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DP-GCC20电缆故障测试仪
目录
*章 电缆故障测试仪简介............................................................... 1
１.１性及关键参数...................................................................................... 2
第二章 故障预定位.............................................................................. 5
２.３低压脉冲法测量电缆全长.............................................................................. 8
２.４压冲闪法测量电缆的故障长度.................................................................. 9
第三章 故障电缆路径寻测................................................................. 13
第四章 故障点定位（定点）..................................................... 19
附录 装箱清单.................................................................................... 21
为迎接电力工业时代的到来，本公司以IT时代的快速发展为契机，*摒弃了以往电缆故障测试仪的局限性，开发了此款全新的电缆故障测试系统。本系统集嵌入式计算机、网络化服务、USB通信，数字信号处理于身，大提了仪器的利用价值及使用的便捷性。整套系统满足中华人民共和电力行业标准《DL/T849.1～ DL/T849.3-2004电力设备用测试仪器通用条件》，该测试系统由测试主机、路径信号发生器、路径/故障定位仪及其它附件构成。
主机及附件图 路径/故障定位仪
主机：
l 7英寸工业液晶屏，WINCE系统。
l 工业触摸鼠标操作。
l 软件操作简单。
l 故障预定位测试方法：低压脉冲法；压冲闪取样法。
l 5种测试量程，兼顾长短电缆测试需求。脉冲宽度与量程自动匹配。
l 可测试Z长电缆：100km。
l 可测试Z短电缆：4 ~ 5m。
l 测试误差：相对误差1%。
l 两个USB 2.0接口。
l 供电方式：电源适配器。
l 工作环境相对湿度：RH≤85%（25℃）。
l 外形尺寸：210mm X 180mm X 180mm。
l 重量：<3Kg。
路径信号发生器：
u 信号频率：12KHz正弦信号。
u Z大发射功率：Pmax=20W。
u 发射效率：η=98%。
u LED实时输出功率监测,有利于判断接线是否良好，确保路径信号成功发射！
u 发射机保护：过压保护及短路保护，允许发射线长时间短路。
u 输出功率等：12。
u 适配阻抗范围：4Ω~2ΚΩ。
u 供电方式：19V 4A电源适配器。
路径/故障定位仪（路径接收部分）：
Ø 接收路径信号：12KHz正弦信号。
Ø 接收灵敏度：-90dBmW。
Ø 路径寻侧方法：峰值法、谷值法（面板上键切换）。
Ø 测深方法：45度角法。
Ø 路径信号指示：十LED强度指示及蜂鸣提示音。
Ø 供电方式：9V单节碱性干电池。
路径/故障定位仪（故障定位部分）：
ü 有的数字信号处理，在短时间内准确测量瞬时声场强度，然后稳定显示，减少测试人员的疲劳感。
ü 磁信号接收，充分利用沿线磁信号做故障点导向信号，放电实时显示，明显提故障定点效率。
ü 灵敏度、低噪声，声场灵敏度-97dBmW；磁场灵敏度-80dBmW。
ü 低功耗，单节9V碱性干电池可用4-5小时。
ü 压放电同时可以粗测电缆路径，明显提故障定点效率。
ü 配套的定点传感器具有低噪声、灵敏度、防水性。
表 1 本套仪器的构成部件介绍：
名称 | 作用及应用场合 | 实物图片 |
故障预定位部分 | ||
主机 | 故障预定位关键设备，用来测试电缆全长及故障长度。 | |
压冲闪 取样器 | 压冲闪测试时，用来接收放电瞬间电缆的压冲闪波形。 | |
电源适配器 | 1. 主机工作时为主机供电； 2. 路径信号发生器工作时，为其供电。 | |
低压脉冲线 | 1. 低压脉冲测试时，连接主机与电缆； 2. 路径信号发射时，连接路径信号发生器与电缆。 | |
压冲闪线 | 1. 压冲闪测试时连接主机与压冲闪取样器； 2. 路径寻测时连接路径/故障定位仪与路径传感器； 3. 故障定点时连接路径/故障定位仪与定点传感器。 | |
路径信号发生器 | ||
路径信号 发生器 | 发射路径寻测所的路径信号发生设备 | |
路径故障定位部分 | ||
路径/故障定位仪 | 1. 路径寻测时用作路径寻测信号处理设备 2. 故障定位时用作故障定点信号处理设备 | |
路径传感器 | 接收电缆辐射出来的路径信号，然后送给路径/故障定位仪，由此判断电缆路径。 | |
定点传感器 | 感应故障点放电声场与磁场信号。 | |
耳机 | 故障定点时侦听放电声音，辅助判别故障点的位置。 | |
压放电发生器配件部分 | ||
压连接线 | 连接升压器，脉冲电容，故障电缆等，将其组合成压放电发生器。 | |
压放电 球隙 | 压放电发生器组件，用电容的螺母将其固定在电容接线柱上。 | |
步骤1 电缆端头处理与缘测试
a） 将故障电缆始端及电缆终端从接线端子上面拆掉。电缆上不要留有任何负载及互感器。
b） 电缆始端的铠装从接地体上拆开，电缆终端的铠装不改动。
c） 将电缆始端和电缆终端A、B、C三相距离大地之间以及各相之间保持10厘米以上的安全距离。
d） 用缘表测试各A、B、C三相的缘情况，对缘情况作好记录。
步骤2 故障预定位
a） 用低压脉冲法测试电缆全长。
b） 用压冲闪法测试电缆的故障点到始端的电缆长度。详见第二章。
步骤3 故障电缆路径寻测
电缆始端接路径信号发生器发射路径信号，然后用路径/故障定位仪寻找电缆的路径。详见第三章。
步骤4 故障点定位
由步骤2和步骤3的结果会得到故障点的大致位置。保持电缆始端持续脉冲放电，到故障点所在的大致位置处，沿电缆正上方定位故障。详见第四章。
图2.1主机正视图 图 2.2软件界面
名词术语：
故障预定位 对电缆全长及故障长度行测量。
电缆始端 故障测试端，电缆故障测试设备所在的侧定义为电缆始端。
电缆终端 是指与故障测试端相对的端，电缆故障测试的时候，终端至少要留人。配合电缆始端的故障测试以及确保周围人不要接近电缆终端，以防电击！
故障长度 是指故障点到电缆始端的电缆长度，有别于故障点到电缆始端的地面直线距离。
电缆全长 是指整条电缆的总长度。
电缆铠装 包裹在A B C 三相之外的铁皮。
故障预定位通常由两步成，用主机测试电缆全长，然后用主机配合压放电发生器测量故障长度。本章介绍故障预定位的关键设备——主机，然后介绍电缆全长和故障长度的测试方法。
图 2.3主机面板
本测试主机具有丰富的通信功能，主机右侧提供了图2.4所示的各种接口：
图 2.4主机侧面板
开机之后，测试软件如图2.5所示，可分为波形区、采样设置按钮区、波形分析区三个部分。
图 2.5测试软件界面
波形区：每次采样的波形都显示在“波形区”内。
二 采样设置按钮区
² 测试方法：低压脉冲 压冲闪。
² 测试范围：你只要根据电缆的长短选择好测试范围，单击此按钮的所在区域，从展开的下拉列表中选择个合适的测试范围即可。
² 采样：当以上的设置成后，点击次“采样”按钮，“波形区”内出现本次采样的波形。
五 波形分析区
² 波形显示范围：控制”波形区”的压缩扩展比例。
² 测试距离/测试速度：选择测试距离页如图2.6，选择好电波速度后就可以测试距离。选择测试速度如图2.7，输入全长值就可以测试电波速度。单位是 “m”。
图 2.6 测试距离设置 图2.7 测试速度设置
在卡波形时绿色标尺和红色标尺不分前后。只需要将标尺移动到标尺上方，然后按下鼠标按键不放松，这时标尺消失，然后将鼠标箭头移动到你想放置的位置，松开鼠标按键，成标尺定位。另外个标尺定位方法与此相同。
图2.8低压脉冲法接线图
接线方法：如图2.8低压脉冲测试法只需要将低压脉冲线有插头的侧插入主机“信号”接口。测试线的红色夹子夹在A 、B、 C 三相的某相上， 黑色夹子夹在电缆的“铠装”上面。
操作步骤：
步骤1 插入电源适配器。
步骤2 启动主机，按下面板上的“开关”按钮。
步骤3 在软件的左下角的采样设置按钮区行如下设置：
Ø “测试方法”选择“低压脉冲”。
Ø “测试范围”根据电缆的大致长度选择，类似选择用表的量程。
Ø “测试速度/测试距离”选择“测试距离”。
Ø “电波速度选择” 电力电缆般都是交联电缆，测试者选择列表中“交联电缆172m/uS ”。其它类型的电缆，选择相应的电缆类型即可。
步骤4 通知电缆终端操作员将红夹子所在的这相开路（与铠装分离）。
步骤5 按下“采样”按钮，这时“波形区”会出现本相的终端开路波形。
步骤6 通知电缆终端操作员将此相短路。再次点击“采样”按钮，这时“波形区”会出现本相的终端短路波形。
用滚动鼠标移动鼠标箭头到标尺的上方，按下主机右侧的鼠标按钮，然后继续移动滚动鼠标，可以将标尺移动到你需要放置的地方。用同样的方法确定另外个标尺的位置。
步骤7 两个标尺的位置确定好后，点击“计算”按钮，按钮右侧的数值就是两个标尺之间的电缆长度。
图2.9是对同条非故障电缆的终端按照上述方法分别作开路和短路模拟得到的波形。
图 2.9 非故障电缆的低压脉冲波形
宏观上看开路波形是同性的波形，短路波形是正负性交替的的波形。操作者可以简记为“开路同性，短路反性”。
图2.9是非故障电缆的终端模拟，运行中的故障电缆由于故障点及电缆接头的影响，波形往往有所变化。但是两个波形出现的分叉点仍然是终端点。操作者可以简记为“*上升沿，始端点；分叉点，终端点”。
有些电缆的终端在压杆上，接线员不方便对其行短路，开路操作。从波形的周期性上也能判断电缆的全长，方法是将采集到的波形与图2.9所示的开路波形或短路波形，个波形周期就是电缆全长。
图2.10 压冲闪法接线图
操作者按图2.10接线，对电缆的故障相施加压大电流脉冲信号，让故障点充分放电，在放电瞬间主机通过压冲闪取样器获取反射回波。操作者通过分析反射回波就可以测量电缆的故障长度。
接线方法：接线按图2.10操作。有如下注意事项：
步骤1 用随机配的ＡＢＣＤ 四条压线按图2.10连接变压器、脉冲电容、压放电球隙、故障电缆。
步骤2 红夹子（Ｃ线）只能接到故障相上，若接到好相上要么被损坏电缆，要么不放电。
步骤3 如果变压器为交直流实验变压器，变压器的短路杆定要取下，放在边。
步骤4 电源控制箱的地线要接好。
步骤5 在升压之前将压放电球隙间距调节合适，球心对球心的距离1mm对应3KV的击穿电压（般将此距离调到5-6mm）。旦升压，如需调节压放电球隙间距，要切断220V电源，然后用放电棒对电容充分放电。防止残留电荷对伤及人身!
步骤6 用压冲闪线连接主机信号接口和压冲闪取样器。压冲闪取样器要尽量靠近图2.10中的“D”连接线，这样更容易接收故障信号。
步骤7 拆线之前定要切断220V电源，然后用放电棒对电容充分放电。确保电容上面没有残余电量后再动手拆线。
步骤8 压放电时，故障点和压放电球隙都会产生强烈的火花放电，不要在可燃气体环境中使用该设备。并且要确保整条电缆所在的位置附近都没有可燃气体或可燃物。
操作步骤：
步骤1 插入电源适配器。
步骤2 启动主机，按下侧面板上的“开关”按钮。
步骤3 在软件的左下角行如下设置：
Ø “采样方式设置”选择“压冲闪”。
Ø “测试范围”根据电缆的大致长度选择，类似选择用表的量程。
Ø “测试速度/测试距离”选择“测试距离”，同时选择好电缆类型。
步骤4 通知电缆终端操作员将此相开路，电缆头留够10厘米以上的安全距离。
步骤5 按下“采样”按钮，这时主机正在等待压放电。
步骤6 顺时针缓慢调节压放电发生器的电源控制箱的电压控制旋钮。同时监测电压表输出电压。当听到压放电球隙清脆的放电声时，停止调节电压控制旋钮。这时，压放电发生器2~3秒后会再次放电，如此循环。
步骤7 当主机屏幕上出现个周期性波形时操作者可以再次按下“采样”按钮行下次采样。当同波形重复出现时，采样到个波形即可。
步骤8 关掉压放电发生器的电源，用放电棒的金属头试探性接近图2.10中的“放电棒放电触点”，放电点与金属头之间开始会出现压拉弧现象，拉弧段时间，当不再出现拉弧时，将放电棒的金属头靠在放电点上1分钟，Z后用放电棒的接地柱靠在放电点上30秒，确保电容充分放电。
步骤9 再分析刚刚采集到的故障波形，得到电缆的故障长度。
图2.11就是对某条故障电缆行冲闪测试得到的波形，冲闪波形上没有的电缆始端，从波形的宏观周期上面找到个整的周期，测量个周期的距离就是电缆的故障长度D。
图2.11 冲闪波形
提示：故障点定位需要再次使用压放电发生器，因此成压冲闪测试后，暂时不要拆除压连接线。只需将脉冲发生器的电源断掉，用放电棒对电容放电，然后关掉主机。
确定电缆全长及故障长度后，为了找到电缆故障点的大致范围，需要寻测电缆路径。
路径信号发生器在电缆始端发射路径信号，此信号沿电缆铠装传输，同时向外辐射，利用路径传感器和路径/故障定位仪接收并分析此信号从而判断电缆路径。
图3.1路径信号发生器面板
操作步骤：
步骤1 将路径信号发射线有插头的端插入路径信号发生器面板上的“路径信号”接口。另外端红色夹子夹到电缆始端的铠装上面（此时电缆始端的铠装已经从接地体上拆下），黑色夹子夹到电缆始端附近的接地桩上。
步骤2 通知电缆终端的操作员检查电缆的“铠装”是否可靠接地。确定可靠接地后方能发射信号。
步骤3 将“路径功率”旋钮调到“1”档位上。
步骤4 插入电源适配器。
步骤5 调节“路径功率”旋钮，逐渐增大输出功率，当输出功率满格时，将旋钮位置再倒退，成路径信号发射。如果调节到任何个档位上输出都不能满格，那么让旋钮停留在亮灯个数Z多的那个档位上。
注意：在3档以上的档位出了人体的安全电压36V。请不要在其它档位，尤其是较的档位上面用手触及红黑夹子，谨防触电！
本套设备中的路径/故障定位仪具有如下两种功能：
l 配合路径传感器可以成地埋电缆的埋设路径及埋设深度的探测（本节着重介绍此功能）。
l 配合定点传感器可以测定故障点的位置（下章重点介绍）。
图 3.3 路径/故障定位仪面板
图3.4 路径传感器
操作步骤：
步骤1 将压冲闪线端插入路径/故障定位仪的“路径”接口，另端插入路径传感器的信号接口。
步骤2 打开路径/故障定位仪的电源开关，开机8秒内显示电池电量（电量低于“7”时需更换电池！）。
步骤3 “定点/路径”模式开关切换到“路径”模式。
步骤4 “峰值法/谷值法”般选用“峰值法”。
步骤5 将“磁（路径）增益”顺时针旋转，直到不能旋转。
步骤6 从始端开始，绕过障碍物，在电缆可能铺设的位置找寻电缆的走向。方法如下：
将竖直天线与地面保持垂直，在可能出现电缆的位置呈“S”形行走，当向某个方向连续移动时信号增强，继续朝此方向移动直到信号达到Z强点，停在此处，然后在保持竖直天线与地面垂直的同时，旋转水平天线，当信号Z强时，电缆即在天线的正下方，并且沿与水平天线垂直的方向延伸。
图 3.5 峰值法信号点图 3.6 谷值法信号点
如图3.5峰值法寻找路径时，在同空间位置上，水平天线越垂直电缆走向，信号越强；当水平天线始终垂直电缆走向时，距离电缆越近，信号越强。沿着垂直电缆的方向前，当某点处信号较强，而附近两边信号较弱，呈现“A”型变化规律时，则较强点即为电缆正上方。
如图3.6谷值法寻找路径时，保持竖直天线与地面垂直，在离地等的平面上，向各个方向平移路径传感器，当某点处信号较弱，而附近两边信号较强，稍远的两边均减弱，呈现“M”型的变化规律时，则较弱点即为电缆的正上方。
如需对电缆的埋深测试，可以采用４５°角法测试。测试深度时，仪器的设置与谷值法的设置相同，找到电缆正上方，并且明确电缆走向后，在电缆正上方将路径传感器向与电缆走向垂直的方向倾斜４５°角。然后保持角度不变向此方向平移，当出现“Ｍ”型信号征的较弱点时，从电缆正上方平移过的距离就是埋设深度。
图３.7 ４５°角测深
电缆故障测试的Z终目的是确定电缆故障点的具体位置，指导开挖，从而及时修复电缆。图4.1为路径/故障定位仪的使用现场示意图。压放电发生器的接线与压冲闪法时的压放电发生器接线全相同。
图 4.1 故障定点现场示意图
故障定点模式使用方法：
步骤1 按图2.10接好压放电发生器，保证压放电发生器周期性的放电，放电周期2~3秒为宜。为了更加有效的确定故障点位置，可以适当增加放电球隙间距（10mm以内！），这样让放电更充分，故障点声场辐射更强，便于快速定点。
步骤2 将压冲闪线端插入路径/故障定位仪的“定点”接口，另端插入定点传感器的信号接口。
步骤3 打开路径/故障定位仪的电源开关，显示电池电量（电量低于“7”时，更换电池！）。
步骤4 “定点/路径”模式开关切换到“定点”模式。
步骤5 调节“磁/路径增益”。直到“放电”灯周期性闪烁。（请注意，“磁/路径增益”过大将导致“放电”灯持续亮；反之则放电灯不亮）。
步骤6 定位故障之前，测试者在放电发生器附近模拟定位故障点（适当调节“声增益”，定点传感器越接近压放电球隙，“声/路径信号”示数越强。同时也能在耳机中听见较强的“砰砰”声）。
步骤7 保证压放电发生器周期性放电，到故障点的大致范围内沿路径找寻故障点，找寻方法如同上述的步骤5及步骤6。因为“故障长度”不等于故障点到电缆始端的地面距离，所以不要轻易相信自己对故障点大致范围的判断，可以适当扩大故障点的找寻范围。
注意；本仪器的“声/路径信号”具有对数函数性，即在较低的示数时，具有更的灵敏度，在较的示数时具有较低的灵敏度，这样当信号微弱时，示数只有1~6中的某个值。由于信号微弱，倘若外来的瞬时突发性的干扰与放电声音重叠的话，仪器就会突然显示很大的示数，这是正常的现象。使用者在使用时，尽量让定点传感器平稳放置，并且要观察3-5次放电才能判断声音信号的强弱。保持增益不变，当接近故障点时，示数明显增加，当过故障点时，示数又明显减小。
电缆在施加压冲击信号后整条电缆会产生机械抽动，导致沿电缆方向很长的距离都有“啪啪”的响声，此响声并不是像故障点声音那样随位置有明确的强弱变化。而是沿电缆方向呈长距离分布。请使用者注意！不要被此信号误导。
附录 装箱清单
序号 | 部件名称 | 数量 | 单位 |
1 | 主机 | 1 | 台 |
2 | 压冲闪取样器 | 1 | 条 |
3 | 电源适配器 | 1 | 个 |
4 | 低压脉冲线 | 1 | 条 |
5 | 压冲闪线 | 1 | 条 |
6 | 路径信号发生器 | 1 | 台 |
7 | 路径/故障定位仪 | 1 | 台 |
8 | 路径传感器 | 1 | 个 |
9 | 定点传感器 | 1 | 个 |
10 | 耳机 | 1 | 副 |
11 | 压连接线 | 1 | 套 |
12 | 压放电球隙 | 1 | 个 |
电缆故障测试仪 电缆故障检测仪 型号：HAD-GCC20
HAD-GCC20 电缆故障测试仪是本公司的种体积较小、功能齐全、操作方便的 型电缆故障测试仪，也是本公司系列化电缆故障测试仪器的主要配套设备。对于电缆厂家、矿井电缆、桥架电缆测试更具针对性。整套仪器满足《中华人民共和电力行业标准 DL/T849.1-DL/T849.3-2004 》电力设备用测试仪器通用条件。主机后侧自带微型打印机和USB通信接口。 产品点 大屏幕液晶显示，抗干扰性强。 自带直流电源，方便现场对测、野外测试和矿井电缆测试。 的USB通信接口（主机后侧），用户可选择我公司的电缆测试管理系统软件，和笔记本电脑（选配）或台式机连接无限存储、分析波形，也可享受我公司的网上服务，还可以对用户区内的电缆信息资料行管理，包括电缆分布图、编号、起始位置、埋设深度及时间、电缆介质、接头位置、维修记录、故障产生原因、试验报告、电缆测试记录等信息。 主机后侧自带微型打印机，为用户现场服务提供便利，准确波形分析和指导。 新研制的电流取样器是种全新的取样方法，具有接线简单，波形直观容易分析，与压全隔离，对主机、操作人员安全的点。 采用全新的声磁同步定点，能缩短故障定点时间，提度。 测试性能 | ||||||||||||||||
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