上，造成幹擾。故此方法適用於簡單現場，若遇到多條電（diàn）纜不易區分的（de）問題，可換用芯線（xiàn）-大地接法。

3、連（lián）續／斷續（xù）輸（shū）出模式選擇

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

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（mó）式切（qiē）換。

4、信號發射

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

可以通過觀察電流大小，來判（pàn）斷電纜（lǎn）電流回路的阻抗情況，電流大說明回（huí）路阻抗小，信號強（qiáng），易於探測；反之說明（míng）阻抗大，信號弱，探測靈敏（mǐn）度降低；如果輸（shū）出電流很小，可能是因（yīn）接線錯誤造成回路阻抗過大，或回路不通，可能（néng）無法（fǎ）探測。

5、電池檢測

需要檢測電池電量（liàng）時，按  電池檢測  鍵，表頭顯示電池水平（píng），指（zhǐ）針位於綠**域表示電池電量正常，若指針（zhēn）位於黃**域，表示電池欠壓，仍可工作一小段時間，建議充（chōng）電；若指針低於黃**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（cè）步驟

1、連接傳感器和耳機：

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

            圖6-3-1 主機路徑探測模式的配置

2、選擇工作模式：

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

              圖6-3-2 定點顯示界麵

3、音峰法探測（cè）：

旋轉（zhuǎn）傳感器，使其軸線與提杆垂直、與地麵水平，手提傳感器（qì）時，應盡量（liàng）保持傳（chuán）感器軸線垂直於電纜（lǎn），如（rú）圖6-3-3(a)所示。將傳感器橫切可能的電纜路（lù）徑，觀察（chá）信號幅值，越（yuè）接近（jìn）電（diàn）纜，信號越強，耳機聲音也越大，當（dāng）位於電纜正上方時，信（xìn）號*強，故為音（yīn）峰法。信號的響應曲線圖6-3-3（b）所示（shì）。

為了正確觀察信號幅值，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%之間比較合適。如（rú）果信號幅值過大（dà），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（xiàng）示意（yì）                (b) 信號響應曲線

                  圖6-3-3 音峰法示意圖

4、音穀法探測：

旋（xuán）轉傳（chuán）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的電纜路徑，觀察信號幅值，在電纜正上方時信號*弱，偏離電纜，信號會增強，越過某一點後信號再次減（jiǎn）弱。信號（hào）的響應曲線圖6-3-4(b)所（suǒ）示，為一馬鞍形曲線，因（yīn）電纜正上（shàng）方處於信號*弱的穀值，故稱音穀法。

音穀法同樣須調整路徑信（xìn）號增（zēng）益，使得信號*強時，信號幅值在40~80%之（zhī）間。

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

                圖6-3-4 音穀法示意圖

5、80%法深度測（cè）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，找到左右兩側信號幅值減弱到*大幅值80％的（de）點，則兩點（diǎn）之間的距離等（děng）於電纜深度，如圖6-3-5所示。注意：如果存（cún）在鄰近管線，由於其感應電流的影響，*大幅值點往往（wǎng）稍偏離待測電纜正上方，且兩側的*大值到80％點的距離並（bìng）不（bú）一定相等。

         圖6-3-5   80％法深度測量

6、45° 法深度測量：

在電纜（lǎn）兩側，分別反方（fāng）向調整提杆（gǎn），使（shǐ）傳感器軸（zhóu）線與地麵成45°夾角，橫切電纜路徑，在兩（liǎng）側分別找到信號幅（fú）值*弱的（de）點，則兩點之（zhī）間的距離為電（diàn）纜（lǎn）深（shēn）度（dù）的2倍，如圖6-3-6所（suǒ）示。

          圖6-3-6   45°法（fǎ）深度測量

第七章（zhāng） 維護

一、充電

當主機屏幕上（shàng）顯（xiǎn）示的電池水平很低，或信號發生器“電源”指示燈閃爍（shuò）時，需要對其充電，在繼續使用一小段時間後，儀器將自動（dòng）關機。

充電時，將充電器（qì）的輸出插頭插到（dào）儀（yí）器的（de） 充電 插孔，充電器的電（diàn）源插（chā）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（chéng）。將放完電的電（diàn）池（chí）充滿大約需要4小時，充不滿也可以使用，超過（guò）4小時也不會損壞電池。

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