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山東鴻得實業有限公司 |
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智能型電纜故障測試儀
型號：HD-FCL-2005
一、概述：
我公司作為電力電纜測試領域中的，在產品開發研制中不斷追求*、努力創新。電纜故障預定位測試主機是公司的又一杰作，技術達到國水平，打破了國外公司在此領域的壟斷，電纜故障預定位測試主機采用了國的技術，所有高阻故障波形均呈現為簡單的低壓脈沖波形，判斷故障距離輕松愉快。
電纜故障預定位測試主機用于檢測各種動力電纜的高阻泄漏故障、閃絡性故障、低阻接地和斷路故障。
二、儀器功能與特點：
可測35KV以下等級所有電纜的高、低阻故障，適應面廣。
具有方便用戶的軟件和全中文菜單。按鍵定義簡單明了。測量方法簡單快速。
檢測故障成功率、測試精度及測試方便程度優于國內任何一種檢測設備。
超大觸摸液晶屏作為顯示終端，儀器具有強大的數據處理能力和友好的顯示界面。
具有極安全的采樣高壓保護措施。測試儀器在沖擊高壓環境中不會死機和損壞
無測試盲區。
內置電源，可在無電源環境測試電纜的開路及低阻短路故障。
三、主要性能指標：
1．測試方法：低壓脈沖、高壓閃絡、速度測量。
2．沖擊高壓：低于35KV電力電纜。
3．數據采樣速率：80MHz、40 MHz、20MHz、10 MHz。
4．測試距離：＞30Km。
5．讀數分辨率：1m。
6．系統測試精度：小于50cm。
7．測試電纜脈寬設有：“0.05”、“0.1”、“0.2”、“0.5”、“1”、“2”、“8”微秒。
8．具有測試波形儲存功能：能將現場測試到的波形按規定順序方便地儲存于儀器內，供隨時調用觀察。可以儲存大量的現場測試波形。
9．能將測得的故障點波形與好相的全長開路波形同時顯示在屏幕上進行同屏對比和疊加對比，可自動判斷故障距離。
10．內置電源：充滿電后儀器可連續工作3小時以上，亦可外接交流電源工作。
11．工作條件：溫度-10℃～+45℃，相對濕度 90%。
四、儀器的系統組成和工作原理：
智能型電纜故障測試儀系統的組成方框圖如圖一所示：
電纜故障快測儀主要由高壓沖擊單元、和波形記錄分析儀（測試主機）兩部分組成。
1、高壓脈沖發生器
高壓脈沖發生器是該套電纜故障預定位的能量提供部分，向外提供高壓高能的電壓脈沖。主要由升壓變壓器、高壓整流二極管、充電電容、放電球隙組成。
2、波形記錄分析儀（測距主機）
這個部分是整個儀器的大腦，負責向其他部件發送指令，協調各部件的工作，并向操作者提供人機對話的界面。它的主要功能是對測量脈沖進行高速的采樣和記錄，再對采集到的信號進行高速的運算分析。
五、儀器的配套性：
1．電纜故障預定位測試主機（測距主機） 一臺
2．信號采樣線 一根
3．儀器充電器 一個
4．電流取樣盒 一個
5．儀器使用說明書 一本
六、儀器面板說明：
1．儀器面板結構示意圖如圖二所示：
圖二 儀器面板結構示意圖
2．面板結構和功能鍵說明
本儀器主機面板設有三個功能鍵：一個調節幅度旋扭①、一個垂直位移旋扭②、一個電源開關③。④是液晶屏顯示界面，如圖二所示。下面逐一說明它們的功能和使用方法。
幅度旋鈕①：
采樣時調節此旋鈕，可以改變測試波形在屏幕上的幅度（此項功能只對重新采樣后的波形起作用）。
中值旋鈕②：
采樣時調節此旋鈕，可以改變測試波形在屏幕上的垂直位置（此項功能只對重新采樣后的波形起作用）。
開關鍵③：
按鍵為電源開關鍵。儀器10分鐘無按鍵操作將自動關機。
3.液晶屏幕菜單說明（圖三）
圖三 液晶屏菜單顯示示意圖
采樣方法1
按采樣方法鍵，彈出子菜單。子菜單中包括3個選項為低壓脈沖/閃絡方法/速度測量，儀器默認選中低壓脈沖，根據測量需要，可選擇相應的采樣方法。再按“采樣方法鍵”退出此項功能。
脈沖寬度2
此菜單在高壓閃絡測試法中無效。按脈沖寬度鍵，彈出脈沖寬度選擇子菜單。可根據測試距離選擇合適的脈沖寬度按對應的子菜單鍵，可以對脈沖寬度進行選擇。脈沖寬度大小為50納秒、100納秒、200納秒、1微秒、2微秒、5微妙、8微秒共7個檔位。當選中50納秒脈寬時，電腦自動鎖定讀數精度為1米；當選中8微秒時，電腦自動鎖定讀數精度為8米；選擇其他脈寬時，可以按讀數精度鍵任意調節，儀器初始值為200納秒。再按“脈沖寬度鍵”退出此項功能。
電纜類型3
不同介質的電纜中電波傳播速度不同，因此在測試故障之前必須選定介質類型，以確定電波傳播速度。按電纜類型鍵，屏幕出現電纜類型選擇對話筐，有油浸紙型、不滴油型、交聯乙烯、聚氯乙烯和未知類型5個選項，儀器初始值為油浸紙型，可根據需要按對應的電纜類型鍵。若被測電纜不屬于四種已知類型，則應按“未知類型鍵”，彈出對話框，調整波速數值，達到選定值后按“OK”鍵。再按“電纜類型鍵”退出此項功能。波形速度大300m/us
讀數精度4
根據測量需要選取合適的檔位。共分為8米/4米/2米/1米的測量精度，儀器初始值為2米。再按“讀數精度”退出此項功能。
波形縮放5
由于波形數據量很大，每次采樣后屏幕上顯示的是局部的波形。為了觀察波形細節，必須將波形縮放。按“波形縮放鍵”進入縮放功能，儀器提供3種壓縮比例，分別為1、1/2、1/3，通過“左鍵《 或 右鍵 》”可對波形進行3種比例的循環壓縮。通過屏幕右下角可以觀察到壓縮比例。再按“波形縮放鍵”，退出此功能。
滾屏顯示6
波形擴展后需要分成多段顯示，儀器自動顯段。若需要觀測后續各段波形，應執行“滾屏”功能。按“滾屏顯示鍵”，通過“左鍵《 或 右鍵 》”可對波形進行左右移動。再按“滾屏顯示鍵”，退出此功能。
保存波形7
將屏幕上的顯示內容存儲于儀器中，可以存儲20幅波形。
調出波形8
在屏幕上重現存儲的波形。
電纜全長9
在“采樣方法”子菜單中若執行“速度測量”，則菜單中的電纜類型變為電纜全長。按“全長鍵”，屏幕上彈出“電纜長度”輸入對話筐，初始值為“0”米。輸入電纜長度值后，按“OK鍵”。
延時10
設置觸發時間，此功能一般不用。
定位11
用于確定測量的起點。執行“定位”鍵后，游標當前所處的位置即被確定為測試起點。通過 “左鍵《 或 右鍵 》”可對游標進行左右移動。
自動判距⒀
按“自動判距鍵”，游標進行自動定位，顯示屏左上方自動顯示故障距離。
左鍵/右鍵(加/減)⑿ ⒁
移動游標定位用時，每按“左鍵《 或 右鍵 》”一次，定位游標尺左/右移一個單位點（像素）；當連續按游標左/右鍵時，游標移動的速度加快，一次移動八個單位點。
波形縮放、滾屏顯示、波形移位進行選擇時，按左鍵《 或 右鍵 》(加/減)。
采樣鍵⒂
當儀器處于低壓脈沖法測量時，按下采樣鍵后，屏幕的波形顯示區能馬上顯示出發射脈沖和回波脈沖。紅色波形為局部波形，藍色波形為全局波形。
當儀器處于高壓閃絡法測量時，按下采樣鍵后，當有外部觸發后，屏幕將顯示高壓閃絡波，紅色波形為局部波形，藍色波形為全局波形。
七、儀器的操作使用步驟：
由于本儀器主要在高壓環境中工作，在現場使用此儀器檢測電纜故障前，應詳細閱讀本使用說明書中的有關儀器測試原理、接線方式和使用注意事項。以免發生人身事故和損壞儀器設備。
用低壓脈沖法測試電纜的低阻接地、短路、斷路故障
A．此時不用多次脈沖控制器。直接在智能型電纜故障測試儀的輸入輸出接口接出一根夾子線。將夾子線的紅夾子夾在故障電纜故障相芯線上，黑夾子夾在電纜的外皮地線上。
B．啟動儀器電源開關，屏幕工作以后，觸摸屏幕任意地方進入設置界面。此時儀器默認的狀態是“低壓脈沖法”。應根據現場被測電纜種類、長度和初步判斷的故障性質選擇使用方法。設置在“低壓脈沖法”時，在此界面還可以進行波速測量和打開歷史文件查閱以前的測試結果。
C. 完成設備參數設置后，點擊“采樣”鍵，儀器自動發出測試脈沖。此界面將顯示電纜的開路（全長）波形或低阻接地（短路）故障波形。若波形不好操作者應調節“中值”和“幅度”，并觀察采到的回波，直到操作者認為回波的幅度和位置適合分析定位為止。
D．波形定位讀距離。低壓脈沖判距比較容易，只要將游標分別定位到發射波及反射波的起點即可。
圖五 低壓脈沖法測試的開路全長波形界面
E．“保存”
很多時候，需要將測試結果保留或留作對比用，就要利用儀器中的“保存”功能，將此次測得的波形保存在儀器的數據庫中。
如果測試人員認為有必要保存此次測試結果，可點擊“保存”鍵，根據子菜單提示操作即可。
2．用沖擊高壓閃絡法測試電纜的高阻泄漏故障（包括高阻閃絡性故障）
本儀器可用沖擊高壓閃絡法測試電纜的高阻泄漏故障。沖擊高壓閃絡法測試電纜的高阻泄漏故障是目前在國內流行的傳統檢測方法。很多用戶都習慣使用此方法。是三次脈沖法測試電纜故障的一種補充方法。外接線路較為簡單，但是波形分析的難度較大，只有在大量測試的基礎上，有一定經驗后才能熟練掌握，遠沒有三次脈沖法簡單，但還是一種行之有效的測試方法。
將儀器附帶的電流取樣器用信號線與主機連接后放在電纜與高壓設備間的接地線旁即可。只要沖擊高壓發生器輸出的電壓足夠高，故障點在此沖擊高壓的沖擊下
圖六 高壓閃絡測試法接線圖
被擊穿，電纜中就會產生電波反射。電流取樣器將地線上的電流信號通過磁耦合取得的感應反射電波傳電纜故障預定位測試主機，經過A/D采樣和數據處理，并將采得的波形顯示在屏幕上進行故障距離分析。
圖七 高壓閃絡法測試波形
儀器的預置方法和三次脈沖法的預置一樣，只是在預置時將采樣方法改成高壓閃絡法即可。
電纜類型和采樣頻率確定以后就可以點擊“采樣”鍵 ，進行采樣等待。一旦高壓發生器進行沖擊高壓閃絡，儀器就自動進行數據采集和波形顯示。
屏幕上方紅色波形是經過局部放大后的波形，下方藍色波形為測試波形全貌。
當采集到較為理想的波形后，便可操作“波形縮放”和位移、移動游標來標定故障距離。操作方法與低壓脈沖法*。
4．波速測量
不同廠家生產的電纜，盡管型號相同，因為工藝和介質配方的差異，會導致電波傳播速度的差異。如果直接使用儀器給出的平均電波傳播速度，會造成一定的測試誤差。為了更加精確地測試故障距離，往往需要重新核對（測試）該電纜的電波傳播速度。
電波測速的方法如下：
A.首先選一段已知長度被測電纜。如果此次被測電纜的長度為已知，也可以用此電纜進行測速。
B. 儀器進入設置界面后，按“采樣方法”后選擇“速度測量鍵”。 選取適當的采樣頻率和脈沖寬度。儀器的測量夾子線接在被測電纜的芯線和外皮上。按“電纜長度”鍵，彈出對話框，填寫電纜長度值，按“OK”鍵。點擊“采樣”鍵 ，儀器屏幕將顯示低壓脈沖開路測試波形，通過游標定位儀器將自動顯示所選的電纜的測試速度。
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