DGCA多次脉冲法电缆仪使用说明书.docx

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DGCA多次脉冲法电缆仪使用说明书

一、概述……………………………………………………………………………………02

二、仪器功能与特点………………………………………………………………………02

三、主要性能指标…………………………………………………………………………02

四、电缆故障性质与分析…………………………………………………………………03

五、电缆故障测距原理……………………………………………………………………03

六、电缆故障测距方法……………………………………………………………………04

七、仪器面板说明………………………………………………………………………07

八、操作步骤……………………………………………………………………………08

九、操作技巧……………………………………………………………………………20

十、故障测试步骤………………………………………………………………………20

十一、注意事项………………………………………………………………………20

多次脉冲电缆故障测试仪使用说明书

一、概述：

本电缆故障测试仪是在目前先进的二次脉冲法电缆故障测试仪应用技术基础上发展起来的。

除具备二次脉冲法电缆故障测试仪的全部优点外，还拓展了一个重要特点、就是在冲击高压闪络的同时、脉冲发生器连续发送不同延迟时间的一组八个电缆故障测试脉冲和一组八个电缆全长测试脉冲（总共16个测试脉冲）。

操作人员可从屏幕上八组电缆故障波形中挑选出一个最便于分析判断的电缆故障反射波形。

省去繁杂的参数设置和反复的冲击高压闪络时间。

因为这八组故障波形是在冲击高压触发脉冲发生器的瞬间以不同时间间隔获得的。

省去笨重的中压延弧装置，简化测试手段，给用户提供了更为简捷的故障波形判断方法。

多次脉冲法的先进之处在于：

现场测试获得的故障波形使操作者有更多的选择余地，不再为获得一个理想二次脉冲波形而不断在测试中调节测试脉冲的延迟时间,降低了对操作人员的技术和经验要求。

提高了现场故障的判断准确率。

任何人都能方便、准确地判读波形，标定故障距离，达到快速准确测试电缆故障的目的。

本电缆故障测试仪的整体技术可以与国外同类产品媲美，其性价比也大大优于国内外同类产品。

本电缆故障测试仪采用超大真彩触摸屏幕，波形特征显示清晰。

由于采用定义明确的屏幕触摸模拟按键，操作十分简单。

二、功能与特点：

1.可测35Kv以下等级所有电缆的高、低阻故障，适应面广。

2.采用国际最先进的“多次脉冲法”测试技术，同时还具有高压闪络法和低压脉冲法。

3.任何高阻故障均呈现最简单的类似于低压脉冲短路故障波形特征，极易判读。

4.检测故障成功率、测试精度及测试方便程度优于国内任何一种检测设备。

5.超大液晶触摸屏作为显示终端。

荧屏触摸模拟按键操作。

6.仪器具有强大的数据处理能力和方便用户的软件和全中文菜单。

7.具有极安全的采样高压保护措施。

测试仪器在冲击高压环境中不会死机和损坏。

8.具有标准打印机接口。

9.具有极高的性价比。

10.无测试盲区。

11.内置电源，可在无外接电源环境下测试电缆的开路及低阻短路故障。

12.多次脉冲发送及故障反射信号的自动显示，使得故障特征波形的表示极为简单。

所有的高阻故障波形仅有一种，即类似使用低压脉冲法测试电缆短路故障的波形。

13．测试波形储存功能：

能将现场测试波形按规定顺序和时间方便地存储仪器内，供随时调用比对观察。

现场测试波形无限存储。

14．故障点波形与好相的全长开路波形同时显示在屏幕上进行同屏对比和叠加对比。

故障点距离的判断更加准确。

三、性能指标：

1．测试方法：

多次脉冲法；冲击高压电流取样法；低压脉冲法

2．冲击高压：

﹤42KV

3．数据采样速率:

48MHz、24MHz、12MHz、6MHz

4．测试距离：

16Km

5.无测试盲区

6．读数分辨率：

0.1m

7．系统测试精度﹤20cm

8．测试电缆长度设有：

短距离（＜1Km）；中距离（＜3Km）长距离（＞3Km）三种

测试脉冲幅度：

约600VP-P

9．系统测量误差：

主机测量再配合定点仪定位，系统误差<0.5m

10．路由误差<10cm

11．探测深度≤3m

12．内置电源：

充满电连续工作1小时，待机可持续1.2小时以上，亦可外接交流电源工作。

四、电缆故障性质的分析

电力电缆故障是由于故障点的绝缘损坏而引起的。

一般故障的类型大体上分为低阻（短路）故障和断路故障，高阻泄漏故障和闪络性故障两大类。

4.1、低阻故障和开路故障

凡是电缆故障点绝缘电阻下降至100欧姆以下，甚至直流电阻为零的故障均称为低阻故障或短路故障（注：

这个定义是从采用脉冲反射法的角度，考虑到波阻抗不同对反射脉冲的极性变化的影响而下的。

对于电桥法，低阻故障的定义不受特性阻抗概念的限制）。

凡是电缆芯线或屏蔽在中间断开，电压不能馈至用户端的故障均称为开路（断路）故障。

此类故障对于1KV以下的低压电缆约占50%左右；6KV以上的高压电缆约占10%左右。

4.2、高阻故障（包括高阻泄漏故障和闪络性故障）

电缆故障点的直流电阻大于100欧姆以上的故障均称为高阻故障。

包括高阻泄漏性故障和高阻闪络型故障.

4.2.1高阻泄漏性故障：

在做电缆高压绝缘试验时，泄漏电流随试验电压的增加而线性增加。

在试验电压升高到额定值时（有时还远远达不到额定值），泄漏电流超过允许值，称为高阻泄漏故障。

4.2.2闪络性故障：

试验电压升至某值时，监视泄漏电流的电表指值突然升高，表针且呈闪络性摆动；电压稍下降时，此现象消失，但电缆绝缘仍有极高的阻值，这表明电缆存在有故障。

而这种故障点没有形成电阻通道，只有放电间隙或闪络通道的故障便称为闪络性故障。

一般的高阻故障点的性质，可用下图等效电路表示。

图1

高阻故障的表现形式尽管多种多样，但其本质均表现在上图等效电路中“高阻泄漏电阻”。

“高阻泄漏电阻”的阻值直接决定了高阻故障的特性。

它们可以是“高阻泄漏故障”，也可以是“高阻闪络性故障”，或者是二者兼而有之的故障。

此类故障对于1Kv以下的低压电缆约占50%左右；6KV以上的高压电缆约占90%左右

五、电缆故障测距原理

电缆故障的测试是基于电波在线缆中传输时遇到线路阻抗不均匀而产生反射的原理。

根据传输线理论，每条线路都有其一定的特性阻抗Zc，它由线路的结构决定，而与线路的长度无关。

当线路阻抗均匀时，即线路阻抗处处等于Zc，电波在其中传播，沿线不会有任何反射。

而当线路阻抗不均匀时，即线路中存在节点或故障，在阻抗不等于Zc处将会形成反射。

根据反射点阻抗不同，将呈现为全反射或部分反射，反射波的大小和极性可用反射系数P表示，其关系式如下：

P=Ur/UiUr=Zo-Zc

Ui=Zo+Zc

（1）

其中：

Ur为反射波，Ui为入射波，Zc为线路特征阻抗，Zo为反射点阻抗。

（1）当线路无故障时，Zo＝Zc，P＝0，线路无反射。

（2）当线路发生断线故障时，Zo＝∞，P＝1，线路发生全反射，且反射波与入射波极性相同。

（3）当线路发生短路时，Zo＝0，P＝－1，线路发生负的全反射，反射波与入射波极性相反。

六、电缆故障测距方法

适合于测试电缆的短路、断路、低阻故障（特性阻抗几十Ω以内）及电缆全长。

6.1、低压脉冲法（简称脉冲法）

当仪器自身产生的脉冲输入线路时，该脉冲便以速度V沿线路传输，当行进Lx距离遇到故障点后被反射折回输入端，其往返时间为T，则可表示为：

2Lx=2VT得Lx=1/2VT

（2）

V为电波在线路中的传播速度，与电缆的绝缘介质有关，对每种电缆它是一个固定值，可通过计算和仪器实测得到。

将脉冲源的发射脉冲和线路故障点的反射波在显示器实时显示，并由仪器提供的时钟信号可测得时间T。

因此线路故障点的距离Lx便可由

（2）式求得。

不同故障时的波形如下图2所示。

T

P=1断线故障

P=-1短路故障

P=0无故障

图2不同故障的反射波形

图3低压脉冲法接线图

6.2冲击高压闪络法：

适合测试闪络型和泄漏型高阻故障，利用高压设备产生放电波。

具体原理为：

直流高压经球间隙对电缆充电直至击穿，其形成的闪络电弧产生短路反射。

其原理线路见图4所示，电波在故障点被短路反射，在输入端被L反射，在其间将形成多次来回反射。

因电感L的自感现象，开始由于L的阻流作用呈现开路反射，随着电流的增加经一定时间后呈现短路反射。

而整个线路又由电容C和电感L又组成一个L-C放电的大过程。

因此，在线路输入端所呈现的过程波是一个近于衰减的余弦曲线上迭加着快速的脉冲多次反射波，如图4所示。

从反射波的间隔可求出故障的距离。

故障点距离：

Lx=1/2VTT+ΔT≥T其中ΔT为放电延迟时间。

图4冲击高压电流取样接线图

T+ΔTT

图5冲击高压法波形图

图6电流取样测试图

图7电流取样测试图（负信号）

6.3.多次脉冲法：

电缆故障测试系统多次脉冲法测试组成方框图如（图8所示）

图8电缆故障测试系统组成框图

多次脉冲法的电缆故障测试系统，包括可以产生单次冲击高压的“高压发生器”、“脉冲产生器”、“多次脉冲自动触发装置”和电缆故障测试仪。

为方便起见，将“多次脉冲自动触发装置”和电缆故障测试仪组合在一起，统称为“电缆故障测试仪”。

6.3.1工作原理：

“脉冲产生器”的主要作用是将“高压发生器”产生的瞬时冲击高压脉冲引导到故障电缆的故障相上，保证故障点充分击穿，并能延长故障点击穿后的电弧持续时间。

同时，产生一个触发脉冲启动“多次脉冲自动触发装置”和电缆故障测试仪。

“多次脉冲自动触发装置”立刻发出16个不同延迟时间的测试低压脉冲，经“脉冲产生器”传送到被测故障电缆上。

前八个测试脉冲利用电缆高压击穿瞬间的测试低压脉冲波形特征，形成八个故障反射脉冲。

在故障点熄弧后再发射八个测试脉冲测得电缆全长反射波形。

共有八组脉冲形成。

这八组脉冲同时记录在显示屏的上下半屏上。

每组脉冲波形中，一个脉冲反映电缆的全长，另一个脉冲波形反映电缆的高阻（短路）故障距离。

这八组十六个测试波形都是在一次冲击高压闪络的情况下采集到的。

采用多次脉冲法测试电缆故障的目的是为了使发送的低压测试脉冲有效避开故障电缆在冲击高压作用下瞬间出现的余弦大振荡干扰，在故障点短路电弧相对平稳期间得到标准清晰的类似短路故障的回波，并有理想测试波形选择余地。

不同的冲击高压、不同规格的电缆及长度、不同的电缆故障距离、余弦大振荡的周期和持续时间差异非常大。

单纯的二次脉冲法采集的波形往往因发送延迟时间不够而受到余弦大振荡的干扰，波形较乱，分析困难。

只有靠调整测试脉冲的延迟发射时间或采用中压延弧装置来保障，无形中增加了操作难度和设备重量及成本。

而多次脉冲法恰恰克服了这些困难。

一次冲击高压闪络过程得到的八组测试波形，总有几组波形便于故障距离判读。

这也是多次脉冲法较之二次脉冲法测试电缆故障先进之处。

6.3.2波形：

七、仪器面板说明：

7.1．仪器面板结构示意图（如图9所示）

7.2．面板结构说明

面板的左边是仪器的显示屏，此显示屏为触摸屏。

各种功能模拟触摸键都在荧屏的右侧。

面板的右边为仪器的功能区：

从上至下依次为：

“脉冲”和“闪络”指示灯；“USB接口”和“充电开关”；“联机自检”和“电源开关”按键；“位移”和“幅度”调节旋钮。

7.3．荧屏触摸键说明

荧屏触摸键有二十一个模拟按键。

分为三大功能模块，操作内容定义清晰，操作简单，相当屏幕菜单的快捷键。

图9仪器面板结构示意图

荧屏右侧按键模块，在仪器进入设置界面时，对电缆类型、长度选择、延迟时间等内容选择确定。

电波测速、打印波形、打开文件和保存文件的操作。

只要点击相关模拟键，屏幕将弹出二级菜单引