HZCIII电缆故障测试仪说明书1.docx

HZCIII电缆故障测试仪说明书1.docx

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HZCIII电缆故障测试仪说明书1

目录

一、前言-------------------------------------------------------------------------------------

（2）

二、特点-------------------------------------------------------------------------------------

（2）

三、技术参数-------------------------------------------------------------------------------（4）

四、测试仪的组成-------------------------------------------------------------------------（4）

4.1HZC-III电缆故障测试仪主机的组成原理----------------------------------（5）

4.2仪器面板说明--------------------------------------------------------------------（6）

4.3功能键介绍-----------------------------------------------------------------------（7）

4.4帮助菜单简介--------------------------------------------------------------------（9）

五、电力电缆故障分析与分类----------------------------------------------------------（12）

5.1电缆故障发生的原因-----------------------------------------------------------（12）

5.2电缆故障的分类-----------------------------------------------------------------（14）

5.3低阻故障和开路故障-----------------------------------------------------------（15）

5.4高阻故障--------------------------------------------------------------------------（15）

六、电缆故障的测试方法----------------------------------------------------------------（16）

6.1电缆故障测试原理--------------------------------------------------------------（16）

6.2电缆故障测试程序--------------------------------------------------------------（16）

6.3低压脉冲测试方法--------------------------------------------------------------（18）

6.4直流高压闪络测试方法--------------------------------------------------------（21）

6.5冲击直流高压电感测试法（冲L法）--------------------------------------（22）

6.6冲击直流高压电流取样法（电流取样法）--------------------------------（25）

6.7四种测试方法的比较-----------------------------------------------------------（26）

6.8电缆故障测试误差分析--------------------------------------------------------（26）

七、实测波形分析-------------------------------------------------------------------------（28）

八、故障检查-------------------------------------------------------------------------------（33）

九、HZC-II多功能精确定点仪---------------------------------------------------------（33）

9.1主要性能--------------------------------------------------------------------------（32）

9.2工作原理--------------------------------------------------------------------------（33）

9.3使用方法--------------------------------------------------------------------------（33）

附录一

将HZC-III电缆故障测试仪应用软件拷贝到其它计算机----------------------（35）

附录二

功能键对应表----------------------------------------------------------------------------（37）

附录三

如何用其它打印机打印测试波形---------------------------------------------------（38）

一、前言

感谢您选种了HZC-III型电缆故障测试仪。

HZC-III型电缆故障测试仪是高科技的产物，它采用了当今世界先进的计算机技术，是本公司博采国内外众多智能型电缆故障测试仪之特长，最新研制开发的最新型的超级智能型电缆故障测试仪。

本测试仪采用了专家智能软件系统及高档次的微机硬件，使其具有强大的高速数据采集与大规模数据处理能力，超大屏幕的彩色液晶显示，使采集的波形正规、线条细、拐点明显，更加提高了测试的准确性。

正因为如此才使本测试仪具备了当今市场上功能最全，功能键最少、智能化程度最高、操作最简单、可扩充性最强、真正便携可靠等六大特点。

HZC-III型电缆故障测试仪的推出，开创了一个智能电缆测试仪的新时代。

HZC-III型电缆故障测试仪，可用现代经典的直流高压闪络法、冲击高压电感取样法、冲击高压电流取样法、低压脉冲法等多种测试方法，对各种类型动力电缆的短路故障、断路故障、高阻闪络故障、高阻泄漏故障等多种故障进行故障分析、检测、定点。

同时也可对控制电缆、市话电缆以及同轴通讯电缆出现的短路、断路故障进行初测，也可对电缆全长进行校对。

二、特点

·可测试各种型号不同电压等级的铜、铝芯电力电缆和市话电缆的各种故障。

常见的油侵纸电缆、交联乙烯电缆、不滴流电缆和塑料电缆四种常用电力电缆的电波传播速度已经在仪器中预置，一些特殊电缆的电波传播速度可在现场利用键盘临时预置，电缆长度及故障距离无须人工换算，由仪器自动换算并显示故障距离。

·可测试各种型号电缆的开路、低阻故障及电力电缆的高阻闪络性故障和高阻泄漏性故障。

·对于简单的开路、短路故障波形仪器能自动分析自动由双游标标出故障点，并显示故障距离无须人工干预。

·一屏可同时显示两幅波形（故障波形、全貌波形），给用户分析波形带来极大方便。

·屏幕显示波形可任意扩展、压缩、左移、右移。

·仪器配有面板式微型打印机，可随时打印测试波形、数据及其它有关内容。

·仪器的操作过程均由专家汉字提示，就是初次使用也可以操作自如。

·仪器内存有操作使用说明，可随时调用显示学习。

·可同时显示两次测试波形或同屏比较显示一次测试波形与一个标准波形。

·可现场存储近千个测试波形，不怕掉电并可永久保存于仪器内。

·仪器有3.5″软驱，可将现场波形拷贝下来保存，也可用于客户与客户之间、客户与厂家之间进行现场测试波形的交流与探讨。

·本仪器软件完全标准化设计，可将仪器软件拷贝与任意一台PC机。

·可利用3.5″软驱将现场测试波形拷贝下来通过网络发往远程用户。

·具有测速（电波在电缆中的传播速度）及测时（故障点回波时间）功能。

·仪器内存有多种测试标准波形，用户可随时调出学习参考。

·可直接采用多种测试方法，无须对仪器本身进行调整。

三、技术参数

·测试距离

单端测试距离≤10千米

·最短测试距（盲区）：

小于V/15（米）

其中：

V电波在被测电缆中的传播速度

·测试误差

相对误差：

≤±2%

绝对误差：

故障点在千米以内≤15米

故障点在千米以上≤20米

·读数分辨率：

V/60米

其中：

V电波在被测电缆中的传播速度。

如：

“油浸纸电缆”，电波传播速度为160m/us仪器的读数最小分辨率为2.66米，即屏幕上光标每移动一点，读数变化2.6米。

·电源：

AC220V±10%50HZ

·环境条件

温度：

0℃~50℃相对湿度：

80%±5%

·主机体积：

350×250×200（mm）

·主机重量：

5kg

四、测试仪的组成：

·HZC-III电缆故障测试仪主机

·HZC-III多功能同步精确定点仪

·HZC-III高压取样箱

·HZC-III放电球间隙

4.1HZC-III电缆故障测试仪主机的组成原理

主机组成框图

当开关K在“脉冲”信号时，仪器内的低压脉冲产生器产生一峰值为250Vpp的脉冲信号加到被测电缆上，同时通过输入振幅电位器加到输入电路，此信号通过A/D转换将模拟信号变换成数字信号，此数字信号由计算机从A/D读入存储器，再通过监控程序处理，送往彩色液晶显示器，显示测试波形及其它相关内容。

同时用户可通过键盘结合屏幕中文显示对操作过程进行控制。

当开关K在“闪络”位置时，外接高压测试系统产生的直流高压信号加到被测电缆上，使故障点瞬间闪络放电并形成单次闪络测试波形，通过电位器加到仪器的输入电路，测试仪可将这个瞬间的波形存储记忆下来，并通过计算机监控程序处理，送往彩色液晶显示器，屏幕显示波形后可根据屏幕中文提示对波形进行分析处理，并显示出故障距离。

也可根据屏幕中文菜单提示完成其它功能，利用面板微打可将测试结果打印输出，作为资料永久保存。

4.2仪器面板说明

1、显示屏：

彩色液晶显示器显示方式：

SVGA

2、图示标准波形：

当采集到故障波形后随时可以与图示波形比较找准故障点。

3、电源插座：

接交流220V50HZ

电源插座下方为电源保险。

4、电源开关

5、功能键：

由10个功能键完成人机对话，可控制微机完整而系统的完成整个测试过程。

6、接地线：

在做冲闪、直闪测试时，将此端必须直接接电缆外壳。

7、微型打印机：

TP-40微型打印机，可将测试结果打印清单输出。

8、输入、输出口：

此Q9为信号的输入、输出端口，通过双色夹子线将信号输入电缆中（脉冲法测试）。

也可以通过双Q9线与高压取样箱连接（高压取样法）。

9、振幅调节：

结合“采样”键可调节信号的幅度。

10、水平调节：

结合“采样”键可调节信号在屏幕中上下位置。

11、外接彩显：

通过此端口可与标准SVGA彩色显示器相接，可将仪器显示情况通过外接显示器显示出来。

12、微打开关：

用于关闭微型打印机电源，在做冲闪测试时关闭微打电源，以免高压串入，烧坏微打。

13、标准串口：

预留端口，做仪器扩展用。

14、标准101键盘口：

可外接标准101键盘，进行DOS操作。

例如：

仪器软件升级，修改仪器内部参数，拷贝本仪器软件等。

15、标准3.5″软驱：

利用软驱可将仪器测试波形拷入软磁盘，也可做仪器软件升级用。

但用户不要随意拷贝软件，以免感染病毒。

4.3功能键介绍

本测试仪共有10个功能键，是目前市场上同类型产品中功能键最少，使用操作最简单的仪器。

下面将这10个功能键一一做以介绍。

复位键在10个功能键中优先级是最高的，无论程序在执行任何步骤，只要按一下此键，仪器将回复到最初状态，同时重新运行所有监控程序，对本仪器的每一个接口重新进行一次地址初始化，因此在遇到无法处理的问题时可利用：

“复位”键重新运行一下操作过程。

采样键的优先权次于“复位”键，在测试状态按下“采样”键仪器将进行一次数据采集过程。

同时将上一次采集数据重新刷新一次。

在“高压闪络”状态按下“采样”键，仪器将处于“中断等待”状态，仪器在这种状态下不会执行任何键盘指令，直到有外来信号为止，工作过程如图4.3-1。

如果用户在“闪络”测试状态下按下此键不要误认为仪器出现故障，如果不采集外来数据可复位一次，重新执行操作系统

闪络状态下按采样键中断等待

采集数据外部闪络

图4.3-1

在测试状态按下此键，根据菜单显示可提供多种功能的帮助服务。

帮助菜单如下：

“电缆选择”、“电波测速”、“波形处理”、“标准电路”、“标准波形”、“同屏比较”、“波形存取”、“打印输出”、“电缆资料”、“使用说明”。

在选项后，按下此键表示对选项的确定，在执行完一步工作后，按下此键表示对这一步工作的结束，因此在每执行一步完成，欲继续下一步工作就应按一下“确认”键。

当波形采集或处理结束，同时测试人员对采集波形满意后按一下“测试”键，此时仪器开始执行测试程序。

在对脉冲波形进行测试时，按下此键屏幕上自动出现两个竖线游标，分别卡在波形两个拐点上，第二游标可由人工利用“左移”、“右移”键进行移动，当第二游标移动到故障点时屏幕下方所显示距离即为故障距离。

在“闪络”法测试时，采集到理想波形后按一下此键屏幕上会出现第一竖线游标，利用“右移”键将游标移动到故障波形起始点，然后再按“确认”键，再按“左移”或“右移”键屏幕会出现第二竖线游标，将第二游标移到故障拐点，屏幕下方出现距离为故障点的距离。

完成后再按一下“确认”键结束测试可进行下一步操作。

无论仪器当前在执行什么工作，当按下此键后，程序将自动跳转到上一步操作过程，如不停的按此键，程序将恢复到开始状态。

这四个键简单的讲是光标移动键，但在本仪器中承担了多种功能，在有光标出现时，需要上下移动按↑↓键，需要左右移动按←→键。

当有数字出现时，按↑键数字将不停的加1，按↓键数字将不停的减1，直到选择合适。

当进行波形处理时，按↑键可将波形扩展，按↓键可将波形压缩，按←键可将波形左移，按→键可将波形右移。

这四个键如何使用应根据屏显状态而定。

4.4帮助菜单简介

在测试状态下（本仪器中第四界面）按“帮助”键，屏幕会弹

出一帮助菜单，菜单中列出了本仪器一些功能项。

可利用↑↓移动

键来选择不同的功能项。

⑴电缆选择：

当光标在上时，按下“确认”键，将出现第二菜单如图4.4-1。

根据所测试的电缆种类，利用光标↑↓移动键选择不同的参数。

选定后按“确认”键。

电缆选择

油浸纸电缆

交联聚乙烯

不滴流电缆

塑料电缆

自选电缆

图4.4-1

⑵电波测速：

光标在上时，按下“确认”键，屏幕会提示用户输入电缆长度，也就是说在利用此项功能前应提前准备好一根标长电缆，一般可以用被测电缆全长为参数，选择该项功能后根据提示可测出电波在被测电缆中的传输速度，也可将此参数记录下来，用于测试同型号的电缆。

⑶波形处理：

光标在上时，按下“确认”键，再利用光标↑↓键可对屏显波形扩展或压缩处理，注意在没有屏显波形时此功能无效。

⑷同屏比较：

光标在位时，按下“确认”键。

进入同屏比较功能，屏幕弹出第二菜单如下图4.4-2。

选择波形

标准波形

存储波形

图4.4-2

有两个功能项供选择，项，可将采集波形与内存标准波形进行同屏幕比较，项，可将采集波形与内存实测波形进行比较。

进入第二功能项后可根据屏幕提示进行其它选项。

此项功能当屏显无波形时无效。

⑸标准波形：

光标在位时，按下“确认”键，进入标准波形屏幕，可利用光标↑↓来回翻页，查看各种测试方法的标准测试波形。

⑹标准电路：

光标在位时，按下“确认”键，进入第二菜单如图4.4-3，所示。

可利用光标↑↓移动选择不同的选项，查看不同测试方法的外部设备接线图。

标准电路

脉冲法标准电路图

电感冲闪法标准接线图

电流取样法标准接线图

直流高压闪络法电路图

图4.4-3

⑺波形存取：

光标在位时，按下“确认”键，进入第二菜单，利用光标↑↓移动选择“波形保存”或“波形读取”，选择后屏幕下方会提示读取波形编号或保存波形编号，利用光标←→移与↑↓加1或减1对要读取或保存波形进行编号，然后按“确认”键，对波形进行存、取。

注意“保存波形”编号由用户自己随意编写，编号后应将编号记录以备读取是查看。

“读取波形”编号应按以前记录编号为准。

⑻打印输出：

选择功能项后屏幕会提示修改日期，仪器内部已存有万年历，日期是自动打出的，用户也可以利用光标键对日期进行修改。

日期确定后按“确认”键，屏幕会显示一个打印的模拟形式，如果满意选“打印”如果不满意选“取消”可重新以上操作。

⑼电缆资料：

在选功能项前，请先准备好一张空磁盘

（3.5″软盘）或取一张存有波形的软盘。

进入功能项后，仪器会提示用户将软盘插入软驱，插入后按“确认”键，弹出第二菜单，提示波形保存还是读取，同样要对保存或读取的波形进行编号，并记录这一编号。

（10）使用说明：

选择功能项后，屏幕会显示文字说明以备用户在现场随时查看，可利用光标↑↓键对说明上下翻页。

五、电力电缆故障分析与分类

电力电缆故障是由于故障点的绝缘损坏而引发的，一般故障的类型大体上可分为低阻故障（短路）、高阻故障（断路、高阻泄漏、高阻闪络）两大类。

5.1电缆故障发生的原因

电缆故障发生的原因是多方面的，对这方面的了解会有利于故障的查找。

现将常见的几种原因归纳如下。

1机械损伤：

很多故障是由于电缆敷设时不小心造成的损伤或敷设后靠近电缆路径作业造成的机械损伤而直接引起的。

有时如果损伤轻微，在几个月甚至几年后损伤部位的破坏才发展到铠装铅皮穿孔，潮气侵入而导致损伤部位彻底崩溃形成故障。

2电缆外皮的电腐蚀；如果电力电缆埋设在附近有强力地下电场的地面下（如大型行车、电力机车轨道附近），往往出现电缆外皮铅包腐蚀致穿的现象，导致潮气侵入，绝缘破坏。

3化学腐蚀：

电缆路径在有酸碱作业地区通过或煤气站的苯蒸气往往造成电缆铠装和铅包大面积长距离被腐蚀。

4地面下沉：

此现象往往发生在电缆穿越公路、铁路及高大建筑物时由于地面的下沉而使电缆垂直受力变形，导致电缆铠状、铅包破裂甚至折断而造成各种类型的故障。

5电缆绝缘物的流失：

电缆敷设时地沟凹凸不平，或处在电杆上的户头，由于电缆的起伏、高低落差悬殊，高处的绝缘油流向低处而使高处电缆绝缘下降，导致故障发生。

这种故障在早期的油纸绝缘电缆中较常见。

6长期超负荷运行：

由于超负荷运行，电缆的温度会随之升高，尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆的较薄弱处和对接头处首先被击穿。

在夏季，电缆故障高的原因正在于此。

7震动破坏：

铁路轨道下运行的电缆，由于剧烈的震动导致电缆外皮产生弹性疲劳而破裂形成故障。

8拙劣的施工、拙劣的接头与不按技术安全要求敷设电缆都是形成电缆故障的重要原因。

9在潮湿的气候条件下作接头，使接头封装物内混入蒸气而耐不住试验电压，往往形成闪络性故障。

当欲快速寻找故障点时，寻找一些电缆的原始资料，观察一下电缆敷设的路面情况，再结合可能造成故障的原因，对快速寻测故障点会有很大的好处。

5.2电缆故障的分类

短路故障（R=0）

低阻故障｛

有电阻但电阻非常小

电缆故障

断路故障（R=∞）

｛高阻故障高阻泄漏故障

｛高阻闪络性故障

电缆故障的分类

早期的电缆测试大多采用“电桥法”，用闪测仪测试我们称之为“回波法”。

因此用闪测仪测试时就应该按电波在电缆中的传输特性来将电缆故障进行分类，因此凡是电缆故障点绝缘电阻下降致该电缆的特性阻抗，甚至直流电阻为零的故障均称为低阻故障或短路故障。

对于电桥法测试故障的分类就与“特性阻抗”无关了。

这里给出一个电缆特性阻抗的参考值

铝芯240mm2截面积的电力电缆的特性阻抗约10Ω；

铝芯35mm2截面积的电力电缆的特性阻抗约40Ω。

其余截面积的铝芯电力电缆的特性阻抗可据此估算。

当电力电缆故障点的直流电阻大于它的特性阻抗时，我们就称它为高阻故障，在这一点希望用户能够注意，在现场操作中，大多工人都用摇表值来区别故障类型，摇表值为零时称为“短路”故障或“低阻”故障，摇表值不为零时就称为“高阻”故障。

在现场测试时应注意正确区别故障类型。

5.3低阻故障和开路故障

这两种故障都是电缆的特性阻抗发生了很大变化，因此这两种故障被认为是同一类故障。

A.我们将电缆绝缘电阻下降致该电缆的特性阻抗，甚至直流电阻为零的故障称为“低阻故障”。

B.我们把电缆绝缘电阻无穷大或虽与正常电缆的绝缘电阻相同，但电压却不能馈致用户端的故障称为开路（断路）故障。

以上两种故障都可以采用本仪器的低压脉冲法来测试。

5.4高阻故障

电缆故障点的直流电阻大于该电缆特性阻抗的故障均称为“高阻故障”。

A、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高而增大，在试验电压升高到额定值，有时还远远达不到额定值，但泄漏电流却超过规程所要求的值，我们称之为高阻泄漏性故障。

B、闪络性故障：

在做电缆高压绝缘试验时，当试验电压升致某值时，此值小于规程所要求的电压值，但监视泄漏电流的电流表指针突然升高，且表针呈节拍性摆动，电压稍下降时此现象消失，但电缆绝缘仍有极高的阻值，这表明电缆存在故障，而这种故障点没有形成电阻通道，只有放电间隙或形成闪络电弧现象，这种故障我们称之为高阻闪络性故障。

六、电缆故障测试方法

根据电力电缆常见的故障，本仪器设计了四种测试方法，用户可根据不同的故障采取不同的测试方法，也可以用不同的方法分别采集波形，相互比较分析，对故障点进一步确认。

6.1电缆故障测试原理

用本仪器测试电缆故障所采用的基本原理为“回波测试”原理，即依靠电波在电缆中的传输反射来测试的。

1脉冲法测试原理：

脉冲法测试即为本仪器内部产生一脉冲波，这一脉冲波被加于电缆上，当脉冲波遇到电缆特性阻抗变化的点，就会产生一回波信号（根据传输线原理），本仪器在电缆的测试端将这两个信号（发射波和回波）采集并显示，根据这两个波的时间差来计算出故障点与测试端的距离。

因此这种测试方法不受电缆敷设规则影响，只与电波在此电缆中的传输速度有关。

2高压闪络法测试原理：

在针对电缆的高阻故障时，利用外部设备给电缆施加高压，当故障电缆承受不了所加高压时，故障点就会产生击穿电弧。

击穿电弧就会产生一回波，这样我们利用测试仪就可以将整个击穿过程在测试端利用采集波形的形式记录下来，通过这个击穿过程来分析计算击穿点离测试端的距离。

同样这种测试方法不受电缆敷设情况影响，只与电波在此电缆中的传输速度有关。

6.2电缆故障测试程序

在利用本仪器测试电缆故障时，应按如下程序进行：

1万用表，摇表或由电缆预试结果判断电缆故障性质。

2根据电缆故障性质选择合适的测试方法：

低阻故障和开路故障最好用脉冲法，当然对低阻故障也可采用闪络法。

泄漏性高阻故障最好采用闪络法（冲L法），有些泄漏性高阻故障也可采用直闪法，但通常都不这样做，闪络性高阻