一、LYST-500E電力電纜故障測試儀系統(tǒng)組成

由測試主機(jī)、路徑信號(hào)產(chǎn)生器、路徑信號(hào)接收器和定位儀等幾部分組成。

故障測試主機(jī)包括一體化電腦、低壓脈沖產(chǎn)生和數(shù)據(jù)處理，用于測試故障的距離，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(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生頻率30KHz、*大幅度30V的斷續(xù)正弦波信號(hào)，用于尋測電纜路徑。

路徑信號(hào)接收器用來接收路徑信號(hào)，用于查找電纜走向和估測電纜埋設(shè)的深度。

定位儀用于故障點(diǎn)的精準(zhǔn)定位。

二、LYST-500E電力電纜故障測試儀技術(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同軸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16千米

●系統(tǒng)誤差：小于1米

●采樣頻率：25MHz

●*小分辨率：0.2米

●測試盲區(qū)：小于16米

●電源：直流12V(免維護(hù)電瓶)

●重量：5Kg

2、路徑信號(hào)產(chǎn)生器

●輸出信號(hào)頻率：30KHz

●振蕩方式：斷續(xù)

●輸出功率：30W

●電源：220V±10％

●重量：4Kg

3、LYST-500E電力電纜故障測試儀定位儀

●測試靈敏度：50Ω內(nèi)阻的信號(hào)源輸出300Hz信號(hào)，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(hào)不大于10μv。

●輸入阻抗：不小于1.2KΩ。

●使用2×2000Ω耳機(jī)。

●工作電壓：DC9V±10％。

●使用環(huán)境溫度：-20℃～70℃

 

三、LYST-500E電力電纜故障測試儀進(jìn)入與退出系統(tǒng)

 

打開電源開關(guān)，稍等后系統(tǒng)進(jìn)入主控界面。

按“測試”按鈕進(jìn)入測試方式；按“幫助”進(jìn)入幫助系統(tǒng)；按“退出”可退出測試管理系統(tǒng)。

關(guān)機(jī)時(shí)請使用windows系統(tǒng)的“開始”、“關(guān)閉計(jì)算機(jī)”。

 

 

電纜故障測試

 

一、測試原理

采用時(shí)域反射（TDR）原理測量電纜故障的距離。對(duì)于低阻、開路故障，儀器向被測電纜發(fā)射一系列電脈沖,有故障的電纜會(huì)在故障點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)反射信號(hào)（如果沒有電纜故障，反射為電纜全長）；對(duì)于高阻故障，給電纜上加一沖擊直流負(fù)高壓，使故障點(diǎn)產(chǎn)生反射脈沖。我們根據(jù)發(fā)射脈沖和反射脈沖的時(shí)間差及電纜中電波的傳播速度，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(shí)間

在速度V已知和時(shí)間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(dòng)完成，測試故障迅速準(zhǔn)確。

 

二、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(gè)菜單：

“數(shù)據(jù)管理”菜單：包括“打印”、“讀盤”、“存盤”、“結(jié)束”四個(gè)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(chǔ)于電腦的硬盤或外存儲(chǔ)器（如U盤等）中，作為資料保存；選“讀盤”可調(diào)出以前測試時(shí)存儲(chǔ)的波形，以供事后分析；選“結(jié)束”可退出該控制面板。

 

２、狀態(tài)欄

狀態(tài)欄里顯示四個(gè)方面的信息：*左邊是測試方式；**個(gè)是選擇的電纜介質(zhì)所對(duì)應(yīng)的電波速度（若是測速度，則不顯示介質(zhì)信息）；第三個(gè)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，電腦內(nèi)存儲(chǔ)的波形也可以通過讀盤或調(diào)用在此顯示，供使用人員分析。

 

４、功能鍵區(qū)

功能鍵區(qū)由14個(gè)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(gè)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”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(gè)菜單項(xiàng)；

“直閃”包括“電壓取樣”“電流取樣”兩個(gè)菜單項(xiàng)。

介質(zhì)選擇：

程序初始化時(shí)設(shè)置為“油浸紙型”，如果是其它介質(zhì)的電纜，可根據(jù)電纜的介質(zhì)選擇。

共有四種類型供選擇：“油浸紙型”、“不滴流型”，“交聯(lián)乙烯”，“聚氯乙烯”，“自選介質(zhì)”五個(gè)菜單項(xiàng)。

選擇其中一項(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)采樣與測量：共有八個(gè)按鍵。

“采樣”鍵：在系統(tǒng)測試時(shí)采用。每按動(dòng)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：為了精準(zhǔn)計(jì)算故障距離，按此鍵可將顯示的波形擴(kuò)展后再計(jì)算故障距離。每按一次波形擴(kuò)展一倍，按四次為一個(gè)循環(huán)。

“卷動(dòng)”鍵：波形被擴(kuò)展后,故障點(diǎn)特征波形可能會(huì)處于**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(dòng)，直到故障波形在當(dāng)前屏內(nèi)顯示出來，便于光標(biāo)精準(zhǔn)定位。

“歸位”鍵：需要光標(biāo)快速回到屏幕*左端時(shí)按此鍵。

“定位”鍵：計(jì)算距離起點(diǎn)鍵。在光標(biāo)移動(dòng)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(gè)鍵用于控制光標(biāo)的左右位移。當(dāng)按動(dòng)它們時(shí)，游標(biāo)移動(dòng)，每按一次移動(dòng)一個(gè)單位。

如果需要快速移動(dòng)游標(biāo)，可以用鼠標(biāo)拖動(dòng)游標(biāo)，到合適的位置松開即可；也可以在波形的特征點(diǎn)上點(diǎn)鼠標(biāo)的左鍵直接對(duì)準(zhǔn)游標(biāo)。

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

“存儲(chǔ)”鍵：按此鍵可將測試的波形和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于電腦內(nèi)存中。（“存儲(chǔ)”與數(shù)據(jù)管理菜單里的“存盤”不同。“存盤”是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤上，可長期保存，而“存儲(chǔ)”只是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在電腦內(nèi)存中，關(guān)機(jī)后數(shù)據(jù)會(huì)丟失。）

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

“比較”鍵：按此鍵可將當(dāng)前采樣的的波形和存儲(chǔ)在電腦內(nèi)存內(nèi)的波形同時(shí)顯示在屏幕上，用戶可對(duì)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(dòng)功能，點(diǎn)“左移”“右移”鍵可將屏幕上顯示的兩個(gè)波形的起點(diǎn)對(duì)齊，以便計(jì)算距離。

 

 

三、故障測試方法

故障測試一般分以下幾個(gè)步驟：

首先摸清故障電纜的基本情況：用搖表及萬用表測量故障電纜的絕緣電阻，并用低壓脈沖測量電纜的全長、是否有斷線、短路等。

**、根據(jù)故障的具體情況確定合適的測試方式，測量電纜故障距離。一般我們把斷線故障和直流電阻值在100Ω以下的電纜故障稱為低阻（開路）故障，采用低壓脈沖法測試，其它的故障采用沖閃法或直閃法。

第三、探測故障點(diǎn)附近電纜埋設(shè)的路徑及深度。

*后確定故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。

測試前將電纜始端和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(gè)旋紐，分別用來調(diào)整下次采樣的輸入信號(hào)幅度和波形的上下位置。

 

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。

將測試儀的輸入線分別加到故障電纜的地線和故障相。根據(jù)故障的具體情況，也可以把輸入線加在兩個(gè)相線上測試。

●測速度

對(duì)于有些電纜，電波傳播的速度未知，必須通過測試來確定。我們只要知道電纜的全長，就可以通過測試計(jì)算出該電纜中電波傳播的速度。

在“測試方法”菜單選擇“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(hào)的幅度和基線處于便于觀察的位置。

移動(dòng)游標(biāo)至低壓脈沖的下降沿后按“定位”，再移動(dòng)游標(biāo)至反射信號(hào)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

在“測試方式”菜單選擇“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(hào)與發(fā)送脈沖極性相同，短路故障的反射信號(hào)與發(fā)送脈沖極性相反。

注：由于測電纜全長時(shí)的接線及波形與測開路故障時(shí)完全相同，所以程序中未單獨(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。通常采用接線簡單、人身和設(shè)備均非常**的電流取樣法。

沖閃電流取樣方式的接線如下：

 

將球間隙調(diào)整合適（一般為距離1-2mm），然后按“采樣”鍵，旋轉(zhuǎn)操作箱上的調(diào)壓器升壓到高壓放電打火，直到電腦屏幕上顯示下面的波形。

   

 

３、直閃方式

直閃法用于測試高阻閃絡(luò)性故障。

用直閃法時(shí)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。

 

 

直閃的波形一般為上下對(duì)稱、間隔基本相同的方波。

 

 

 

４、測試電纜路徑和埋設(shè)深度

如右圖連接。將路徑信號(hào)產(chǎn)生器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，可在信號(hào)輸出地線和電纜地線間串接一幾百歐姆的電阻。

先將輸出電位器調(diào)到*小，打開電源后再將幅度旋紐調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢茫藭r(shí)儀器輸出一個(gè)30KHz正弦信號(hào)，此信號(hào)在電纜周圍產(chǎn)生電磁場，調(diào)整路徑信號(hào)接收器的 “音量”和“微調(diào)”旋紐，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)接收器處于電纜上方B點(diǎn)時(shí)，接收器的線圈與電場平行，線圈沒有切割電力線，線圈中的感應(yīng)電流很小，這時(shí)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(shí)，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)傾斜45°，然后垂直于電纜走向后退，當(dāng)退到A點(diǎn)時(shí)，探棒正對(duì)電纜，此時(shí)耳機(jī)里的聲音*小。

B點(diǎn)到A點(diǎn)的距離，也就是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、LYST-500E電力電纜故障測試儀故障點(diǎn)**定位

我們已使用適當(dāng)?shù)販y試方法測量出了故障點(diǎn)的距離，但由于各種因素的影響，如人為讀數(shù)的誤差、電纜的余纜、拐彎等，在地面上不一定能準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)，還必須使用故障定位儀來準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)位置。

故障點(diǎn)定位時(shí)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)附近探聽電纜故障點(diǎn)放電的聲音。

高壓放電的間隔以１秒鐘一次為宜。

故障定位時(shí)高壓部分的接線如下圖：

 

 

打開定位儀電源，適當(dāng)調(diào)節(jié)音量旋紐，將定位儀放置在電纜路徑上測量出的故障點(diǎn)附近，此時(shí)耳機(jī)中應(yīng)該有故障點(diǎn)放電的聲音，如果聽不到聲音可移動(dòng)定位儀的位置，直到耳機(jī)里的放電聲*大，此處即為故障點(diǎn)。

  

附錄 LYST-500E電力電纜故障測試儀實(shí)測波形

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

電纜故障測試儀配套表

 

 

名稱及型號(hào)           單位   數(shù)量          備注

 

測試軟件               套    1

電纜故障測試系統(tǒng)       臺(tái)    1

路徑信號(hào)產(chǎn)生器         臺(tái)    1

路徑信號(hào)接收器         個(gè)    1

定位儀                    個(gè)    1

電流取樣盒             個(gè)    1

放電球隙               部    1

耳機(jī)                   付    1

脈沖電容器             臺(tái)    1