低壓（yā）電（diàn）纜故障測試儀試驗步（bù）驟

一章 3M2773低壓電纜故（gù）障測試儀試驗步（bù）驟（zhòu）概述（shù）

一、用途（tú）

用於電力電（diàn）纜的（de）故障測試，是一套集成化設備（bèi），包括兩台儀器及相關附件：

主機有以下功能：

低壓脈衝測距

脈衝電流測距

聲磁同步定點

路徑探測

電纜路徑探測信號發生器（qì）（以下簡稱信號發生器）

信號發生器用於路徑探測的（de）信號發射。ST係列綜合（hé）測試儀（yí）相對於（yú）傳統的分體設備，其設備件數、體積、重量均大幅縮減，且功能強大、簡單易用、小巧便攜，是傳統設備的換代產品。

二、3M2773低（dī）壓（yā）電纜故障測試儀試驗步驟功能特點（diǎn）

功能全：

低（dī）壓脈衝（chōng）故（gù）障測距

脈衝電流故障測距

聲磁同步（bù）精準定點

電纜路徑探測

故障測距功能：

低壓脈衝法：適用（yòng）於低（dī）阻、短路、斷線故障的精準測距（jù）。

脈衝電流法：適用於高阻（zǔ）、閃絡型（xíng）故障的測距，使用電（diàn）流耦合器從地線（xiàn）上采（cǎi）集信號，與高（gāo）壓部分隔離，**可靠。

精準定點功能（néng）：

聲磁同步接收，抗幹擾能力強。

聲磁信號波（bō）形（xíng）顯示，信號和噪聲易於區分。

光（guāng）標測量聲磁延時（shí），精準判斷故障點的遠近。

可根據磁場波形的初始極性（xìng），在定點的（de）同時進行路（lù）徑（jìng）探測。

路徑探（tàn）測功能：

信號發生器：

大容量鋰離子（zǐ）電池供電，擺脫（tuō）市電束縛。

全自動功率匹配和保護，無需人工調整。

較大功率輸出。

音峰（fēng）／音穀法路徑探測。

信（xìn）號幅（fú）值顯示。

可進行80％法（fǎ）或（huò）45°法測深。

大（dà）屏幕液晶顯示，界麵友好、簡單易用。

SD卡存儲測試波形，存儲容量大，可導入計算機進行存檔、分析和打印。

內置大容量鋰離子電池供電，配快速充電器。

電（diàn）源管理：根據不同功能開啟不同的電源通路，盡量減小功耗；若15分鍾沒有任（rèn）何（hé）操作（zuò），儀器將自動關（guān）機；電池欠壓時也將自動（dòng）關機，以保護電（diàn）池。

集成化設備，小巧便攜（xié）。

三、3M2773低壓電纜故障測試儀試驗步驟技術（shù）指標    (M為主（zhǔ）機，T為信號發生（shēng）器，M&T為共同特性)

測距功能（M）：

測距模式：低壓脈衝、脈（mò）衝電流。

采樣頻率：100MHz。

分辨率：低壓脈衝模式1m；脈衝電流模（mó）式（shì）4m。

低壓脈衝模式發射電壓：30V。

測距範圍：30km。

盲區：2m。

聲磁同步定點功（gōng）能（néng）（M）：

聲音信（xìn）號通頻帶：中心頻率400Hz，帶寬200Hz。

信號增益：80dB。

定點精度（dù）：0.1m。

路徑（jìng）探測功能（M）：

接收頻率：1kHz。

增益（yì）：80dB。

路徑探測信號（hào）發生器（T）：

發射（shè）頻率（lǜ）：1kHz。

發射功率：≥3.5W。

輸出特性：開路電（diàn）壓≥100Vp-p；短路電流≥300mA；

根據實際負載全自動（dòng）匹配（pèi）；自動短路保護。

電源：

電池（M&T）：內（nèi）置鋰離子電池組，標稱電壓7.4V，容量（liàng）3000mAH。

功耗：主（zhǔ）機（M）400mA，可連續使用（yòng）時間>6小時；

信（xìn）號發生器（T）500mA。可連續使用時間>5小時；

充電器（M&T）：輸（shū）入（rù）AC220V±10%，50Hz；標稱輸出8.4V，DC1A。

充（chōng）電時間（M&T）：<4小時。

顯示方式：主機（M）320×240點陣大屏幕液晶；信號發生器（T）：表頭。

體積（M&T）：210mm×160mm×65mm。

質量：主機（jī）（M）0.7kg；信號發生器（T）0.7kg。

使用條件（M&T）：溫度:-10℃－40℃，濕度5-90％RH，海拔<4500m。

四、3M2773低壓電纜故障測試儀試驗步驟基本測試步驟

1、一般步驟：

故障性質診斷

故（gù）障測距

路徑探測

精準定點

2、故障（zhàng）性質的診斷和測試方法的選擇。

在（zài）電纜發生故障後（hòu），須首先判斷電纜的故障性質（zhì）。

首先用兆歐（ōu）表在電纜的一端測量各相對地及相間（jiān）的絕緣電阻。如果兆歐表的測量值為零，則（zé）可能還有零到上百kΩ的電阻，故還須用萬用表測量電阻值；如各相對地及相間絕緣電阻很高，絕緣正常，則（zé）應測試導（dǎo）體是否斷線：在電纜的一端將三相短接並對（duì）地短路，在另一端重複測量，判斷是（shì）否斷線。

明確（què）故障性質後，需選擇不同的測距和定點方法，見下表：

表1-4-2：故障（zhàng）性質和測（cè）試方法選擇表

備注： 
（1） 表中陰影部分表示：脈衝電流測距（jù）和聲磁同步定點需要配套（tào）使用高壓衝擊信號發生器（該（gāi）高壓發生器（qì）不（bú）包含在本套（tào）設備中，需另配）。

（2）音頻法定點低阻（zǔ）故障為備選方案，聲磁同步不成功時選用，需配套使用（yòng）路徑探測信號發生器。

第2章 3M2773低（dī）壓電纜故障測試儀試驗步驟組成和簡介

包括兩台儀器及相（xiàng）關附件：

1.ST-400電力（lì）電纜故（gù）障綜合（hé）測試儀（簡稱主機）

主機有以下功能，並根（gēn）據不同功（gōng）能使用相（xiàng）應附件：

低壓脈衝測距，附件：低壓脈衝測試線

脈衝電流測距，附件：脈衝（chōng）電流耦合器

聲磁同步定點，附件：定點傳感器、耳（ěr）機

路徑探測，附件：路徑傳感器、耳機

2.電纜路徑探測信號發生器（簡稱信號發生器）

信號發生器（qì）用於路徑探測的信號發射，附件：輸出連接線、接地釺。

3. 通用附件（jiàn）：充電器。

一、電力電纜故障綜合測試儀（M：主（zhǔ）機）

主機外觀結構如圖2-1-1所示：

                 圖 2-1-1 主機外觀和接口

主機麵板如圖2-1-2所示：

                     圖2-1-2 主機麵板

主機麵板上有以下內容：

液晶屏幕：

顯示各種信息，顯示的內容在以（yǐ）後章節（jiē）中有詳細介紹。

模式選擇鍵及相應指示燈：

麵板右上角區域的按鍵用（yòng）來選擇儀器測試模式，選中後按鍵旁邊的指示燈亮。

 低壓脈衝  鍵：進入低壓脈衝測距模式（開（kāi）機默認）。

 脈衝電流  鍵：進入（rù）脈衝（chōng）電流測距模式。

 定點  鍵：進入（rù）聲磁同步精準定點模式。

 路（lù）徑  鍵：進入路徑探測接收模式（shì）。

測（cè）試鍵和信號指示燈（麵板右下（xià）角區域）：

 測試  鍵：低壓脈衝模式：按一下進行一次測試;

脈衝電流模式：按一下進入等待觸發狀（zhuàng）態;

定點（diǎn）、路徑模（mó）式：無（wú）效。

 信號  指示燈：低壓脈衝模式：進行測試時閃亮一次;

脈衝電流模式：觸發時閃亮一次;

定點模式：磁場觸發時閃亮一次;

路徑模式：無效。

測（cè）距模式（低壓脈衝/脈衝電（diàn）流）相關（guān）按鍵的基本功能：

麵板左下（xià）角區域的按鍵基本是為了測距功能服務。按鍵（jiàn）上直接標注的功能為其基（jī）本功能定義，直接按鍵即執行基（jī）本（běn）功能：

範圍＋/－鍵（jiàn）：用來（lái）改變當（dāng）前測試範圍（wéi）（量程）。

鍵：用來移動光標。

定位／確定鍵：定位（wèi）功能：自動移動光標，定位（wèi）故障點。

確定（dìng）功能：當某些操作需要時，用來進行確認。

 增益＋/－：用來調整信號（hào）增（zēng）益。

 開關鍵：長（zhǎng）按（àn）1秒鍾有效，用來打開或關（guān）閉儀器電源。

鍵：背光鍵，用來打開和關閉液晶屏背光。背光功能為按鍵抬起執行。

 存儲（chǔ）  鍵：用來存（cún）儲當前（qián）波形。

 後翻  和  前翻  鍵（jiàn）：當調出SD卡（kǎ）已（yǐ）存儲的波形時，用（yòng）來選擇需要查看（kàn）的波形，後翻選擇上一個，前翻選擇下一個。

測距模（mó）式相關（guān）按鍵（jiàn）的上檔（Shift）功能：

按住Shift鍵（jiàn）（基本功能的鍵）不放，再按其它鍵，則執行鍵旁邊標注的上檔（dàng）功能：

 波速（sù）  ＋/－鍵：用來調整電纜（lǎn）波速度。

鍵：比（bǐ）例縮（suō）放鍵（jiàn），用於對波形的縮小／放大顯示。

 光標切換  鍵：用來切換虛實光標。

 暫存（cún）  鍵：在儀（yí）器內存中（zhōng）暫存當前波形，以備雙波形比較。

 比較  鍵：同時顯示當前波形和暫存波形，以便比較兩波（bō）形的異同（tóng）。

 調出  鍵：調出SD卡中存儲的（de）曆史波形。

儀器頂部接口板見圖2-2-2所示：

                圖2-1-3 主機頂接口板

測距插口：低壓脈（mò）衝模（mó）式下，接低壓脈衝測試線；

             脈衝電流模式下，接脈衝（chōng）電流耦合器。

定點插口：定點模式下，接定點傳感（gǎn）器。

路徑插口：路（lù）徑（jìng）模式下，接（jiē）路徑傳感器。

SD存儲（chǔ）卡插槽：SD卡用來存儲測距波形。需要時將SD卡（kǎ）插入（rù）插槽（cáo），按壓到底；需要取出時，按一下SD卡，將自動彈出。

主機側麵接口板見圖2-1-4所示：

耳機插口：用來在定點、路徑（jìng）模式下，接（jiē）耳機監聽聲音。

充電插口：用來接充電器，對儀器內置電（diàn）池充電。

聲音增益：定點模式下，用來調整聲音信號增益。

磁場/路徑增益：定點模式下，用來（lái）調整磁場信號增益。路徑模式下（xià），用來調整路徑信號增益。

二、電纜路徑探測信號發（fā）生器（T：信號發生器）

信號發生器外觀結構如圖2-2-1所示（shì）：

                    圖2-2-1 信號發生器外觀和接口

信號發生器麵板如（rú）圖2-2-2所示：

              圖2-2-2 信號發生（shēng）器麵板

信號發生器麵（miàn）板上（shàng）有（yǒu）以下內容：

表頭：正常（cháng）情況下用來顯示輸出電（diàn）流，其滿幅值為500mA；

按（àn）  電池（chí）檢測  鍵則顯示電池水平（píng），指針位於綠**域表示電池電量正常（cháng），若指針位於黃**域，表示電池（chí）欠壓，仍可工作一小段時間，建議充電；若指針低於黃**域，表示電池電量不足，可能無法開機，需充電後再使用。

 開關（guān）  鍵：長按1秒鍾有效，用（yòng）來打開（kāi）或關閉儀器電源（yuán）。

 電池檢（jiǎn）測（cè）  鍵（jiàn）：用來檢測電池（chí）電量水平，按下後觀（guān）察表頭顯示可判斷電池電（diàn）量是否（fǒu）正常。本功能（néng）在開機和關機狀態下均可使用，“電源“指示燈：用來表示（shì）電源狀態。開機後，本指示燈（dēng）亮。若電池電量正常，則（zé）常亮（liàng）；若電池欠壓，則閃爍（shuò）；若嚴重欠壓，則自動關機，燈滅。

“信號”指示燈：用來表示信號輸出狀態。若選擇“連續”輸出模式，則常亮（liàng）；若選擇“斷續”輸出模式，則閃爍。

主機側麵接口板見圖2-1-4所示：

輸出（chū）模（mó）式選擇開關：用來（lái）選擇連續或斷續（xù）輸（shū）出。斷續輸出時以輸出0.5秒，停止0.5秒的節奏發射信號。

輸出插口：用來接輸出連接線，對目（mù）標電纜發射信號。

充電插口（kǒu）：用來接充電器，對儀器內置電池充（chōng）電。

第三章 低壓脈衝法測距

一、適用範（fàn）圍

低壓脈衝法用於電纜的低阻、短路及斷線故障；還可用於測量（liàng）電纜的長度（dù）、波速（sù）度；也可用於區分電纜的中間頭、T型接頭和（hé）終端頭。

二、工作原理

低壓脈衝法（fǎ）使用時域反射法（TDR）原理，又叫（jiào）脈衝反射法。測試時向電纜注入一低壓脈衝，脈衝沿電纜傳播（bō）到阻抗不匹配點，如短路點、故障點、中間接（jiē）頭等，脈衝產（chǎn）生反射，回送到測量點被儀器記錄下來,如圖3-2-1所示：

圖3-2-1 低壓脈衝法原理圖

從儀器（qì）發（fā）射脈衝開始計時，到接收到故障點的反射脈衝共需時Δt；脈（mò）衝行波傳播速度（dù）為V，則故障點距離Lx為： （3-1）

不匹配點的反射係數ρ為：   （3-2）

其中為故障點的輸入阻抗，為（wéi）線路（lù）的特性阻抗。從式3-2可得（dé）到：斷線故障反射脈（mò）衝與發（fā）射脈衝極性（xìng）相同；而（ér）短路（混（hún）線）故障（zhàng）的反射脈衝與發射脈衝極性（xìng）相反。因此通過識（shí）別反射脈衝的（de）極性（xìng），可以判定故障的性質。如圖3-2-1和（hé）圖3-2-2所示：

圖3-2-1 斷線故（gù）障反射波形（xíng）          圖3-2-2低阻/短（duǎn）路故障反射波形

三、測試（shì）步驟

1、接線：

首先（xiān）用放**將電纜各相線對地充分放電；將低壓脈衝測試線的插頭接主機頂接口板的（de）  測距  信號插口，測試線的的兩個夾鉗接故障相和地（或兩故障相），如圖3-4-1所示：                    

                 圖3-3-1 低壓脈衝法接線圖

2、選擇工（gōng）作模式：

長按  開關（guān）  鍵打開電源，按  低壓脈衝  鍵（jiàn），進入低壓脈衝測距模（mó）式（開機（jī）默（mò）認），低壓脈衝法的顯示界麵如圖3-3-2所示：

              圖3-3-2 低壓脈衝法顯（xiǎn）示界麵

3、選擇測試範圍：

初（chū）始測試時選擇的範圍應大於電纜全長至少幾（jǐ）百米，如：電纜全長為800m，則應選擇（zé）2km範圍，而（ér）不應選擇1km。若發現可疑（yí）點較（jiào）近，為了得到（dào）更高的測距分辨率，可以適（shì）當將範圍縮小。每改變一次範圍，儀器會自動進行一次測試。

4、設（shè）定波速：

根據（jù）電纜的類型設定合適（shì）的波速。

幾種常用電力電纜的（de）波速為：

交聯聚乙烯電纜：波速170m/us

油浸紙電纜：波速160m/us

聚乙烯全塑電纜：波速201m/us

橡膠電纜：波速220m/us   

不同生（shēng）產廠家或不同（tóng）批次的電纜，即使是相同型號，其波速也會有細微差別，當需要精準測距（jù）時，需根據已知的（de）電纜全長校準波速度，參見本節第11條（tiáo）。

5、測試：

按一次 測試（shì）  鍵（jiàn），即進行一次脈衝發射，“信號”指示（shì）燈（dēng）閃爍（shuò），儀器接收和處理（lǐ）脈衝反射信號（hào），並（bìng）進行（háng）顯示。

6、調整增益：

增益是指（zhǐ）儀器對信號的放大倍數，調節增益可以改變的波形幅值，一般要調到需要的（de）波形幅值足夠大且不失真。

增益調整方法：按  增益  ＋/－鍵，可以調整信號增益。每改變一次增益，儀器自動進行一次（cì）測試（shì）。

6、光標定（dìng）位：

反射脈（mò）衝波形的起始位置是故障位（wèi）置。將光標移動到脈衝波形開始有明顯變化的位（wèi）置（如圖3.4.2虛光標（biāo）位置），屏幕右上角顯示的距離就是故障距離。

注意：光標（biāo）在其他位（wèi）置時，顯示的距離沒有意義。

自動定位方法：按  定（dìng）位/確認  鍵，儀器進行自動光標定位。如果自動定位沒有得到正確（què）結果，應進行人工定標。

手動光（guāng）標定位方法：按鍵，可以左右移動光標。圖3-3-3為一個典型的混線故障波形，虛線（xiàn）光標（biāo）位置即為故障點距離：320m。因為波形向下，故判斷為混線故障；若波形向上，則為斷線（xiàn）故障。

圖3-3-3典型的混線故障波形（xíng）定位

6、波形縮放：

如果需要（yào）精細觀察（chá），從而得到更高的測距分辨率，可以將波形進行水平（píng）縮放（fàng）。

波形縮放方法：按鍵將波（bō）形放大；按鍵（jiàn）將波形（xíng）縮小。

在波形放大狀態，無法進行自（zì）動定位。

6、波形暫存和比較（jiào）：

通過比較電纜故障線對和完好線對的波形，可以更容易識別故障點。

波形比較方法：首先測試得到故障線對波（bō）形，按 暫存 鍵，將當前波形在儀器內存中暫存，屏（píng）幕（mù）左（zuǒ）上角顯示暫存標誌。然後在條件不變的情（qíng）況下測試一條完好線對的波形，按 比較 鍵，屏幕上將同時顯示兩條（tiáo）波形，屏幕上部顯示雙波形比較標誌。通過比較兩波形的異同，可以幫助尋（xún）找故障點。如圖3-3-4所（suǒ）示：

          圖3-3-4波（bō）形（xíng）比較

7、相（xiàng）對距離測（cè）量（liàng）：

若需得到故障點（diǎn）和參（cān）照點（如電纜接頭）的相對距離，操作如下：

開機後（hòu）默認實光標在無距離位置；調整虛光標將其移動到（dào）參照點；按 光標切換  鍵，實光標和虛光（guāng）標的位置互換，現在實光標位於參照點，虛光（guāng）標位於無（wú）距離；調整虛光標移動到故障點，顯（xiǎn）示的距離值即為兩者之（zhī）間的相（xiàng）對距離，如圖3-3-5所示。

       圖3-3-5 相對距離測量

7、波速度校準：

根據已知的電纜全長，可以精準校準波速度（dù）。

用（yòng）一段已知長度的同類型電纜，測量其對端開路和短路波形並比較，將虛光標移動（dòng）到波形明顯分叉處，調整波速使得長度測量值和（hé）已知長度相同，則此時的波速為本條電纜的實際（jì）波（bō）速。

8、波形存（cún）儲和查看：

按  存儲（chǔ）  鍵將在SD卡中存儲（chǔ）當前測試的（de）波形，按  調出  鍵（即同時按  Shift 鍵和  存儲  鍵）後，屏幕顯示*後一次存儲的波形，用 後翻  和（hé）  前翻  鍵可以選擇顯示其他波形。

若需要進行計算機存檔管（guǎn）理，或需要進一步分析（xī）以及打印，需將SD卡取出（chū），插入讀卡並和計（jì）算機（jī）連接，將SD卡中（zhōng）存（cún）儲的波形數據（jù）導入計算機，在（zài）後台軟件的支（zhī）持下可以進行存檔、分析和打印。

第四章 脈衝電流（liú）法測距

一、適用範圍

脈衝電流法用於電纜的高阻和閃絡性故障的測距，需（xū）要和高（gāo）壓衝擊（jī）信號發生器（qì）配合使用。

二、工作原理

1、基（jī）本原理：

當電纜故障點絕緣電阻較大（dà）(大於10倍電纜特性阻抗（kàng）,Rf＞10Zc≈200Ω)時，故障點的反射係數很小（xiǎo），造成反射脈（mò）衝無法（fǎ）分辨，因此（cǐ）低壓（yā）脈衝法無法測距。

使用高（gāo）壓發生器向故障電（diàn）纜施（shī）加高（gāo）壓，使得故障點擊穿放電，放電脈衝在故障點和測試端之（zhī）間來回反射，用儀器采樣記錄此信號並測量時（shí）間（jiān）差，將得（dé）到故障點的距離。

有兩種方法可以采集放電脈衝信號：電（diàn）壓取樣和電流取樣，采（cǎi）用（yòng）電流取樣即（jí）為脈衝電流法：電流耦合器采集（jí）測試（shì）地（電纜金屬外（wài）皮）流（liú）回高壓儲能電容的電流，與高壓部分完全隔離，**可（kě）靠，波形較易識別。

2、直閃法：

直流高（gāo）壓閃絡法（直閃法（fǎ））用於測量閃絡性故障，即（jí）故障點絕緣電阻極高，但在做耐壓試驗時電壓上升到一定水平產生閃絡擊穿的故障。

直閃法原理如圖4-2-1所示，其（qí）中T1為調壓器；T2為（wéi）高（gāo）壓變壓器，容量應在1KVA左右；VD為高壓矽堆；C為高壓儲能電容器，容量在2μF以上（shàng）；L為電流耦合（hé）器。調（diào）節T1調壓器，使得（dé）輸出電壓逐漸升（shēng）高，直（zhí）至故障點擊穿。

              圖4-2-1 直閃法原理圖

直閃法的波形如圖4-2-2所示:

        圖4-2-2 直閃法波形

3．衝閃法：

當電纜故障點的電阻不是很高時，故（gù）障點的泄漏（lòu）電流較大（dà），如（rú）果使用直閃法，因T2高壓變壓器（qì）的內阻很大，輸出電壓將無法升高到閃絡電壓，這時必須使用衝擊高壓閃絡法（衝閃法）。衝閃法也適用於大多數閃絡型故障。

衝閃法原理如圖4-2-3所示，它與直閃法基本相同，區別在於在（zài）儲能電容C和電（diàn）纜之間串（chuàn）入一球間隙（xì）G。調節T1調壓器對電容C充電，當電（diàn）容電壓上（shàng）升到一定程（chéng）度時，球（qiú）間隙（xì）G擊穿，電容（róng）C對電（diàn）纜放電，由於電容的（de）內阻極小，輸出電壓將能足夠高並使得故障點擊穿。

              圖4-2-3 衝閃法原理圖

衝（chōng）閃法（fǎ）的波形如圖4-2-4所示:

       圖4-2-4 衝閃（shǎn）法波形

三、測試步驟

1、接線：

使用脈衝電流法必須配合使用高壓衝擊（jī）信號發生器，推薦使用集成化（huà）的設備（bèi），操作簡單，**可（kě）靠；也可以使用由分立器件組（zǔ）合成的高壓衝擊放電裝置。

測試接線如圖4-3-1所示。

              圖4-3-1 與其他高（gāo）壓設備配合使用

以電纜相對地故（gù）障為例，將高壓發（fā）生器的（de）高壓輸出線連接電纜故（gù）障相，測試地線連接電纜的金屬護套（tào）；將脈衝電流耦合器掛在測試地線上，耦合器輸出插頭接主機（jī）  測距  信號插口。

若電纜是相間故障，則需將高壓發生器測試（shì）地線連接另一故障相，並將其接地。

2、選擇工作模式：

按 脈衝電（diàn）流 鍵，進入脈衝電流測距模式，其顯示界麵（miàn）和低壓脈（mò）衝法基本相同。

3、選擇（zé）測試範圍：

初始測試時（shí）選擇的範圍應大於電纜全長至少幾百米，如：電纜（lǎn）全長為800m，則應選擇2km範圍，而不應選擇1km。

若發現可疑點較近，為了得到更高的測距分辨率，可以適當將範圍縮小。

如果確信故障點已經放電（觀（guān）察高壓發（fā）生器（qì）的高壓表，發（fā）現放電時電壓跌落明顯，說明已放電），但仍然（rán）沒有得到放電波形，說明故障點的（de）擊穿延時有可能較長，可（kě）以適當（dāng）將範圍增大再測試。

4、設定波速：

根據電纜類型設定合適的波速。

5、測試並調（diào）整增益（yì）：

按 測試（shì） 鍵，儀器進入等待觸發狀態，當（dāng）高壓發生器對電纜放電後，儀器觸（chù）發、采（cǎi）集並顯示波形。若（ruò）波形過小須調高增益，反之調低，再重複測試，直至獲得滿意的脈衝電流波（bō）形（xíng）。

6、故障點定位：

采集到波形後，按鍵將虛光標定位在**個（gè）放電脈衝起始點，再按 光標切換 鍵，將虛光標變為實（shí）光標，再移動虛光標移動（dòng）到第2個脈衝起始點，其（qí）相對距離（lí）即為（wéi）故障點。

按 定（dìng）位／確定 鍵，儀器能自動進行計算（suàn）和定標。

           圖4-3-3 典型的衝閃（shǎn）法波形

6、定標時的注意事項：

直閃法和衝閃法的區別在（zài）於衝閃波形往往有球間隙放電形成的脈衝（chōng），而且從球間隙放電到故障點擊穿有一定延（yán）時；

由於雜散電感（gǎn）的影響，往往在反射脈衝波頭有向上凸（tū）起，應注意將（jiāng）虛光標定（dìng）位於向上凸起的起始點；

利用比例放大功能精準定標；

反射波頭的凸起起始點有時不易精準定位，往往造成測距值略大於實際故障（zhàng）距離；

故（gù）障點必須（xū）擊穿才能（néng）正準測（cè）距，判斷（duàn）故障點是否（fǒu）擊穿的方法：

故障點擊穿時，球間（jiān）隙放電聲清脆響亮，火花較大。而（ér）沒擊穿時，一般球間隙放（fàng）電聲（shēng）嘶啞，不清脆（cuì），而且火花較弱。

電纜故障點擊穿時，電壓表指針擺動範圍較大。而未擊（jī）穿時，電壓表（biǎo）擺動較小，根據儀器記錄波（bō）形判斷。圖4-3-5為電纜未擊穿時的典型波（bō）形。              

圖 4-3-5 故障點未擊穿時的典型波形

第五章 聲磁同步定點

一、工作原理

采用波形顯示的聲磁同步法進行故障精準定點，是一種非常精準、且唯壹性很好（hǎo）的定點方法，其原理基於傳統的聲測定點法，但有多項改進和提高（gāo）。

當高壓發生（shēng）器對（duì）故障電纜進行直流高壓衝擊，使故障點擊穿放電，放電產生的機械振（zhèn）動傳到地（dì）麵，振動信號被高靈敏度的傳感器拾取，經放大後用（yòng）耳機監聽，便可以聽到“啪、啪”的聲音。這（zhè）就是傳統的聲測法定點（diǎn）的基本原理。

傳統的聲測法定點儀一般僅使用耳機監（jiān）聽（tīng），或輔以表頭指針擺動來分辨故障點放電聲音。由於放電聲一瞬既逝，而且和環境噪聲區別不大（dà），往往（wǎng）給經（jīng）驗不是（shì）十分豐富的（de）操作者帶來很大困難。

傳統聲（shēng）測法經（jīng）改進（jìn）後即為聲磁同步法，利用（yòng）高壓衝擊放電瞬（shùn）間的強大電磁場信號，觸發一個指示燈閃亮（或表針擺動），對聲音（yīn）進行同步。若聽到“啪、啪”聲的同時看到指示燈閃亮（或表（biǎo）針擺動），表明聽到的聲（shēng）音是故障點放（fàng）電（diàn）聲。聲磁同步法對聲（shēng）測法改（gǎi）進（jìn）很大，但仍然主（zhǔ）要靠人耳對聲音進行判斷，仍（réng）然對操作者的經驗有很高要求。

利用（yòng）放電（diàn）脈衝磁場作為同步（bù）信號，對聲音進行數字化采樣，將聲音波形顯示出來，波形（xíng）可以持續保持，避免了聲音轉瞬即逝的缺點，而且故（gù）障點放電波形和噪聲有明（míng）顯的區別，更重（chóng）要的（de）是多次（cì）放電的聲音波形均非常（cháng）相似，當觀察到多（duō）次放電的聲音波形相同時，可以明確判斷已經采（cǎi）集到了放電聲音。

現場（chǎng）測試時，往往已經聽到故障（zhàng）點放電聲，但僅靠（kào）聲音強弱仍（réng）很難精（jīng）準判定故障點位置，特別是當電纜敷設在管道裏麵時，困難更大。通過檢測電磁信號和聲音信（xìn）號（hào）之間的時間差，可以（yǐ）解決這個（gè）問題。由於電磁信號的傳播速度是光速，從電纜傳播到傳感器的時間可以忽略不計；而聲音傳播速度相比起來慢的多，為每秒幾百米的量級（jí）；因此，通過檢測電（diàn）磁（cí）、聲音信號之間的時間差，可以判斷故障點的遠近。當不斷移（yí）動傳感器，找到聲磁時間差*小的點，則（zé）其下方就是故（gù）障點。應該指出，由於很難知道聲音在電纜周圍介質（zhì）中的傳（chuán）播速度，也不知道電纜埋設的具體深度，所以（yǐ）不可能確切計算出傳感器和故障點之間的水平距離。

二、高壓發（fā）生器的接線（xiàn）方法

聲磁同步定點需要配合（hé）使用高壓衝擊信號發（fā）生器，並（bìng）工作在周期放電狀（zhuàng）態。

1、相線對鎧裝接（jiē）法：

當發生（shēng）相地故障、相間合（hé）並對地故障，或斷線合並接地故障，總（zǒng）之隻要存在相對地絕緣損壞，均優先采（cǎi）用相對鎧接法，其優點為故障點放電（diàn）聲的傳播衰減較小。

如圖5-2-1所示，將高壓發生器的高壓輸出連接電纜故障（zhàng）相，測試地（dì）連接電纜的金屬鎧裝。

                       圖5-2-1 相對鎧接法

2、相間接法：

當發生單純相間故障（沒有合並接（jiē）地）時，使（shǐ）用相間接法。如圖5-2-2所示，將高壓（yā）發（fā）生器的高壓輸出和測試地連接兩故障相，其（qí）中一（yī）故障相需（xū）進行**接地。

                        圖5-2-2 相間接法

3、斷（duàn）線故（gù）障的接法：

對於單純斷線故障（沒有發生合並接地），接線（xiàn）示意（yì）圖如圖5-2-3所示：

                 圖5-2-3 斷線（xiàn）故障接線示意圖

將高壓發生器的高（gāo）壓輸出線和測試地線分別接電纜的一完好相線和故（gù）障相線，在電纜的遠端（duān）將兩項短路。

三、定點步驟（zhòu）

1、連接（jiē）傳感器和耳（ěr）機：

將定點傳感器（qì）接主機定點信號插口，耳機接耳機插（chā）口。如圖5-3-1所示：

2、選擇工作（zuò）模式：

按 定點 鍵，進（jìn）入聲磁同步定點模式（shì），其顯示界麵如（rú）圖5-3-2所示（shì）：

       圖（tú）5-3-2 主機定點模式的配（pèi）置

3、選擇定點區域：

在定點之前，首先應明確電纜路徑。如果圖紙資料不完（wán）整，應進行路（lù）徑探測，並做好標誌。

根據（jù）測距結果，考慮電纜頭盤餘量、地形（xíng）因素（sù），粗略確（què）定故障點位置，由於不可避免的（de）存在估（gū）算（suàn）誤差，一般應在（zài）（測距值 ± 50m）之間定（dìng）點（diǎn）。

注意（yì）：在脈衝電流測距時（shí），由於放電波形的起始處一般都有向上的小（xiǎo）幅（fú）凸起，造（zào）成不（bú）易精準定位，一般測距值（zhí）均略大於實（shí）際故障距（jù）離，長約10~20m。

在選定的區域，將傳感器平放於電纜正上方的地麵，觀察（chá）波（bō）形並用耳機監聽（tīng），開始定點。

4、調整磁場增益（yì）：

當高壓發生器開始對故障電纜周（zhōu）期放電後，調整儀器主機的“磁場增益”旋鈕，使（shǐ）“信號”指（zhǐ）示燈的閃亮（liàng）和高（gāo）壓發生器的放電形成同步，正常同步時的磁場波形和圖5-3-2所示的非常相似。如果“信號”指示燈閃亮頻率很快（如1－2秒閃亮一次（cì）），而且（qiě）磁場（chǎng）波（bō）形尖細，毛刺較多，這是由於磁場增益過大，造成電磁噪聲錯誤觸發，此（cǐ）時需要將（jiāng）磁場增益適當調小。

5、調整聲（shēng）音增益（yì）：

當調整好磁場增益正常同步後，再調整“聲音增益”旋鈕。 當“信號”指示燈閃亮時，聲音信號同步采樣（yàng）一次，波形（xíng）更新。調整“聲音增益”旋鈕，使聲音波形足夠大且不（bú）失真。

聲音信號（包括噪聲）在不斷變化，要隨時看到真實的聲音波形，需要不斷地調整其增益，但根據經驗（yàn），聲音信號增益可以調的較大，隻要不是每次都失真即可，不必隨時調整。

6、尋找並逼近故障點：

以大（dà）約0.5~2m的間隔移動傳感器，如果連續幾次放電，均沒有看到如圖5-3-2所示（shì）的（de）典型聲音波（bō）形，則應繼續向前移動（dòng），直至多次放電的聲音波形都（dōu）與典（diǎn）型波形非常相（xiàng）似,而且穩定（除非當時有很（hěn）大的噪聲出現），說明已經到了故（gù）障點的附近，采集到了真正的故障點放電聲音信號。這時用耳機監聽，會在“信號”指示燈閃亮的同時，聽到較沉悶的一（yī）聲“啪”。一般（bān）來說，靠觀察聲音波形得到的響（xiǎng）應範圍大於聽聲的響應（yīng）範圍，而且單純聽聲較難分（fèn）辨。

7、測量聲磁（cí）延時，精準（zhǔn）定位：

看到放（fàng）電聲音波形後，按鍵移動光標，將其移動到聲音（yīn）波形的起（qǐ）始點上，在聲音（yīn）波形顯示區的右上（shàng）角顯示聲（shēng）磁延時值，如圖5-3-2所示。此延時值能代表故障點的遠近，但由於很難確知聲音在電纜周圍複雜介質中的傳播速度，也不知道電纜埋設的具體（tǐ）深度，所以不能計算出傳感器和故障點之間的精準水平距離。

注意：光標在其它位置時，顯（xiǎn）示（shì）的聲磁延（yán）時值沒有（yǒu）意義。

以較小的間隔不斷改變傳（chuán）感器的位置，並測量（liàng）聲（shēng）磁延時，直至找到延時值*小的點，其正下（xià）方即是（shì）故障點，誤差在（zài）0.2m之內。

8、利（lì）用磁場極性進行輔助路徑探（tàn）測：

在（zài）電纜的兩側，磁場波形的極性相反，可由此進行輔助路徑探測。此功能在*終（zhōng）確定故障點精準位置時比較有用。

9、注意事項：

盡量不要將傳（chuán）感器置於電纜本體上進行定點，否則會在電纜任何位置都能聽到微弱的啪啪聲，此為大電流瞬間放電形成的電應力造成的震動，整條電纜上均存在，不能利用此信號進行定點。

有時電應力震動也能傳到地麵。在遠離故障點時，如果非常仔細的監聽，有時能夠在電纜全長上（shàng）都能聽到很微弱的啪啪聲，且不會隨傳（chuán）感器位置的（de）不同而發生變化，此即為電應力震動，其與真正的故障放（fàng）電聲差（chà）別很（hěn）大，注意（yì）不要誤（wù）判。

第六章 路徑探測

一（yī）、工作原理

電纜路徑探測的基本原理，是用探（tàn）測線圈感知（zhī）加載在待測（cè）電纜（lǎn）上的交變電流引起的電磁場。進行路徑探測（cè）時，需要用信號發生器向電纜發射音頻（pín）信號，用主機進行接收。

二、信號發生器的接（jiē）線（xiàn）和使用方法

1、芯線（xiàn）-大地接法

芯線-大地（dì）接法是對（duì）離線電纜（退出運行的不帶電電纜）進（jìn）行路徑探測和鑒（jiàn）別的基本（běn）接線方式，信號（hào）*強，並能*大程度地抗幹擾（rǎo）。

                   圖6-2-1 芯線－大地（dì）接線法

如圖（tú）6-2-1所示，將（jiāng）電纜金屬鎧裝（護層）兩端的接地線均解開，低壓電纜的零線和地線的接地也（yě）應解開，將信號發生器輸出線的紅色鱷魚（yú）夾夾一條完好芯線，黑色鱷魚夾夾在打入（rù）地下（xià）的接地釺上。在電纜的對端，對應（yīng）芯線（xiàn）接打（dǎ）入地下的接地釺。

注（zhù）意，盡量使用接（jiē）地釺，而不（bú）要直接用接地網！至少在電纜的對端必須用接地釺，接地釺還需（xū）要（yào）離開接地網一段距離，否則會在其他電纜上造成地線回流（liú），影響探測效果。

2、相線－護層接法（fǎ）：

                      圖6-2-2 相線－護層接法

如圖（tú）6-2-2所（suǒ）示，發射信號加在電纜一相（xiàng）和護層之間（jiān），對端相線和（hé）護（hù）層短路，護（hù）層（céng）兩端保持接地。

這種（zhǒng）接法比較（jiào）簡單，但輻射出的有（yǒu）效信號較小，如果是多條電纜並行敷設，信號也會傳播到其他電纜上，造成（chéng）幹擾。故此（cǐ）方法適（shì）用於簡單現（xiàn）場，若遇到多條電纜不易區分的問（wèn）題（tí），可換用芯線-大地接法。

3、連續／斷續輸出模式選（xuǎn）擇

使用連（lián）續（xù）輸（shū）出模式能夠滿足（zú）絕大多數探測工作的需要；在幹擾（rǎo）較大的場合可以考慮換用斷續輸出模式，有助於區分真實信號和（hé）背景噪聲。

需（xū）要（yào）時，操作信號發生器側接口板上的開關（guān）進行“連續”/“斷續”模式切換。

4、信號發射

接好線（xiàn）後，長按（àn）  開關  鍵打開電源，儀器根據負載情況（kuàng）進行實時全自動阻抗匹（pǐ）配（pèi），表頭（tóu）顯示（shì）輸出電流的（de）大小。

可以通過（guò）觀察電流大小，來判斷電纜電流回路的阻抗情況，電流大說明回路阻抗小，信號強，易於探測；反（fǎn）之說明阻抗大，信號弱，探（tàn）測靈敏（mǐn）度降低；如果輸出電流很小，可能是因接線錯誤造（zào）成回路阻抗過大，或回路不通，可能（néng）無法探測。

5、電池檢測

需要檢測電池（chí）電量時，按  電池檢測  鍵，表頭顯示電（diàn）池水平，指（zhǐ）針位於（yú）綠**域表示電池電量正常，若（ruò）指針位於黃（huáng）**域，表示電池欠壓，仍可工作一小段（duàn）時間，建議充電；若指（zhǐ）針低於黃**域，表示電池電量不足，可能無法開機，需充電後再使（shǐ）用（yòng）。

三（sān）、路徑探測步驟

1、連接（jiē）傳感（gǎn）器和耳機：

將路徑傳感器接主機 路徑 信號插口，耳機接 耳機 插口。如圖6-3-1所示：

            圖6-3-1 主（zhǔ）機路（lù）徑探測模式的配（pèi）置

2、選擇工作模式：

按  路徑  鍵，進入路徑探測模（mó）式，其顯示界麵如圖6-3-2所示：

              圖6-3-2 定點顯示界麵

3、音峰法探測：

旋轉傳感器，使其軸線與提杆垂直（zhí）、與地麵水（shuǐ）平，手提傳感器時，應（yīng）盡量保持傳感器軸線垂直於電纜，如圖（tú）6-3-3(a)所示。將傳感器橫切可能（néng）的電纜路徑，觀察信號幅值，越接近電纜，信號越強，耳機聲音也越大，當位於電纜正上方時（shí），信號*強，故為音（yīn）峰法。信號的響應曲線圖6-3-3（b）所示。

為了正確觀察（chá）信號幅（fú）值，應調整信號增益：當傳感器位於電纜正上（shàng）方信號*強（qiáng）時，信號幅（fú）值在（zài）40~80%之間比較合適。如（rú）果信號幅值過大，應逆時針旋轉“路徑增益”旋鈕以減小增益；反之應（yīng）調大增益。

   a）傳感（gǎn）器方向示（shì）意（yì）                (b) 信號響應曲線

                  圖6-3-3 音峰法示意圖

4、音穀法探（tàn）測：

旋轉（zhuǎn）傳感（gǎn）器，使其軸線與提杆同向（xiàng）、與地麵垂直，如圖6-3-4(a)所示（shì）。手提傳感器橫切（qiē）可能的電（diàn）纜路徑，觀（guān）察信號幅值（zhí），在（zài）電纜正上方時信號*弱，偏離電纜（lǎn），信（xìn）號會增強，越過某一點後信號再次減弱。信號的（de）響應（yīng）曲線圖6-3-4(b)所（suǒ）示，為一馬鞍（ān）形曲線，因電纜正（zhèng）上方處於信號*弱的穀值，故稱音穀法。

音穀法同樣須調整路徑信號增（zēng）益，使得信號*強時，信號幅值在40~80%之間。

  （a）傳感器方向（xiàng）示意              (b) 信（xìn）號響應曲（qǔ）線（xiàn）

                圖6-3-4 音穀法（fǎ）示意圖（tú）

5、80%法深度測量：

首先用音峰法（fǎ）找到信號幅值（zhí）*強的點，記下幅值數，然後左右水平移動傳感器，找到（dào）左右兩側信（xìn）號幅值減弱到*大幅值80％的點，則兩點之間的距離等於電纜深度，如圖6-3-5所示（shì）。注意：如果存在鄰近管線，由於其感應電流的（de）影響，*大幅值點往往稍偏離待測電纜正上方，且兩（liǎng）側的*大值到80％點的距離並不一定（dìng）相等。

         圖6-3-5   80％法深度測量

6、45° 法深度測量：

在電纜兩側（cè），分別反方向調整提杆，使傳感器軸線與地麵成45°夾角，橫切電纜路徑，在兩側分別找到信號幅值*弱的點，則兩點之間的距離為電纜深度的2倍，如圖6-3-6所示。

          圖6-3-6   45°法深度測量

第七章 維護

一、充電

當主機屏幕上顯示（shì）的（de）電（diàn）池水平很（hěn）低，或信號發生器“電（diàn）源”指示燈閃爍時，需要對（duì）其充電，在繼續使用一小（xiǎo）段時間後，儀（yí）器（qì）將自動關機。

充電時，將充電器（qì）的輸出插頭插到儀器的 充電 插孔，充電器的電源插頭插市電220V插座，儀器開始充電，充電器的指示燈（dēng）指（zhǐ）示充電狀（zhuàng）態，紅（hóng）燈表示正在充電，綠燈表示充（chōng）電完成。將放完電的電池充滿大約需要4小時（shí），充（chōng）不滿也可（kě）以使用，超過4小時也不（bú）會損壞電池。

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