智能電纜故障測試儀簡介

智能電纜故障測試儀系統(tǒng)組成 

由筆記本電腦、測試系統(tǒng)、路徑信號產(chǎn)生器、路徑信號接收器和定位儀器幾部分組成，可完成電纜故障的測試和電纜資料的管理兩項(xiàng)任務(wù)。

筆記本電腦進(jìn)行測量控制、數(shù)據(jù)處理和電纜資料管理。

故障測試系統(tǒng)與筆記本配合可在故障電纜一端測出故障點(diǎn)距測試端的距離，也可用來測量電纜的長度和電波在電纜中的傳播速度。

路徑信號產(chǎn)生器可產(chǎn)生15KHZ、zui大幅度30V的斷續(xù)正弦波信號，用于尋測電纜路徑。

路徑信號接收器用來接收路徑信號，查找電纜走向和估測電纜埋設(shè)深度。

定位儀用于故障點(diǎn)的精確定位。

技術(shù)性能

1、         故障測試系統(tǒng)

●可測試各種電力電纜的各類故障及通信電纜和市話電纜的開路、短路故障。 

●可測量長度已知的任何電纜中電波傳播的速度。

●測試距離：不小于40千米 

●系統(tǒng)誤差：小于0.5米 

●采樣頻率：25MHz 

●測試盲區(qū)：小于5米 

●電源：交流220V±10％

2、路徑儀信號產(chǎn)生器。

●信號頻率：15KHz 

●振蕩方式：斷續(xù)

●輸出功率：30W

●電源：220V±10％ 

2、         定位儀

測試靈敏度：50Ω內(nèi)阻的信號源輸出300Hz信號，定點(diǎn)儀在維持輸出為2V、信雜比優(yōu)于20：1的情況下輸入信號不大于10 μV。 

●輸入阻抗：不小于1.2KΩ。    ●使用2×2000Ω耳機(jī)。 

●工作電壓：9V±10％。         ●使用環(huán)境溫度：-10℃～40℃ 

啟動Windows98后，雙擊桌面上的測試管理系統(tǒng)，屏幕顯示主控界面如右圖。<按“測試”按鈕進(jìn)入測試方式；按“管理”按鈕進(jìn)入電纜資料和測試資料的日常管理；按“幫助”進(jìn)入幫助系統(tǒng)；按“結(jié)束”退出測試管理系統(tǒng)。

*部分 電纜故障測試

測試原理

采用時域反射（TDR）原理，對被測電纜發(fā)射一系列電脈沖，并接收電纜中因阻抗變化引起的反射脈沖，再根據(jù)電波在電纜中的傳播速度和兩次反射波的特征拐點(diǎn)代表的時間，可測出故障點(diǎn)到測試端的距離為：

S=VT/2式中：

S代表故障點(diǎn)到測試端的距離

V代表電波在電纜中的傳播速度

T代表電波在電纜中來回傳播所需要的時間

這樣，在V已知和T已經(jīng)測出的情況下，就可計(jì)算出故障點(diǎn)距測試。端的距離S 。這一切只需稍加人工干預(yù)，就可由計(jì)算機(jī)自動完成，測試故障迅速準(zhǔn)確。

測試系統(tǒng)控制面板介紹

測試面板可分為四部分：菜單欄、狀態(tài)欄、圖形顯示區(qū)、功能鍵區(qū)。

１、菜單欄

菜單欄包括：“數(shù)據(jù)管理”和“測試幫助”兩個菜單項(xiàng)。

“數(shù)據(jù)管理”菜單：包括“打印”，“讀盤”，“存盤”，“結(jié)束”四個菜單項(xiàng)。

    選擇“打印”可將屏幕顯示內(nèi)容用打印機(jī)打印出來；選“存盤”可將測試的波形和數(shù)據(jù)存儲于電腦的硬盤或者軟盤中，作為資料保存；選“讀盤”可調(diào)出以前測試時存在磁盤內(nèi)的波形；選“結(jié)束”可退出該控制面板。

“測試幫助”：點(diǎn)擊該菜單，可顯示測試管理系統(tǒng)的使用說明書，可打印輸出。

2、狀態(tài)欄

狀態(tài)欄里顯示四個方面的信息，zui左邊是測試方式；第二個是選擇的電纜介質(zhì)所對應(yīng)電波速度（若是測速度，則不顯示介質(zhì)信息）第三個是故障距離（或電纜長度），右邊顯示測試日期。
3、圖形顯示區(qū)

圖形顯示區(qū)用來顯示采樣所得的波形，對波形進(jìn)行分析處理和顯示處理結(jié)果。

4、功能鍵區(qū)

功能鍵區(qū)由14個按鍵組成，可分為三類。

初始化數(shù)據(jù)：包括測試方法和介質(zhì)選擇兩個鍵。

測試方法：有兩種選擇，“測故障”和“測速度”。

基本的測試方法有三種， “低壓脈沖”，“沖閃”，“直閃”。

“低壓脈沖”包括有“2μs”和“0.2μs”兩種脈寬可選擇；“沖閃”包括“電感電壓取樣”，“電阻電壓取樣”，“電流取樣”三個菜單項(xiàng)；“直閃”包括“電壓取樣”“電流取樣”兩個菜單項(xiàng)。

介質(zhì)選擇：

程序初始化時設(shè)置為：“油浸紙型”，如果是其他介質(zhì)的電纜，可根據(jù)電纜的介質(zhì)選擇。共有五選項(xiàng)：“油浸紙型”，“不滴流型”，“交聯(lián)乙烯”，“聚氯乙烯”，“自選介質(zhì)”五個菜單項(xiàng) 。

選擇其中一個菜單項(xiàng)就等于選擇一種速度，即電波在該電纜中的傳播速度。

數(shù)據(jù)采樣與測試：共有八個按鍵：

“采樣”鍵：在系統(tǒng)測試時采用。每按動一次“采樣”鍵，系統(tǒng)便采集一次數(shù)據(jù)，并可以在圖形顯示區(qū)繪出波形圖來。

“擴(kuò)展”鍵：為了精確計(jì)算故障距離，按此鍵可將顯示的波形擴(kuò)展后再計(jì)算。每按一次波形擴(kuò)展一倍，按四次為一個循環(huán)。

“卷動”鍵：波形擴(kuò)展后，故障點(diǎn)特征波形可能會出于*屏以外的其它屏內(nèi)，按此鍵可將顯示內(nèi)容一屏一屏地向左移動，直到故障波形在屏顯示出來，便在光標(biāo)精確定位。

“歸位”鍵：需要光標(biāo)快速回到屏幕zui左端時按此鍵。

“定位”鍵：計(jì)算距離起點(diǎn)鍵。在光標(biāo)移動到特征波形的起始拐點(diǎn)處按此鍵。

“左移”鍵和“右移”鍵：這兩個鍵用于控制光標(biāo)的左右移動。當(dāng)按動它們時，游標(biāo)移動，每按一次移動一個單位。此外，為了快速移動游標(biāo)，可以用鼠標(biāo)拖動游標(biāo)，到合適的位置松開即可。

“復(fù)位”鍵：系統(tǒng)復(fù)位鍵。無論系統(tǒng)處于何種狀態(tài)，按此鍵均可進(jìn)入系統(tǒng)主界面。

波形比較：有四個鍵。

“儲存”鍵：按此鍵可將測試的波形和數(shù)據(jù)存儲于電腦中。（“存儲”與“存盤”不同。“存盤”是將數(shù)據(jù)存儲在磁盤上，可長期保存，而“存儲”只是將數(shù)據(jù)存儲在電腦內(nèi)存中，關(guān)機(jī)后數(shù)據(jù)會丟失。）

“調(diào)用”鍵：與“存儲”鍵配合使用。按此鍵可在屏幕上顯示上次存儲的內(nèi)容，以便分析與計(jì)算。

“比較”鍵：按此鍵可將現(xiàn)測的波形和儀器內(nèi)存儲的波形同時顯示在屏幕上，用戶可對這兩幅波形進(jìn)行比較分析。

“平移”鍵：按此鍵進(jìn)入圖形左右移動功能，點(diǎn)“左移”鍵可將兩個波形的起點(diǎn)對齊。

故障測試

故障測試的基本步驟：用搖表或者萬用表測量故障電纜的絕緣電阻，判斷故障性質(zhì)，確定測試方法；測試故障距離；探測故障點(diǎn)附近電纜埋設(shè)的路徑；定點(diǎn)。

本測試系統(tǒng)故障測試有低壓脈沖、直閃、沖閃三種基本方式，再配合不同的取樣方法，共有八種測試方式。

測試前將電纜終端頭的所有連線斷開。

測試系統(tǒng)的面板上有“輸入振幅”和“位移”兩個旋紐，分別用來調(diào)整下次采樣的信號幅度和上下位置。

１、低壓脈沖方式

低壓脈沖用于測試電纜中電波傳播的速度、電纜全長、低阻故障和開路故障。

   儀器連接如右圖。

將測試系統(tǒng)的通信連線與筆記本電腦后面的串口連接，電纜的故障相（被測相）與地線分別接到水阻盤的紅、黑接線柱，水阻盤的輸出與測試系統(tǒng)的輸入相連。也可直接將測試系統(tǒng)的輸入線與故障相及地線相連。

●測速度

對于有些電纜，電波傳播的速度未知，必須通過測試來確定。但測試前必須知道電纜的全長。

 在“測試方法”菜單選擇“低壓脈沖”“測速度”，根據(jù)電纜的長度選擇“0.2μs”或“2μs” ，一般500 m以下用0.2μs。鍵入電纜全長后按“采樣”鍵，配合調(diào)整“位移”和“幅度”旋紐，使信號的幅度和基線處于便于觀察的位置。

移動游標(biāo)至低壓脈沖的下降沿按“定位”，再移動游標(biāo)至反射信號的前沿，屏幕上即可顯示此種電纜中電波的傳播速度。如果發(fā)射和接收的波形離的太近，可按“擴(kuò)展”鍵將波形擴(kuò)展后再計(jì)算。

●測故障

測故障時在“測試方式”菜單選擇“低壓脈沖”“測故障”，并選擇適當(dāng)?shù)拿}沖寬度，按“采樣”后屏幕即顯示故障波形。

開路故障的反射信號與發(fā)送脈沖極性相同，短路故障的反射信號與發(fā)送脈沖極性相反。

注：由于測電纜全長時的接線及波形與測開路故障時*相同，所以設(shè)計(jì)時未單獨(dú)列出測全長菜單。

低壓脈沖測試開路故障（電纜全長）和短路故障的波形如下。2、沖閃方式

    沖閃方式用于測試高阻泄漏性故障，大部分電纜故障都可以使用沖閃方式測試。

    以前采用沖閃電感電壓取樣的時候比較多，現(xiàn)在一般采用電流取樣，因?yàn)椴捎秒娏魅訒r一起不與高電壓直接連接，人身和設(shè)備的安全系數(shù)更高。如果一條電纜上有多處故障或電纜大面積受潮，可采用閃沖電阻取樣方式。

三種閃沖方法的連接圖及波形如下。

沖閃電流取樣波形與沖閃電感電壓取樣波形形同。

3、直閃方式

直閃法用于測試高阻閃絡(luò)性質(zhì)故障。

用直閃法時一定要注意監(jiān)視高壓電流，以防電流過大而燒壞高壓變壓器。

4、測試電纜路徑和埋設(shè)深度

    一起如下圖連接。將測試系統(tǒng)輸出電纜芯線接電纜的一相，地線接電纜地線（鉛包）。（如果故障相的電阻值很低。，可在輸出地線和電纜地線間串接一個幾百歐姆的電阻。）先將輸出電位器調(diào)到zui小，打開電源再將幅度旋鈕調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢?，此時儀器輸出一個15KH_Z正弦信號，此信號在電纜周圍產(chǎn)生電磁場，調(diào)整路徑信號接收器的“音量”和“微調(diào)”旋鈕，使耳機(jī)里的聲音清晰、悅耳，即可尋測電纜路徑和估測電纜埋設(shè)的深度。

●尋測電纜路徑

    當(dāng)探棒處于電纜上方B點(diǎn)時，探棒的線圈與電場平行，線圈沒有切割電力線，線圈中的感應(yīng)電流小，這時耳機(jī)中幾乎沒有聲音。而當(dāng)探棒在A點(diǎn)或者C點(diǎn)時，耳機(jī)中的聲音較大。

    由聲音較小的點(diǎn)所連成的線即為電纜的路徑。

●估測電纜埋設(shè)深度

  將探棒在電纜上方B點(diǎn)右傾斜45^○，然后垂直于電纜走向后退，當(dāng)退到A點(diǎn)時，探棒正對電纜，此時耳機(jī)的聲音較小。     故障定位時是利用高壓設(shè)備給電纜加一沖擊直流負(fù)高壓，用定位儀在測量出的故障點(diǎn)附近檢測電纜故障的放聲點(diǎn)。

    B點(diǎn)到A點(diǎn)的距離，也就是向后退的距離即為電纜埋設(shè)的深度。

    用這種方法可以估測電纜的埋設(shè)深度。

5、故障點(diǎn)定位

    我們使用各種測試方法已測出故障點(diǎn)的距離，但由于各種因素的影響，如測量誤差、電纜的余纜、拐彎等，在地面上不一定能準(zhǔn)確地找到故障，還必須使用故障定位儀來準(zhǔn)確定故障點(diǎn)。

    高壓放電的時間以1秒鐘一次為宜。

    打開定位儀電源，適當(dāng)調(diào)節(jié)音量旋鈕，將定位儀放置在測出的電纜故障點(diǎn)處，應(yīng)該有故障點(diǎn)放電的聲音，如果聽不到可移動定位儀的位置，直到耳機(jī)里的放電聲zui大，此處即為故障點(diǎn)。

6、注意事項(xiàng)

●在測試電纜故障時必須遵守有關(guān)安全規(guī)則。

●在高壓測試中，一切設(shè)備都應(yīng)良好接地，以免燒壞測試設(shè)備。如有條件可將高壓產(chǎn)生器的電源與測試儀器的電源分開。

●在有易燃物品的環(huán)境中利用高壓測試時，應(yīng)有保安措施。

●每次使用電阻閃沖時，應(yīng)對水阻的測值進(jìn)行測量。

●注意人身安全。

●建議加高壓時將電腦的外接電源斷開，不用外接鼠標(biāo)。

第二部分  電纜資料管理

    電纜資料管理部分是利用數(shù)據(jù)庫原理，對電纜資料進(jìn)行日常管理，包括電纜分布圖、編號、起止位置、埋設(shè)深度、日期、電纜介質(zhì)、接頭位置、維修記錄等檔案信息，以便管理人員了解該電纜的所有資料。

點(diǎn)擊系統(tǒng)界面的“管理”命令按鈕，即可進(jìn)入管理系統(tǒng)的操作界面。

    電纜資料管理部分是利用數(shù)據(jù)庫原理,對電纜資料進(jìn)行管理。

點(diǎn)擊系統(tǒng)主界面的"管理"命令按鈕，即可進(jìn)入管理系統(tǒng)的操作界面，點(diǎn)擊"系統(tǒng)登錄"按鈕，系統(tǒng)會提示您輸入密碼；點(diǎn)擊"修改密碼"按鈕，輸入原密碼后，再輸入新密碼，確定即可；點(diǎn)"退出"按鈕，退出電纜資料管理。電纜資料管理的*個界面是變電站信息界面，顯示所有的變電站信息?？蓪ψ冸娬拘畔⑦M(jìn)行添加記錄、編輯記錄、保存記錄、刪除記錄等操作，點(diǎn)擊預(yù)試記錄，可以查看所有的預(yù)試記錄，點(diǎn)擊電纜信息，可以進(jìn)入電纜信息界面。

    電纜資料管理的第二個界面是電纜信息界面，顯示一個變電站所有的電纜信息?？蓪﹄娎|信息進(jìn)行添加記錄、編輯記錄、保存記錄、刪除記錄和查找記錄等操作，點(diǎn)擊電纜基本信息，可以進(jìn)入電纜基本信息界面。

電纜資料管理的第三個界面是電纜基本信息界面，顯示一個電纜基本信息?？蓪﹄娎|信息進(jìn)行添加記錄、編輯記錄、保存記錄、刪除記錄等操作，點(diǎn)擊電纜分布圖，可以查看電纜分布圖，電纜分布圖用來顯示用戶的測試范圍和電纜的分布，可用于故障電纜的查找和確定。點(diǎn)擊預(yù)試記錄，可以查看該電纜所有的預(yù)試記錄。

附錄一配套表