通（tōng）信型（xíng）電纜故障測試（shì）儀使用說明

一章 3M2773通信（xìn）型（xíng）電纜故障測（cè）試儀使用說明概述

一、用途

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

主機有以下功能：

低壓（yā）脈衝測距

脈衝電流測距（jù）

聲磁同步定點

路徑探測

電纜路徑探測信號發生器（以下簡稱信號發生器）

信號發生（shēng）器用於路（lù）徑探測的信（xìn）號發射。ST係列綜合測試儀相對（duì）於傳統（tǒng）的分體設（shè）備，其設備件數、體積（jī）、重量均大幅縮減，且功能強大、簡單易用、小巧便（biàn）攜，是傳統設備的（de）換代產品。

二、3M2773通信型電纜故（gù）障測試儀使用說明功（gōng）能特點

功能全：

低壓（yā）脈衝故障測距（jù）

脈衝電流故障測距

聲磁同步精（jīng）準定點

電纜路徑探測

故（gù）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。

脈衝電流法：適（shì）用於高阻、閃絡型故障的測距，使用電流耦合器從地線上采（cǎi）集信號，與高壓部分隔離，**可靠。

精準定點（diǎn）功能：

聲磁同步接收，抗幹擾能力強。

聲磁信號波形顯示，信號和噪聲易（yì）於區分。

光（guāng）標測量聲磁（cí）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（jìn）行路徑探測。

路徑探測功能：

信號發生（shēng）器（qì）：

大容（róng）量鋰離子電池（chí）供電，擺（bǎi）脫市電束縛。

全自動功率匹配和保護，無（wú）需人工調（diào）整。

較大功率輸出。

音峰／音穀法路徑探測。

信號幅（fú）值顯（xiǎn）示（shì）。

可進行80％法或45°法測深。

大屏幕液晶（jīng）顯示，界麵友好、簡單易用（yòng）。

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。

內置大容量鋰離子電池供電，配快速充電器。

電源管理：根據不同功能開啟不同的電源通路（lù），盡量減小功耗；若15分鍾沒有任何（hé）操作，儀器將自動關機；電池欠壓時（shí）也將自動關機，以保護電池。

集成化設備，小巧便攜。

三（sān）、3M2773通信型電纜故障測試儀（yí）使用說明技術指標    (M為主機，T為（wéi）信號發生器，M&T為共（gòng）同特性)

測距功能（néng）（M）：

測距模式：低（dī）壓脈衝、脈衝電流。

采樣頻率（lǜ）：100MHz。

分辨率：低壓脈（mò）衝模式1m；脈衝電流模式4m。

低壓脈衝模式發射電壓（yā）：30V。

測距範圍：30km。

盲區（qū）：2m。

聲磁同步定點功能（M）：

聲（shēng）音（yīn）信號通頻帶：中心頻率（lǜ）400Hz，帶（dài）寬200Hz。

信號增益：80dB。

定點精度：0.1m。

路（lù）徑探測功能（M）：

接收頻率：1kHz。

增（zēng）益：80dB。

路（lù）徑探測信號發生器（T）：

發射頻率：1kHz。

發射功率：≥3.5W。

輸出（chū）特性：開路電（diàn）壓≥100Vp-p；短路電流≥300mA；

根據實際負載全自動匹（pǐ）配；自動短路保護。

電（diàn）源：

電池（M&T）：內置鋰離子電池組，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小時；

充電器（qì）（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（diǎn）陣大屏幕液晶；信（xìn）號發生器（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通信型電纜故障測試儀使用說明基本測試步驟

1、一般步驟：

故障性（xìng）質診斷

故障測距

路徑探測

精準定點

2、故障性（xìng）質的診斷和測試方法的選擇。

在電纜（lǎn）發生故障後（hòu），須首先判斷電纜的故障性質。

首先用兆歐表在電纜的一（yī）端測量各相對地及相間的絕（jué）緣電阻。如果兆歐表的測量值為零，則可能還（hái）有零到上百kΩ的電阻，故還須用萬用表測量電（diàn）阻值；如各相對地（dì）及相間絕緣電阻很高，絕緣正常，則應測（cè）試導體是否斷線：在電纜的一（yī）端將（jiāng）三相短接並對地短路，在另一端重複測量，判斷是否斷線。

明確故障性質（zhì）後，需選擇不同的測距和定（dìng）點方法，見下表：

表（biǎo）1-4-2：故障性質和（hé）測試方法選擇表

備注（zhù）： 
（1） 表（biǎo）中（zhōng）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（yòng）高壓衝擊信號發生器（該高壓發生器不包（bāo）含在本套設備（bèi）中，需（xū）另配）。

（2）音（yīn）頻法定點低阻故障為備選方案，聲磁同步不成功時選用（yòng），需配套使用（yòng）路（lù）徑探測信號發（fā）生器。

第2章 3M2773通信型電纜（lǎn）故障測試儀使用說明組成和簡（jiǎn）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儀（yí）（簡稱主機（jī））

主機有（yǒu）以下功能，並根據（jù）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

脈衝電流測距，附件：脈（mò）衝電流耦合器

聲磁同步定點，附件：定點傳感器、耳（ěr）機

路徑探測，附件（jiàn）：路徑傳感器、耳機

2.電（diàn）纜路（lù）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（shè），附件：輸出連接線、接地釺。

3. 通用附件：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 主機外觀（guān）和接口

主機麵板如圖2-1-2所示：

                     圖2-1-2 主機麵（miàn）板

主機（jī）麵板（bǎn）上有以下內（nèi）容：

液晶屏幕：

顯示各種信息，顯示的內容在以後章節中有（yǒu）詳細介紹。

模式選擇鍵及（jí）相應指示燈：

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

 低壓（yā）脈衝  鍵：進入低壓脈衝測距模式（開機默（mò）認（rèn））。

 脈衝電流  鍵：進入脈衝電流測距模式。

 定（dìng）點  鍵：進入聲磁同步精準定點模式。

 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（miàn）板右下角區域）：

 測試  鍵：低壓脈衝（chōng）模式：按一下進（jìn）行（háng）一次測試;

脈衝電流模式：按（àn）一下進入等待（dài）觸發狀態;

定點、路徑模式（shì）：無效。

 信號  指（zhǐ）示燈：低壓（yā）脈衝模式：進行（háng）測試（shì）時閃亮一次;

脈衝電流模式：觸發時閃亮一次;

定點模式（shì）：磁場觸發時閃亮一次;

路徑（jìng）模（mó）式：無效。

測距（jù）模式（低壓脈衝/脈衝電流）相關按鍵的基本（běn）功能：

麵板左下角區域的按（àn）鍵基本是為了測距功能服務。按鍵上直接標注的功能為其基本功能定義，直接按鍵即執行（háng）基本功能：

範圍＋/－鍵：用來改變當前（qián）測（cè）試範圍（量程）。

鍵：用（yòng）來移動光標。

定（dìng）位／確定鍵：定位功能：自動（dòng）移動光（guāng）標，定位故障點。

確（què）定功能：當某些操作（zuò）需要時，用（yòng）來進行確認。

 增益＋/－：用來（lái）調整信號增益。

 開關鍵：長按1秒鍾有（yǒu）效，用來打開（kāi）或關閉儀器電源。

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

 存儲（chǔ）  鍵：用來存儲（chǔ）當前波（bō）形。

 後翻  和  前翻  鍵：當調出SD卡已存儲的波形時，用來選擇（zé）需要查看的波形，後（hòu）翻（fān）選擇上（shàng）一（yī）個，前翻選擇下一個。

測距（jù）模式相關（guān）按鍵的上（shàng）檔（Shift）功能（néng）：

按住Shift鍵（基本功能的鍵）不放，再（zài）按其（qí）它鍵，則（zé）執行鍵旁邊標注的上檔功能：

 波速  ＋/－鍵：用來調整電（diàn）纜波速（sù）度。

鍵：比例縮放鍵，用（yòng）於對波形的縮小（xiǎo）／放大顯示。

 光標切換  鍵：用來切換虛實光標。

 暫（zàn）存  鍵：在儀器（qì）內存中暫存當前波形，以備（bèi）雙波形比較。

 比較  鍵：同時顯示當前波形和暫存波形，以便（biàn）比較兩波形的異同。

 調出  鍵：調出（chū）SD卡中存儲的曆史波形。

儀器頂部接口板（bǎn）見圖2-2-2所示：

                圖2-1-3 主機頂接口（kǒu）板

測距插（chā）口：低壓脈衝（chōng）模式下，接低（dī）壓脈衝測試線；

             脈衝電流模式下，接脈衝電流耦合器。

定點插口（kǒu）：定點模式下（xià），接定點傳感器。

路徑插口：路徑模式下，接路徑傳感器。

SD存儲卡插槽：SD卡用來存儲測距波形。需要時將SD卡插入插槽，按壓到底；需要取出時（shí），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：用來在定點、路（lù）徑模式下，接耳機監聽聲音。

充電插口（kǒu）：用來接充電器，對儀器（qì）內置電池（chí）充電。

聲音增益：定點模式（shì）下，用來調（diào）整聲音信號增益。

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

二、電纜路徑探測（cè）信號發生器（T：信號發生器）

信號（hào）發生器外觀結構如（rú）圖2-2-1所示：

                    圖2-2-1 信（xìn）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（xìn）號發生（shēng）器麵板

信號發生器麵板上有以下內（nèi）容：

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

按  電池檢測  鍵則顯示電池水平，指針位於綠**域表示（shì）電（diàn）池電量正常，若指針位於黃**域，表示電池欠壓，仍可（kě）工作一小段時間，建議充電（diàn）；若指針低於黃**域，表示電池電量不足，可能無（wú）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（diàn）源。

 電池檢測（cè）  鍵：用（yòng）來檢測電池電量水平，按下後觀察表（biǎo）頭顯示可判斷電池電量是否正常。本功能在開機和關機（jī）狀（zhuàng）態下均可使用（yòng），“電源“指示燈：用來表示電源（yuán）狀態（tài）。開機後，本指示燈亮。若電池電（diàn）量正常，則常亮；若電池欠壓，則（zé）閃爍；若嚴重欠壓，則自動關機，燈滅。

“信（xìn）號”指示燈：用來表示信號輸出狀態。若選擇“連續”輸出模式，則常（cháng）亮（liàng）；若選擇“斷續”輸出模式，則閃（shǎn）爍。

主機側麵接口板見圖2-1-4所示：

輸出模式選擇開關：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：用來接（jiē）充電器，對儀器內置電池充電。

第三章 低壓脈衝法測距

一、適用範圍（wéi）

低壓脈衝法用於電纜的低（dī）阻、短路及斷線（xiàn）故障；還可用於測量（liàng）電（diàn）纜的長（zhǎng）度、波速度；也（yě）可用於區分電纜的中間頭、T型接頭和終端頭。

二、工作原理

低壓脈衝法使用（yòng）時域反射法（TDR）原理，又（yòu）叫（jiào）脈衝反射法。測試時向電纜注入（rù）一低（dī）壓脈（mò）衝，脈衝沿電纜傳播到阻抗不匹配點（diǎn），如短路點、故障點、中間接頭（tóu）等，脈衝產生反射，回送到測量點被儀器記錄下來,如圖3-2-1所示：

圖3-2-1 低壓脈衝法原理圖

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

不匹配點的反（fǎn）射係數ρ為：   （3-2）

其（qí）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（ér）短路（混線）故障的反射脈衝與發射脈衝極性相反。因此（cǐ）通過識別反射脈衝的極性，可以（yǐ）判定故障的性質（zhì）。如圖（tú）3-2-1和圖3-2-2所（suǒ）示：

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

三、測試步（bù）驟

1、接線：

首先用（yòng）放**將電纜各相線對地充分放電；將低壓脈衝測試線的（de）插頭接主機頂接口板（bǎn）的  測距  信號插口（kǒu），測試線的的兩個夾鉗接故障相（xiàng）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（zhǎng）按  開關（guān）  鍵打開（kāi）電源，按  低壓（yā）脈衝  鍵，進入低壓脈衝測距模式（開（kāi）機默認），低壓（yā）脈衝（chōng）法的顯示界麵（miàn）如（rú）圖（tú）3-3-2所示：

              圖3-3-2 低壓脈衝法（fǎ）顯示界麵

3、選（xuǎn）擇測試範圍：

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

4、設定波速：

根據電纜的類型設定（dìng）合適的波速。

幾種常用（yòng）電力電（diàn）纜的波速（sù）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（xī）全塑（sù）電纜：波速201m/us

橡膠電纜：波速220m/us   

不同（tóng）生產廠家或不同（tóng）批（pī）次的電纜，即使是相同型號，其波速也會有細微差別，當（dāng）需（xū）要精準測距時，需根據已知的電纜全長校準波速度，參見本節第11條。

5、測試：

按一（yī）次 測試  鍵，即（jí）進行一次脈衝發射，“信（xìn）號”指示（shì）燈（dēng）閃爍，儀（yí）器接收和處理脈衝反射信號（hào），並進行顯示（shì）。

6、調整增益：

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

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

6、光標定位：

反射脈衝波形的起始位置是故障位置。將光標（biāo）移動（dòng）到（dào）脈衝波形開始（shǐ）有明顯變（biàn）化的位置（如圖3.4.2虛光標位置），屏幕右（yòu）上（shàng）角（jiǎo）顯示的（de）距（jù）離（lí）就是故障距離。

注意：光標在其他位置時，顯示的距離沒有意義（yì）。

自動定位方（fāng）法：按  定位/確認  鍵，儀器進行（háng）自動光標定位。如果自動定位沒（méi）有得到正確結果，應進行人工定標（biāo）。

手動光標定位方（fāng）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，虛線光標位置即為故障點距離：320m。因為波形向下，故判斷為混線故障（zhàng）；若（ruò）波形向（xiàng）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，從而得到更高的測距分（fèn）辨率（lǜ），可（kě）以將波形進行水平縮放。

波形縮放方法：按鍵將波形放大；按鍵將波形縮小。

在波形放大狀態，無法進行自動定位。

6、波形暫存和比較：

通（tōng）過比較（jiào）電纜故障線對和完好線對（duì）的波（bō）形，可以更容易識別故障點（diǎn）。

波形比較方法：首先測試得到故障線（xiàn）對波形（xíng），按 暫存 鍵，將（jiāng）當前波形在儀器內存中暫存，屏幕左上角顯示暫（zàn）存（cún）標誌。然後在條件不變（biàn）的情況下（xià）測（cè）試一條（tiáo）完好線對的波形，按（àn） 比較 鍵，屏幕上將同時（shí）顯（xiǎn）示兩條波形，屏幕上部（bù）顯示雙波（bō）形比較標誌。通過比較兩（liǎng）波形的異同，可以（yǐ）幫助尋找故障點。如圖3-3-4所示：

          圖3-3-4波形比（bǐ）較

7、相對距離測量：

若需得到故障點（diǎn）和參（cān）照點（如電纜接頭）的相對（duì）距離，操作如下：

開機後默認實光標在無距（jù）離位置；調整虛光標將（jiāng）其移動到參照點；按（àn） 光標切換  鍵（jiàn），實光標和虛（xū）光標的位置互換，現在（zài）實光標位於參照點，虛光標位於無距離；調整虛光標移（yí）動到故障點，顯示（shì）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（xiàng）對距離測量

7、波速度校準：

根據已知的電纜全長，可以精準校準波速度。

用一段已知長度的同類型電纜，測（cè）量其對端開路和短路波形並比較，將（jiāng）虛光標移（yí）動到波形明顯分叉（chā）處，調整波速使（shǐ）得長度測量值和已知長度相同，則此時的波速為本條電纜（lǎn）的實際波速。

8、波形存儲和查看：

按  存儲  鍵將在（zài）SD卡中存儲當前測試的波（bō）形，按  調出  鍵（即同時按  Shift 鍵和  存儲（chǔ）  鍵）後，屏幕顯示（shì）*後一次存儲的波形，用 後翻  和  前翻  鍵（jiàn）可以選擇顯示其他波形。

若需要進行計算機存檔管理，或需要進一步分析以及打印，需將SD卡取出，插入讀卡並和計算機（jī）連接，將SD卡中存（cún）儲的波形數據導（dǎo）入計算機，在後台軟件的支持下可以進行存檔（dàng）、分（fèn）析和打印（yìn）。

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（de）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（gōng）作原理

1、基本原理：

當電纜故障點絕緣電（diàn）阻（zǔ）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，造成反射脈衝無法分辨（biàn），因此低壓脈衝法無法測距。

使用高壓（yā）發生器向故障（zhàng）電纜施加高壓，使得故障點擊穿放電，放電脈衝在故（gù）障點和測（cè）試端之間來回反射，用儀（yí）器采樣記錄此信號並測（cè）量時間差，將得到故障點的距離。

有兩（liǎng）種方法可（kě）以采（cǎi）集放（fàng）電脈衝（chōng）信號：電（diàn）壓取樣和電（diàn）流（liú）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（電纜金屬外皮）流回高壓儲能（néng）電容的電流，與高壓（yā）部（bù）分完全隔（gé）離，**可靠，波形較易識別。

2、直閃法（fǎ）：

直（zhí）流高壓閃絡法（直閃法）用於測量閃絡性故障，即故障點絕緣電阻極高，但（dàn）在做耐壓試（shì）驗（yàn）時電壓上升到一定水平產生閃絡擊穿（chuān）的故障。

直閃法原理如圖4-2-1所示，其中T1為調壓器（qì）；T2為高壓變（biàn）壓器，容量應在1KVA左右；VD為（wéi）高壓矽堆；C為（wéi）高壓儲能電容器，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4-2-2 直閃法波形

3．衝閃法：

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

衝閃法原理如圖（tú）4-2-3所示，它與（yǔ）直閃法基本相同，區（qū）別在於在儲能電容C和（hé）電纜之間串入一（yī）球間隙G。調（diào）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（xì）G擊穿（chuān），電容C對電纜放（fàng）電，由於電容的內阻極小，輸出電壓將能足夠高（gāo）並使得故障點擊穿。

              圖4-2-3 衝閃（shǎn）法原理圖

衝閃法的（de）波形如圖4-2-4所示:

       圖（tú）4-2-4 衝閃（shǎn）法波形

三、測試步驟

1、接線（xiàn）：

使用脈衝電流法必須配合使用高壓衝擊信（xìn）號發生器，推薦使用集成化的設備，操作簡單，**可靠；也可以使用由（yóu）分立器件組合成（chéng）的高壓衝擊放（fàng）電裝置。

測試接（jiē）線如圖4-3-1所示。

              圖4-3-1 與（yǔ）其他高（gāo）壓設備配（pèi）合使用

以電纜相對（duì）地故障為例，將高壓發生器的高壓輸出線（xiàn）連接電纜故障相，測試地線連接電纜的金屬護套；將脈衝電流耦合器掛在測試地線上，耦合器輸出插頭接主（zhǔ）機  測（cè）距  信號插口。

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

2、選擇工作模式：

按 脈衝電流 鍵，進（jìn）入脈衝電流測距模式，其顯示界麵和低壓脈衝法基（jī）本相同。

3、選擇測試範圍：

初始測試時選擇的範圍應大（dà）於電纜全長至少幾百米，如：電纜全長為800m，則應（yīng）選擇2km範（fàn）圍，而不應選擇（zé）1km。

若發現可疑點較近，為了（le）得到（dào）更高的測距分辨（biàn）率，可以適當將（jiāng）範圍縮小。

如果確信故障點已經放電（觀察高壓發生器的高壓（yā）表（biǎo），發現放電時電壓跌落（luò）明顯，說明已放電），但仍（réng）然沒有得到放電波形（xíng），說明（míng）故障點的擊（jī）穿延時有可能較長，可以適當將範圍增大再測試。

4、設定波速：

根據電纜類型設（shè）定合適的波速。

5、測試並調整增益：

按 測試 鍵，儀器進入等待（dài）觸發狀態，當高壓發生器對電（diàn）纜放電後，儀器觸發（fā）、采集並顯示波（bō）形。若波形（xíng）過小須調高增益，反之調（diào）低，再重複測試，直至獲得滿意的脈衝（chōng）電流（liú）波（bō）形。

6、故障（zhàng）點定（dìng）位：

采集到波（bō）形後，按鍵將虛（xū）光標定位在**個放電脈（mò）衝起始點，再（zài）按 光標（biāo）切換 鍵，將虛光標變為實光標，再移動（dòng）虛光標移動到第2個脈衝起始點，其相對距離即為故障點。

按 定位／確定 鍵，儀器能自動進（jìn）行計（jì）算和定標。

           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（chōng）閃法的區別在於衝（chōng）閃（shǎn）波形往往有球（qiú）間（jiān）隙放電形成的（de）脈衝，而且從球間隙放電到故（gù）障點（diǎn）擊穿有一定（dìng）延時（shí）；

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

利用比例放大（dà）功能精準定標；

反射波頭的凸起起（qǐ）始（shǐ）點有時不易精（jīng）準定位（wèi），往往造成測距值略（luè）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（diǎn）是否擊穿的方法：

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

電纜（lǎn）故障點擊穿時，電壓表指針（zhēn）擺動範圍較大（dà）。而未擊穿時，電壓表擺動較小，根據儀器記錄波形判（pàn）斷。圖4-3-5為電纜未擊穿時的典型波形。              

圖 4-3-5 故障點未擊穿時的典型波形（xíng）

第五章 聲（shēng）磁（cí）同步定點

一、工作原理

采用波（bō）形（xíng）顯示的聲磁同步法進行故障精準定點，是一種非常精準、且（qiě）唯壹（yī）性很好的定點方法，其原理基於傳統的聲（shēng）測定點法，但（dàn）有多項改進和提高。

當高壓發（fā）生器對故障電纜（lǎn）進行直流高壓衝擊，使故（gù）障點（diǎn）擊穿放電，放電產生的（de）機械振動傳到地麵，振動（dòng）信號被高靈敏度的傳感（gǎn）器拾取（qǔ），經放大後用耳機監聽，便可以聽到“啪、啪”的聲（shēng）音。這就是傳統的聲測法定點的基本原理。

傳統的聲測法定點（diǎn）儀一般僅使用耳機監聽，或輔（fǔ）以表頭指（zhǐ）針擺動來分辨故障點放電聲音。由於放電聲一瞬（shùn）既逝，而且和環境噪聲區別（bié）不大，往往給經驗不是十分豐富的操作者帶（dài）來很大困難。

傳統聲測法經改進後即為聲（shēng）磁同步法，利用高壓衝（chōng）擊放電瞬間的強大電磁場信號，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（kàn）到指示燈閃亮（liàng）（或表針擺動），表明（míng）聽到的聲音是故障點放電聲。聲磁同步法對聲測（cè）法改進很大，但仍然主要靠（kào）人耳對聲音（yīn）進行判斷，仍然對操作者的經驗有很高要求（qiú）。

利用放電脈衝磁場作為同步信（xìn）號，對聲音進行數字化采樣，將（jiāng）聲音波形（xíng）顯示出來，波形可以持續保（bǎo）持，避免了聲音轉瞬即逝的缺點，而且故障點放電波形和噪聲有明顯的區別，更重（chóng）要的是多次放電的聲音波（bō）形均非常相似，當觀察到多次放電的（de）聲音波（bō）形相同時，可（kě）以明確判（pàn）斷已經采集到了放電聲音（yīn）。

現場（chǎng）測試時，往往已經（jīng）聽（tīng）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。通過檢測電磁信號和聲音信號之間的時間差，可以解決這個問題。由於電磁信號的傳播速度是光速，從電纜傳播到傳感器的時間可以忽略不計；而聲音傳播速度相比起來慢的多，為每秒幾百米的量級；因此（cǐ），通過檢測電磁、聲音信號之間的時間差，可以判斷故障點的遠近。當不斷移動傳感器（qì），找到聲磁時間差*小的點，則其下方就是故障點。應該指出，由於很難知道聲音在電纜周圍介質中的傳播速（sù）度，也不知道電纜埋設（shè）的具（jù）體深度，所以不可能確切（qiē）計算出傳感器和故障點之間的水平距離（lí）。

二（èr）、高（gāo）壓發生器的接線方法

聲磁同步定點需要配合使用高壓衝擊信號發生器，並工作在周期（qī）放（fàng）電（diàn）狀態。

1、相線對鎧裝（zhuāng）接法：

當發生相地（dì）故障、相間（jiān）合並對地故障，或斷線合並接地故障，總之隻要（yào）存在相對地（dì）絕緣（yuán）損壞，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較小。

如圖5-2-1所示，將高壓（yā）發生器的高壓（yā）輸出連接電纜（lǎn）故障相，測（cè）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：

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

                        圖5-2-2 相間接法

3、斷線故障的接法：

對於單純斷線（xiàn）故（gù）障（沒有發生合並接地），接線示意圖（tú）如（rú）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接電纜的一完好相線和故障相線，在電纜的遠端將兩項（xiàng）短路（lù）。

三、定點步驟

1、連接傳感器和耳機：

將定（dìng）點傳感器接主機定點信號插口，耳機接耳機插口。如（rú）圖5-3-1所示：

2、選擇工（gōng）作模式：

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（diǎn）模式的配置（zhì）

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（zhěng），應（yīng）進行路徑探測，並做好標誌。

根（gēn）據（jù）測距結（jié）果，考慮電纜頭盤餘（yú）量、地形因素，粗略確定故障點位置，由於不可避免（miǎn）的（de）存在估算誤差，一般應在（測距值 ± 50m）之間定點。

注意：在脈衝電流測距時，由於放電波形的起始處一般都有向（xiàng）上的小幅凸起，造成不易精準定（dìng）位，一般測距值（zhí）均略大於實際（jì）故（gù）障距離，長約10~20m。

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

4、調整磁場（chǎng）增益：

當（dāng）高壓發生器開始對故障電纜周期放電後，調整儀器主機的“磁（cí）場增益”旋鈕，使“信號”指示燈的閃亮和高壓發生器的放電形成同步，正常同步時的（de）磁場波形和圖5-3-2所示的非常相（xiàng）似。如果“信號（hào）”指（zhǐ）示燈閃亮頻率很（hěn）快（如1－2秒閃亮一次），而且磁場波形尖細，毛刺較多，這是由於磁場增益過大（dà），造成（chéng）電磁噪聲（shēng）錯誤觸發，此（cǐ）時需要將磁場增益適當調小。

5、調整聲音增益：

當調整好磁場增益正（zhèng）常同步後，再調整“聲音（yīn）增益（yì）”旋鈕。 當“信號”指示燈閃（shǎn）亮時，聲音信號同（tóng）步采樣一次，波形更新。調整“聲音增益”旋鈕，使聲音波（bō）形足夠大且不（bú）失真（zhēn）。

聲音信號（包（bāo）括噪（zào）聲）在不斷變化，要隨（suí）時看到（dào）真實的聲（shēng）音波形，需要不斷地調整其（qí）增益，但根（gēn）據（jù）經驗，聲音信（xìn）號增益可以調（diào）的較大，隻要不是每次都失真即（jí）可，不必隨時調整。

6、尋找並逼近（jìn）故障點：

以大約0.5~2m的間隔移動傳感器（qì），如果連續幾次放電，均沒（méi）有看到如圖5-3-2所示的典型聲音（yīn）波形，則應繼續向前移動，直至多次放電（diàn）的聲音波形（xíng）都與典型波形非常相似,而且穩定（除非當時有很大的噪聲出現），說明已經到了故障點的附近，采集到了真正的故障點（diǎn）放電聲音信號。這（zhè）時用耳機監聽（tīng），會在“信號”指示燈（dēng）閃亮的同時，聽到較沉悶的一（yī）聲“啪”。一般來（lái）說，靠觀察聲（shēng）音波形（xíng）得到的（de）響應範圍大於聽聲的響（xiǎng）應範圍，而且（qiě）單純聽聲較難分辨。

7、測量聲磁延時（shí），精準定位：

看到放電聲音波形後（hòu），按鍵移動光標，將其移（yí）動到聲音波形的起始點上，在聲音波形顯（xiǎn）示區的右上角顯示聲磁延（yán）時值，如圖5-3-2所（suǒ）示。此延時值能代（dài）表故障點的遠近，但由於很難（nán）確知聲音在電纜周圍複雜（zá）介質中的傳播速度（dù），也不知道電纜埋設的具體深度，所以（yǐ）不能計算出（chū）傳（chuán）感器和（hé）故障點之間的精準水平距離。

注意：光標在其它位（wèi）置時，顯示的聲磁延時值沒有意義。

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

8、利用磁場極性進行輔助路徑探測：

在電纜的（de）兩側，磁場波形的極性相反，可由此（cǐ）進行輔助（zhù）路徑探測。此功能在*終確定故障點（diǎn）精準位置時比較有用。

9、注意事項：

盡量（liàng）不（bú）要將傳感（gǎn）器置於（yú）電纜本體上進行定點，否則會（huì）在電纜任何位置都能聽到微弱的（de）啪啪聲，此為大電流瞬間放電形成的電應力造（zào）成的震動，整條電纜（lǎn）上均存在，不能利用此信號（hào）進行定點。

有時電應力震動也能傳到地麵。在遠（yuǎn）離故障點（diǎn）時，如果非常仔細的監聽，有時能夠在電纜全長上（shàng）都能聽到很微（wēi）弱的啪啪聲，且不會隨傳感器位置的不（bú）同而發生變化，此即為電應力（lì）震動，其與真正的故障放電聲差別很大，注意（yì）不要誤判。

第六章（zhāng） 路徑探測

一、工作原理

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

二、信號（hào）發生器的接線和使用方法

1、芯線-大地接法

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

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

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（xiàn）的紅色鱷魚夾（jiá）夾一條完好芯線，黑色鱷魚夾夾在（zài）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接地釺。

注意，盡量使用接地釺，而不要直接用接地（dì）網！至少在電纜的對端必須用接（jiē）地（dì）釺，接地釺還需要離開（kāi）接地網（wǎng）一段距離，否（fǒu）則會在其他電纜上造成地線回流，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6-2-2所示，發射信號加在電纜一相和護（hù）層之間，對端相線和護層短路，護層兩端保持（chí）接地。

這種接法比較簡單，但輻射出的有效信號較小，如果是多條電纜並行敷設，信（xìn）號也會傳播到其他電纜上，造成幹擾。故此方法適用於簡單現場，若遇到多條電纜不易區分的問（wèn）題，可換用芯線-大地接法。

3、連續／斷續輸出模式選擇（zé）

使用連續輸出模式能夠滿（mǎn）足絕大多數探測（cè）工作的需要；在幹擾（rǎo）較大的場合可（kě）以考慮換用斷續輸出模式，有助於（yú）區分真實（shí）信號和背景噪聲。

需（xū）要時，操作信號發生器側接口板上（shàng）的開關進行“連續”/“斷續”模式切換。

4、信號發射

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

可以通過觀察電流（liú）大小，來判斷電纜電流回路的阻抗（kàng）情況（kuàng），電流大說明回路阻抗小，信號強，易於探測；反之說明阻抗大，信號弱，探測靈敏度降低；如果輸出電流很小，可能是因接（jiē）線（xiàn）錯誤造成回路阻抗過大，或回路不通，可能無法探測。

5、電池檢測

需要檢測電池（chí）電量時，按  電池檢測  鍵，表頭顯示電池水平，指針位於綠**域表示電池電（diàn）量正常，若指針位於（yú）黃**域，表（biǎo）示電池欠壓，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（jī），需充電後再使用。

三、路徑探測步（bù）驟

1、連接傳感器和耳機：

將路徑傳感器接主（zhǔ）機（jī） 路徑 信號插口，耳機接 耳機 插口（kǒu）。如圖6-3-1所示：

            圖6-3-1 主機路徑探測模（mó）式的配置

2、選擇工作模式：

按  路徑  鍵，進入路徑探測模式，其顯示界麵如圖6-3-2所示：

              圖6-3-2 定（dìng）點顯（xiǎn）示界麵

3、音峰法探測：

旋轉傳（chuán）感器（qì），使其軸線與提杆垂直、與地麵水平，手（shǒu）提傳感器時，應盡量保持傳感器軸線垂直（zhí）於（yú）電（diàn）纜（lǎn），如圖6-3-3(a)所示。將傳感器橫切可能的電纜路徑，觀察信號幅值，越接近電（diàn）纜，信號越強，耳機聲音也越大，當位（wèi）於電纜正上方時，信號*強，故為音峰法。信號的響（xiǎng）應（yīng）曲線（xiàn）圖6-3-3（b）所（suǒ）示。

為（wéi）了正確觀察信號幅值，應調整信號增（zēng）益：當傳感器位於電纜正上方信號*強時，信號幅值在40~80%之間比較合適。如果信號幅值過大，應逆時針旋轉“路徑增益（yì）”旋鈕以減小增益；反之應調大增益。

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

                  圖6-3-3 音峰法（fǎ）示（shì）意圖

4、音穀法探測（cè）：

旋轉傳感器，使其軸線與（yǔ）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（qiē）可（kě）能的電纜路徑，觀察信號幅值，在電纜正上方時（shí）信（xìn）號*弱，偏（piān）離電纜，信號會增強，越過（guò）某一點後信號再次減弱。信號的響（xiǎng）應曲線圖6-3-4(b)所示，為一（yī）馬鞍形曲線，因（yīn）電纜正（zhèng）上方處（chù）於信號*弱的穀值，故稱音穀法（fǎ）。

音穀法（fǎ）同樣須調整路徑信號增益，使得信號*強時（shí），信號幅值在40~80%之間。

  （a）傳感器方向（xiàng）示意              (b) 信號響應（yīng）曲線

                圖6-3-4 音穀法示意圖

5、80%法深度（dù）測量：

首（shǒu）先用音（yīn）峰法找到信號（hào）幅值*強的點，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（ruò）到（dào）*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（shì）。注意（yì）：如果存在（zài）鄰近（jìn）管線，由於其感應電流的影響，*大幅（fú）值點往（wǎng）往稍偏離待（dài）測電纜正上方，且兩（liǎng）側（cè）的*大值到80％點的距離並不一定相等。

         圖6-3-5   80％法深度測量

6、45° 法深（shēn）度測量：

在電纜兩側，分（fèn）別反方向調整提杆，使傳感器軸線與地麵成45°夾角，橫切電纜路徑，在兩側分別找到信號幅（fú）值*弱的點（diǎn），則兩點之間的距離為電（diàn）纜深度的（de）2倍，如圖6-3-6所示。

          圖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（shì）的電池（chí）水平很低，或信號發生器“電源（yuán）”指示燈閃爍時，需要對其充電，在繼（jì）續使用一小段時間後，儀器將自動關機。

充電時，將充電器（qì）的輸出插頭插到儀器的 充電 插孔，充電器的電源插頭插市電220V插（chā）座，儀（yí）器開始充（chōng）電，充電器的（de）指示燈指示（shì）充電狀態，紅（hóng）燈（dēng）表示正（zhèng）在充電，綠燈表示充電完成。將放完電的電（diàn）池充滿大約需要4小時，充不滿（mǎn）也可（kě）以使用，超過4小時也不會損（sǔn）壞電池。

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