電纜故障定位儀是故障點(diǎn)放電時(shí)會產(chǎn)生聲波和電磁波，聲波和電磁波之間又有一定的內(nèi)在聯(lián)系，利用好它們之間的表象及聯(lián)系，可使我們準(zhǔn)、快、易找到故障點(diǎn)。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
● 測試精度高，路徑探測與高阻故障定點(diǎn)的誤差均不大于0.2m。
● 同步接收電纜故障點(diǎn)放電時(shí)發(fā)出的磁場和聲音信號，并可對信號進(jìn)行數(shù)字處理，使儀器具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
● 磁場和聲音信號波形在液晶顯示器上顯示，波形直觀，容易識別。
● 探測方法以波形識別為主，耳機(jī)監(jiān)聽為輔，操作者不易疲勞。
● 利用光標(biāo)確定磁場和聲音信號之間的延時(shí)，進(jìn)而確定測量點(diǎn)與故障點(diǎn)的相對距離，便于準(zhǔn)確地測定故障點(diǎn)的位置。
● 能夠記錄聲磁信號，使操作者有充足的時(shí)間對信號進(jìn)行分析、比較、判斷，克服了傳統(tǒng)的測量儀器信號一瞬即逝的缺點(diǎn)。
● 具有背光、自動關(guān)機(jī)及充電保護(hù)等功能。
● 鋰電池供電，具有自放電率低、無記憶效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。
● 體積小，重量輕，便于攜帶。
第二章 技術(shù)指標(biāo)
● 故障定點(diǎn)精度：£0.2m
● 路徑探測精度：£0.2m
● 功耗：1.5W
● 充電器輸入電壓： AC 220V±10%
● 充電器輸出電壓： DC 12V
● 重量: 1kg(不含探頭)
● 體積: 200×165×90mm
● 使用環(huán)境溫度: -10°C～+40°C
第三章 面 板
液晶顯示屏：用于顯示采集到的磁場、聲音波形以及各種提示信息。
同步指示發(fā)光二極管：儀器每被磁場信號觸發(fā)一次，該發(fā)光二極管閃亮一次，提示故障點(diǎn)已經(jīng)放電。如果探頭放在離故障點(diǎn)幾米范圍內(nèi)時(shí)，可在同時(shí)聽到一個(gè)不同于環(huán)境噪聲的放電聲。
耳機(jī)插孔：電纜故障定位儀接耳機(jī)插頭，輸出儀器放大和處理過的聲音信號給耳機(jī)，監(jiān)聽電纜故障點(diǎn)放電聲。
磁場增益旋鈕：在進(jìn)行聲磁同步測試時(shí)，用來調(diào)節(jié)儀器磁場放大器的增益，使儀器能夠正確地被電纜故障點(diǎn)擊穿放電時(shí)所發(fā)出的磁場信號觸發(fā)。
聲音增益旋鈕：用來調(diào)節(jié)儀器聲音放大器的增益，使屏幕顯示的聲音波形幅值足夠大而不失真，耳機(jī)監(jiān)聽到的聲音清晰而不刺耳。
開機(jī)鍵：開機(jī)用。
關(guān)機(jī)鍵：關(guān)機(jī)用。
轉(zhuǎn)換鍵：用于轉(zhuǎn)換顯示磁場波形和聲音波形。
暫停鍵：電纜故障定位儀可使儀器暫停觸發(fā)，以便仔細(xì)觀察和分析波形，此時(shí)屏幕上有“暫停觸發(fā)”字樣閃爍，再按一下該鍵，回到正常工作狀態(tài)。
記憶鍵：按動此鍵，將保存當(dāng)前的波形。每保存一次將沖掉上次保存的波形，關(guān)機(jī)后保存的波形將消失。
比較鍵：按動該鍵，將同時(shí)顯示當(dāng)前波形和已記憶的波形，以便比較。再次按動該鍵，記憶的波形消失。
背光鍵：當(dāng)環(huán)境光線較暗，看不清楚屏幕上的內(nèi)容時(shí)，按動該鍵，液晶的背光點(diǎn)亮，就可以看清楚屏幕上的內(nèi)容。再次按動該鍵，背光消失。在背光點(diǎn)亮10分鐘內(nèi)，若無任何按鍵操作，背光將自動關(guān)閉。
背光非常耗電，長時(shí)間不使用時(shí)，請及時(shí)關(guān)閉。
t 和 u ： 光標(biāo)的左移鍵和右移鍵。按動一次左移鍵或右移鍵，光標(biāo)向左或向右移動一格，如果按下鍵后手不離開，光標(biāo)將快速移動，手抬起，光標(biāo)停止移動。
在聲磁同步測試時(shí)，電纜故障定位儀光標(biāo)鍵用于標(biāo)定聲磁延時(shí)值的大小，以估計(jì)故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近，將光標(biāo)移動到故障點(diǎn)放電聲音波形的起始處，聲音界面右上角顯示的便是聲磁延時(shí)值。光標(biāo)處于其他位置，顯示的數(shù)值沒有意義。
后面板
圖4.2 后面板
信號輸入插座：接探頭輸出插頭。在聲磁同步測試時(shí)，探頭送來的是磁場和聲音信號。
充電插孔：當(dāng)電量不足時(shí)，把充電器的輸出插頭插入該孔給機(jī)內(nèi)電池充電。
第五章 定點(diǎn)儀的使用
5.1 故障定點(diǎn)前的準(zhǔn)備工作
(1) 故障測距
當(dāng)電纜發(fā)生故障后，*先使用電纜故障測距儀或其他電纜故障測距儀器配合高壓發(fā)生裝置粗測出故障點(diǎn)距離，根據(jù)電纜敷設(shè)的圖紙資料判斷出故障點(diǎn)的大概位置。
(2) 使用高壓裝置使電纜故障點(diǎn)擊穿放電
為了進(jìn)行故障定點(diǎn)，電纜故障定位儀應(yīng)在電纜的一端接高壓發(fā)生裝置，周期性地對電纜施加沖擊高壓脈沖，使電纜故障點(diǎn)擊穿放電。
圖5.1中，T1是調(diào)壓器，T2是高壓試驗(yàn)變壓器,D是高壓硅堆，G是球間隙，C是電力電容器或的脈沖電容器，應(yīng)選用較大容量的電容，容量大的電容器能使故障點(diǎn)產(chǎn)生較強(qiáng)的放電聲，便于故障定點(diǎn)，一般使用的電力電容器的容量為1-4μF，額定電壓6-10kV。
按圖5.1接好線后，先把T1調(diào)回底，再接通電源，逐步調(diào)高T1的輸出電壓，直至球間隙擊穿放電。一般情況下，若放電聲音響亮清脆，表明故障點(diǎn)已經(jīng)擊穿，此時(shí)也可以通過電纜故障測距儀測試到的波形判斷電纜故障點(diǎn)是否放電。如果故障點(diǎn)沒有被擊穿，需要停下放電裝置，將電容和電纜上的電放掉后，加大球間隙的間隔，重復(fù)上述過程，直至故障點(diǎn)能夠被擊穿放電。
電壓越高，電容容量越大，故障點(diǎn)放電時(shí)的聲音信號也就越強(qiáng)，探測起來越容易。
電纜故障定位儀在故障定點(diǎn)時(shí)，若故障點(diǎn)離高壓裝置比較近，球間隙放電的聲音也可能會被探頭接收到，而且不易和故障點(diǎn)放電的聲音信號相區(qū)分，這時(shí)可將高壓裝置移到電纜的另一端。
對于斷線故障，應(yīng)在電纜遠(yuǎn)端將故障相導(dǎo)體與地線短接。若斷線同時(shí)伴隨電阻接地故障，盡量采用按圖5.1的接線方法，使放電發(fā)生于芯線和地之間，這樣聲音信號容易傳到地面。
5.2 工作原理
（1） 路徑探測原理
當(dāng)高電壓使電纜故障點(diǎn)擊穿放電時(shí)，強(qiáng)大的瞬間電流會在電纜周圍產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場信號，電纜兩側(cè)的磁場極性是相反的。電纜故障定位儀在實(shí)際的路徑測試中，該儀器正是利用了這個(gè)原理，比如；當(dāng)把探頭放在一點(diǎn)測試到的磁場極性為正，當(dāng)探頭移動到另一個(gè)位置后，測試到的磁場極性變?yōu)樨?fù)，正說明電纜處于這兩個(gè)測試點(diǎn)之間，反復(fù)測試即可確定電纜的路徑。
（2） 高阻故障定點(diǎn)原理-聲磁同步法
電纜高阻故障點(diǎn)在高電壓下放電時(shí)，在電纜周圍產(chǎn)生磁場信號，同時(shí)在故障點(diǎn)也產(chǎn)生振動聲音信號。在故障點(diǎn)正上方，聲音從故障點(diǎn)傳到地面需要的時(shí)間短，而感受到的聲音強(qiáng)度大。
儀器采集電纜故障點(diǎn)在擊穿放電時(shí)產(chǎn)生的磁場和聲音信號，將兩種波形顯示在液晶顯示屏上，并用耳機(jī)監(jiān)聽聲音。當(dāng)檢測到故障點(diǎn)放電聲音波形時(shí)，電纜故障定位儀通過移動光標(biāo)可以標(biāo)定出聲音與磁場信號到達(dá)探頭的時(shí)間差（聲磁延時(shí)值）。由于磁場傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于聲音傳播速度，因此磁場的傳播時(shí)間可以視為零，聲磁延時(shí)值就可以看作是聲音信號從故障點(diǎn)傳播到探頭所用的時(shí)間。因此聲磁延時(shí)值小并且聲音強(qiáng)度大的點(diǎn)，就是故障點(diǎn)。通過耳機(jī)監(jiān)聽和判斷聲音波形的幅值可以辨別聲音的強(qiáng)度。
儀器正是利用磁場信號來觸發(fā)，觸發(fā)后立即開始采集磁場和聲音信號。
5.3 儀器的現(xiàn)場安裝
● 將探頭的輸出電纜插頭插入儀器后面板上的信號輸入插孔，探頭平放于地面，用于接收信號。
● 耳機(jī)插頭插入儀器前面板上的耳機(jī)插孔，用于監(jiān)聽聲音。
● 將兩段提桿相接后，再擰上手球，然后旋入探頭上部的螺孔。
● 若現(xiàn)場地面比較松軟，需要將探針旋入探頭底部，然后垂直插入地面，以提高探測靈敏度。
5.4 屏幕內(nèi)容
（1） 磁場信號界面
開機(jī)后，屏幕顯示歡迎界面約兩秒鐘后，進(jìn)入提示狀態(tài)，顯示的是磁場信號的參考波形以及其他信息，等待放電磁場信號的觸發(fā)，如圖5.3所示。
圖5.3 開機(jī)后磁場信號參考波形及界面
液晶屏上的內(nèi)容有：
● 磁場波形：在屏幕中部顯示，波形在儀器被觸發(fā)后更新，用于尋找路徑以及判斷儀器是否被正確觸發(fā)。
● 磁場方向：即磁場極性，由儀器自動判斷，用來探測電纜路徑。
● “電池符號”：電池符號中黑色部分的多少表示電池中電量的多少，電池符號閃爍時(shí)，應(yīng)盡快對電池進(jìn)行充電；電量水平下降到零時(shí)，儀器將自動關(guān)機(jī)。
（2） 聲音信號界面
按動“轉(zhuǎn)換”鍵進(jìn)入聲音信號界面。若儀器未被觸發(fā)過，聲音界面中顯示聲音參考波形。
圖5.4 聲音信號參考波形及界面
● 聲音波形：在屏幕中部顯示，在儀器電纜故障定位儀被磁場信號觸發(fā)后更新，用于進(jìn)行故障點(diǎn)定位。
● 光標(biāo)：通過“t”和“u”鍵移動，用來標(biāo)定聲音波形的起始位置，確定聲磁信號延時(shí)值的大小。
● 屏幕右上角的“＋”或“-”是指示當(dāng)前磁場極性，和磁場界面上的符號保持*。
● 聲磁延時(shí)：在屏幕右上角用數(shù)字顯示，如圖5.4中的“22x0.2ms”，表示的是光標(biāo)所在位置和屏幕左側(cè)之間的液晶點(diǎn)數(shù)。屏幕左側(cè)作為聲音波形的零點(diǎn)。
液晶橫向的一個(gè)點(diǎn)代表0.2毫秒的時(shí)間，實(shí)際使用中只用液晶點(diǎn)數(shù)代表聲磁延時(shí)。
● “大小”：表示聲音信號的強(qiáng)弱，大值為99%。
5.5 增益調(diào)節(jié)
(1) 磁場增益調(diào)節(jié)
磁場增益的調(diào)節(jié)非常重要，請仔細(xì)閱讀本小節(jié)
故障定點(diǎn)和路徑探測都需要調(diào)節(jié)磁場增益。
啟動高壓裝置，向電纜施加沖擊高壓，使故障點(diǎn)周期性地?fù)舸┓烹姟?/span>電纜故障定位儀調(diào)整磁場增益旋鈕，使儀器能夠且僅在高壓信號發(fā)生器向電纜施加沖擊高壓時(shí)觸發(fā)。觸發(fā)時(shí)“同步指示”發(fā)光二極管閃亮，磁場和聲音波形更新。
磁場增益調(diào)整要適當(dāng)。如果磁場增益調(diào)得過小，儀器不能在電纜故障點(diǎn)放電時(shí)可靠觸發(fā)；如果調(diào)得過高，則干擾磁場易使儀器誤觸發(fā)。
增益調(diào)節(jié)適當(dāng)時(shí)，同步指示二極管閃亮的頻率和高壓裝置放電的頻率相同，磁場波形也正確。
如果同步指示二極管閃亮的頻率和高壓裝置放電的頻率不相同，說明儀器被連續(xù)誤觸發(fā)，一般是由于磁場增益調(diào)節(jié)過大造成的，應(yīng)將其適當(dāng)調(diào)小。
磁場增益旋鈕一般調(diào)至三分之一到二分之一的位置。
放電產(chǎn)生的磁場和干擾磁場波形有明顯的不同。放電磁場波形幅值較大，頻率較低，波形平滑，與半個(gè)周期或一個(gè)周期的正弦波相似；而干擾磁場波形幅值較低，頻率較高，毛刺較多，形狀沒有規(guī)律。
（2） 聲音放大增益調(diào)節(jié)
故障定點(diǎn)時(shí)需要調(diào)節(jié)聲音增益。
觀察儀器觸發(fā)后顯示的聲音波形，調(diào)節(jié)聲音增益，使聲音波形幅值足夠大（以接近于滿屏的三分之二為佳），且不失真。儀器能夠自動判斷聲音增益是否合適，若聲音信號幅值的“大小”值達(dá)到99%，則在屏幕下部提示“增益大”，若小于8%，則提示“增益小”，增益合適時(shí)則不提示。
在定點(diǎn)時(shí)可以使用耳機(jī)來監(jiān)聽聲音信號，增益的調(diào)節(jié)同樣影響到監(jiān)聽到的聲音強(qiáng)度。耳機(jī)監(jiān)聽只是作為一種輔助手段，所以不應(yīng)*根據(jù)耳機(jī)監(jiān)聽到的效果來調(diào)節(jié)聲音增益。如果感到監(jiān)聽到的聲音大小不合適，可以使用耳機(jī)本身的音量旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5.6 路徑探測
在電纜的全長范圍內(nèi)都能探測電纜路徑。在進(jìn)行路徑探測時(shí)可以不去管聲音波形。
*先在電纜路徑附近的地面上選定一個(gè)點(diǎn)放置探頭，觀察儀器觸發(fā)后顯示的磁場波形極性，若波形的開始是向上的，則方向是“+”，反之是“-”。沿電纜走向的垂直方向，選另一點(diǎn)放置探頭，當(dāng)儀器再次觸發(fā)后觀察磁場波形，如果這兩點(diǎn)得到的磁場方向不同，說明電纜位于兩點(diǎn)之間；電纜故障定位儀否則電纜位于這兩點(diǎn)的同側(cè)，應(yīng)繼續(xù)沿這個(gè)方向或反方向移動探頭，直至找出電纜的具體位置。沿電纜方向移動探頭，重復(fù)上述測試過程，定出若干個(gè)電纜所在位置,多個(gè)電纜位置點(diǎn)的連線即是電纜的路徑。
若需要探測完好電纜的路徑，電纜故障定位儀可以將電纜的一條芯線在高壓裝置的對端與電纜的地線短路，以形成放電回路，放電時(shí)電壓不必太高。
當(dāng)多條電纜同一路徑鋪設(shè)時(shí)，可以用這種方法進(jìn)行故障電纜的鑒別。若儀器在某一條電纜的兩側(cè)（水平或垂直位置）測試到的磁場方向不同，說明這條就是故障電纜。
5.7 故障定點(diǎn)
在故障定點(diǎn)時(shí)，請嚴(yán)格按照以下步驟進(jìn)行。
(1). 確定故障點(diǎn)已被擊穿放電，具體參照第5.1章節(jié)中的“故障定點(diǎn)前的準(zhǔn)備工作”。
（2）. 根據(jù)故障測距結(jié)果和電纜路徑確定故障點(diǎn)的大體范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行故障點(diǎn)的精確定點(diǎn)。
（3）. 將探頭放在電纜的上方,按照第5.5章節(jié)中的“增益調(diào)節(jié)”，調(diào)節(jié)好增益旋鈕的位置，保證儀器能夠正確觸發(fā)。
（4）.先把耳機(jī)上的旋鈕和“聲音增益”旋鈕旋到約二分之一的位置。測試過程中，要適當(dāng)調(diào)節(jié)聲音增益，使聲音波形幅值約為滿屏的三分之二為佳。
（5）.按動“轉(zhuǎn)換”鍵進(jìn)入聲音界面。如果故障點(diǎn)放電發(fā)出的聲音信號能夠被儀器接收到，則其波形將明顯不同于噪聲波形。
儀器的抗干擾能力很強(qiáng)，顯示的放電聲音波形比較穩(wěn)定，但偶爾的強(qiáng)烈干擾也會造成波形變形嚴(yán)重以致無法分辨，這時(shí)可以在同一點(diǎn)多進(jìn)行幾次測試。圖5.6給出了兩個(gè)典型的聲音波形。
在定點(diǎn)過程中，可以使用耳機(jī)來監(jiān)聽聲音。若探頭距離故障點(diǎn)足夠近，則能夠在“同步指示”發(fā)光二極管閃亮的同時(shí)，聽到一個(gè)不同于環(huán)境噪音的故障點(diǎn)放電聲。如果感覺聲音的強(qiáng)度不舒服，可以調(diào)節(jié)耳機(jī)上的旋鈕。
電纜故障定位儀在進(jìn)行聲音信號鑒別時(shí)，波形識別是主要手段，耳 機(jī)監(jiān)聽是輔助手段，可以用來驗(yàn)證波形識別的結(jié)果。一般來說，如果能監(jiān)聽到故障點(diǎn)放電聲，則波形早已能夠正確識別；反之，由于人的聽覺分辨能力較差及環(huán)境噪音等原因，從波形上能夠識別出的故障點(diǎn)放電聲音信號，監(jiān)聽卻并不一定能分辨得出。應(yīng)注意的是，由于放電磁場信號很強(qiáng)，不可避免地對聲音信號產(chǎn)生影響，有時(shí)在離故障點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方，能監(jiān)聽到一個(gè)很小的聲音信號，它不同于環(huán)境噪音，在不同的位置聲音強(qiáng)度不變，這時(shí)可以斷定這種聲音是放電磁場產(chǎn)生的干擾，而不是信號。
如果沒有測量到聲音信號，說明探頭的位置距離故障點(diǎn)還比較遠(yuǎn)，應(yīng)沿電纜路徑方向?qū)⑻筋^移動約1至2米的距離重新探測。
由于故障測距和地面測量都存在誤差，尤其在故障點(diǎn)較遠(yuǎn)或地形復(fù)雜時(shí)，誤差可能比較大，所以在*先確定的一二十米的小范圍內(nèi)沒有采集到故障點(diǎn)放電信號時(shí)，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大探測范圍，繼續(xù)尋找。若在較大的范圍內(nèi)還是沒有采集到聲音信號，應(yīng)檢查故障測距是否正確，必要時(shí)，要再次進(jìn)行測距。如果故障電阻偏低，造成故障點(diǎn)放電信號過于微弱而不易探測時(shí)，應(yīng)盡量提高放電電壓，或加大電容容量，再進(jìn)行定點(diǎn)，也要適當(dāng)縮小每次移動探頭的距離。
（6）. 判斷故障點(diǎn)遠(yuǎn)近
儀器采集到放電信號后，可以利用聲磁延時(shí)值來判斷故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近。
儀器一旦被磁場信號觸發(fā)，就開始記錄聲音信號，聲音波形的零點(diǎn)就是儀器被觸發(fā)的時(shí)刻。在故障點(diǎn)的放電聲音信號還沒有傳到探頭時(shí)，波形比較平直，或僅有微弱的不規(guī)則的噪聲波形，聲音信號到來時(shí)，波形開始有較明顯的變化，前面一段相對平直波形的長度代表了聲磁延時(shí)值的大小。
儀器電纜故障定位儀采集到聲音信號波形后，光標(biāo)可能在零點(diǎn)，也可能在其他位置，此時(shí)顯示的時(shí)間值沒有意義，需要使用“t”和“u”鍵將光標(biāo)移動到放電聲音波形開始出現(xiàn)的位置，如圖5.7，此時(shí)顯示的時(shí)間值就是聲磁延時(shí)值，即放電聲音信號從故障點(diǎn)傳到探頭需要的時(shí)間。故障點(diǎn)距離越遠(yuǎn)，聲磁延時(shí)值越大，故障點(diǎn)距離越近，聲磁延時(shí)值越小，。
圖5.7中，光標(biāo)所在位置是聲音波形的起始點(diǎn)，此時(shí)屏幕右上角顯示的即為聲磁延時(shí)值。
圖5.7 聲磁延時(shí)值的標(biāo)定
將探頭沿電纜路徑方向移動一段較小的距離，重新測試，如果測得的聲磁延時(shí)值變小，說明這次比上次更加靠近了故障點(diǎn)，反之說明遠(yuǎn)離了故障點(diǎn)。反復(fù)進(jìn)行上述操作，直至找到一個(gè)聲磁延時(shí)值小的位置，就可以判斷故障點(diǎn)在這一點(diǎn)的正下方。
如果保持聲音增益不變，還能夠利用聲音強(qiáng)度的不同來輔助定點(diǎn)。通過觀察表示聲音幅值“大小”值以及用耳機(jī)監(jiān)聽來分辨聲音的強(qiáng)弱。幅值大或聲音強(qiáng)點(diǎn)一般就是故障點(diǎn)，不過有時(shí)也會有特殊情況，應(yīng)注意。
（7）.定點(diǎn)過程中，可以利用在屏幕右上角顯示的磁場極性判斷電纜路徑，如果儀器觸發(fā)的頻率和高壓放電的頻率不*，可以轉(zhuǎn)換回磁場界面，察看磁場波形是否正確。
（8）.“暫停”鍵的使用
電纜故障定位儀在信號鑒別和測試過程中，如果認(rèn)為當(dāng)前波形比較典型，可以按動“暫停”鍵，暫停觸發(fā)，以便仔細(xì)觀察分析。
在暫停狀態(tài)下，液晶屏閃爍顯示“暫停觸發(fā)”文字，這時(shí)可按動t和u鍵來移動光標(biāo)，確定聲磁延時(shí)值。
要解除暫停狀態(tài)，只需再按一次“暫停”鍵。
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