GD2134E智能带电电缆识别仪说明书.docx
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GD2134E智能带电电缆识别仪说明书
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感谢您购买本公司GD-2134E智能带电电缆识别仪。
在您初次使用该产品前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。
我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，如果您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们会尽快给您答复。
注意事项
●使用产品时，请按说明书规范操作
●未经允许，请勿开启仪器，这会影响产品的保修。
自行拆卸厂方概不负责。
●存放保管本仪器时，应注意环境温度和湿度，放在干燥通风的地方为宜，要防尘、防潮、防震、防酸碱及腐蚀气体。
●仪器运输时应避免雨水浸蚀,严防碰撞和坠落。
本手册内容如有更改，恕不通告。
目录
第一章概述6
第二章发射信号的一般方法11
第三章电缆探测的信号发射方法21
第四章管线探测29
第五章电缆鉴别（选配功能）42
第六章管线接地故障定点（选配功能）50
第七章电缆低阻和断线故障定点56
第八章维护和质保62
第九章生命周期64
GD-2134E智能带电电缆识别仪
开始之前用户设置
本设备适用于不同的国家和地区，为适应不同的电网工频频率和深度单位，需要在开始使用之前对接收机进行必要的用户设置。
1、若非订货时指定，出厂默认为工频50Hz，以及深度单位为m（米）。
2、若需更改，则如左下图所示，在接收机关机状态下，同时按住标定键
和测量键
不要松开，再按住开关/静音键
不要松开，可以看到接收机开机并显示欢迎界面，三个按键仍然不要松开，直至约2秒后显示用户设置界面，此时可以松开按键。
用户设置界面如右下图所示：
3、按标定键
，可以将PowerFreq（工频频率）设置为50Hz或60Hz。
4、按测量键
，可以将DepthUnit（深度单位）设置为m（米）或ft（英尺）。
5、设置完成后，长按开关/静音键
关机，设置完成。
6、本设置只需进行一次，设置内容关机不丢失。
如以后使用中发生错误，可以再次进行。
第一章概述
一、概述
GD-2134E是一套高性能地下金属管线探测系统，由信号发射机和接收机组成，可用于金属管线、地下电缆的路径探测、管线普查和深度测量，配合多种选配附件，可以进行唯一性鉴别，以及管道绝缘破损和部分类型电缆故障的查找。
图1-1-1仪器外观
二、功能特点
●罗盘显示：
直观显示管线位置和左右方向。
●跟踪正误提示：
电流方向测量，跟踪正误提示，排除临线干扰（部分频率）。
●深度和电流测量，可显示信号强度历史曲线。
●全数字化高精度采样处理：
稳定可靠，超高灵敏度，接收通频带极窄，抗干扰能力强，能充分抑制邻近运行电缆及管道的工频及谐波干扰。
●运行电缆探测：
高性能发射卡钳，最大程度向运行电缆耦合输出信号。
●电缆/管线鉴别：
柔性卡钳（选配件）方便易用，明确给出鉴别结果；听诊器（选配件）可在不方便使用卡钳时使用。
●接地故障查找：
升压器（选配件）可将最大输出电压提升至1000V，使用A字架（选配件）可定位管线的对地绝缘破损点，无须调零，箭头指示故障点方向。
●多种探测频率：
主动探测和被动探测。
●发射机多种信号输出方式：
直连输出、卡钳耦合、辐射感应。
●发射机数字功放大功率输出，全自动阻抗匹配，全自动保护。
●内置可拆卸大容量锂离子电池，欠压自动关机，长时间无操作自动关机。
●机壳美观坚固、质轻便携。
三、技术指标
●发射机：
1.输出方式：
直连输出、辐射感应、卡钳耦合（选配）、查障升压器（选配）。
2.输出频率：
640Hz、1280Hz、10kHz、33kHz、82kHz、197kHz。
3.输出功率：
最大10W，10档可调，自动阻抗匹配。
4.直连输出电压：
最高150Vpp。
5.过载和短路保护。
6.人机界面：
320×240点阵液晶显示器。
7.内置电池：
4节18650锂离子电池，标称7.4V，6.8Ah。
●接收机：
1.输入方式：
内置接收线圈、柔性卡钳（选配）、听诊器（选配）、查障A字架（选配）。
2.接收频率：
主动探测频率：
640Hz、1280Hz、10kHz、33kHz、82kHz、197kHz。
工频被动探测频率：
50Hz/60Hz和250Hz/300Hz（用户可配置）。
射频被动探测频段：
中心频率分别为10kHz、33kHz、82kHz。
3.管线探测模式：
宽峰法、窄峰法、音谷法。
4.电缆鉴别模式：
柔性卡钳（选配）智能鉴别和电流测量、听诊器（选配）鉴别。
5.人机界面：
320×240点阵液晶显示器。
6.内置电池：
2节18650锂离子电池，标称7.4V，3.4Ah。
●其他：
1.体积：
发射机280×220×90mm，接收机680×120×277mm。
2.质量：
发射机2.3kg，接收机2.0kg。
3.充电器：
输入AC100～240V，50／60Hz，输出DC8.4V，2A。
4.使用条件：
温度:
-10℃－40℃，湿度5-90%RH，海拔<4500m。
四、设备配置
1、发射机
图1-4-1发射机整体
图1-4-2发射机键盘
1.LCD显示器
2.键盘
3.输出插座
4.充电插座
5.开关键
6.重新输出键
7/8输出功率减小/增大键
9/10频率减小/增大键
2、接收机
图1-5-1接收机整体
图1-5-2接收机键盘
1.LCD显示器
2.键盘
3.增益调节旋钮
4.充电插座
5.附件输入插座
6.开关/静音键
7.模式键
8.频率减小键
9.频率增大键
10.标定键
11.测量键
3、标配附件
序号
名称
图样和说明
数量
1
发射机输出连接线缆
1
2
接地钎
2
5
接地延长线
1
6
充电器
标配两只，发射机接收机可单独充电
2
4、选配附件（订货时须特别指定，未指定默认不选配）
序号
名称
图样和说明
备注
1
接收机附件连接线缆
蓝色6芯插头
2
发射机附件输出线缆
红色5芯插头
3
发射卡钳
4
接收柔性卡钳
5
A字架
6
查障升压器
7
微型听诊器
8
长杆听诊器
9
长杆听诊器探测杆
第二章发射信号的一般方法
发射机对管线发射信号的方法有三种：
直连、卡钳耦合和辐射感应，本章作为这些方法的一般介绍，对于电缆探测来说有其特殊性，在第三章中专门介绍。
一、直连法
直连法是将发射机的输出线直接接到金属管线上，并将信号直接注入。
直连法适用于：
自来水管道、燃气管道、通信电缆、电力电缆、阴极保护管道测试点或其它接入点，以及有长线特征的连续性金属结构等。
发射机发出的电流经过管线，在其接地点流入大地，或通过管线和大地之间的分布电容流入大地，最后返回发射机。
管线上的电流会产生电磁场辐射，接收机通过接收磁场进行管线探测。
相比于其他方法，直连法能够得到最大的发射电流，所以在条件允许的情况下，应尽量采用直连法。
1、直连输出线缆连接
将发射机直连输出线缆一端的5芯红色插头插入发射机的输出插座。
2-1-1直连法附件连接
2、直连接线
将红色鳄鱼夹和管道露出的金属部分（如阀门等）连接，黑色鳄鱼夹和打入大地（土壤）的接地钎连接，如果接地线不够长，则使用延长线续接。
图2-1-2直连法接线
注意事项：
●接地钎位置的选择：
为保证探测效果，接地钎应与管线距离5m以上，而且黑色接地导线应尽量和管线方向垂直。
●不要将黑色接地夹连接到自来水管或其他管线上，否则会使这些管线上也会有发射信号，从而干扰目标管线的正常探测。
●接地钎和目标管线之间不应有其他管线，否则这些管线上也会感应到发射信号，从而产生干扰。
可在打接地钎之前用无源探测的方法进行检查。
●确保良好连接：
如果管线连接处有绝缘漆或锈蚀严重，需要先将其清理干净，确保红色鳄鱼夹直接和管线的金属部分连接。
●管线不同分段之间或管件和管道之间可能是绝缘的，如果绝缘则不能使用直连法，或者需要设法将绝缘的两部分之间进行电气连接。
检查方法：
确认接线正确后，打开发射机观察输出电流，如果电流过小，以至于无法正常探测，则有可能是管道绝缘。
警告！
发射机最高输出电压150Vpp，切勿工作时直接触碰输出夹和目标管线！
3、界面介绍及管线电压检测
长按开关键
，打开发射机电源。
发射机自动检测连接的附件并工作在直联模式。
在直连状态下，将会首先进行管线自身电压的测量，屏幕显示如下：
图2-1-3管线电压测量界面
若管线自身电压超过限制（50V），则停留在电压检测界面，并显示警告标志，不输出信号以保护仪器不被损坏,屏幕显示如下：
图2-1-4管线电压超压警告界面
若电压正常，则数秒后自动输出信号,屏幕显示如下：
图2-1-5直连输出界面显示
4、频率选择
按频率减小键
和频率增大键
选择发射频率。
共有六种频率可供选择：
640Hz，1280Hz，10kHz，33kHz，82kHz、197kHz。
开机默认1280Hz。
总的来说，选择哪一种频率并没有通用标准，可根据以下原则和实际接收探测效果灵活选择：
●一般接地良好的电缆或管线，使用开机默认的1280Hz即能完成大部分测试。
●长距离管线的跟踪选择较低频率（640Hz和1280Hz）。
低频信号传播距离长，而且不容易感应到其他管线上；而且这两种为复合频率信号，接收机能够进行跟踪正误提示。
●一般管线的跟踪可以使用中高频率（10kHz），信号传播距离比较远，对其他管线的感应也不是很强。
●高阻管线（如对端浮空的电缆芯线、带防腐层的管道、铸铁管等），选用较高频率（33kHz或82kHz、197kHz），高频信号辐射能力强，但传播距离较近，且易感应到其他管线。
●在能够正常探测的情况下，应优先选择低频。
5、输出水平调节
按输出功率减小键
和输出功率增大键
调节输出水平（信号大小），共分10档，屏幕右下角显示输出电压和电流。
应根据需要调节输出水平：
●较大的电流有助于稳定探测及准确测深。
●在较高频率（10kHz及以上）以及很浅的深度（1m之内），较高输出电流可能会造成接收饱和失真，造成接收机响应非线性及测深误差增大，此时应适当降低输出水平。
●降低输出功率有助于延长电池供电时间，但不应过多考虑。
二、卡钳耦合法
卡钳耦合法适用于管线外露，但无法（或不允许）接触其金属部分，而且管线两端都接地的情况（特别适用于电力电缆）。
卡钳耦合法发射信号的电路模型可以等效为变压器：
卡钳的磁芯作为变压器磁芯，卡钳内部绕线为变压器的初级，管线－大地回路等效为变压器的次级（单匝），发射机提供初级电流，管线－大地间耦合产生次级电流。
耦合电流的大小与回路电阻（主要是两端的接地电阻）密切相关，电阻越小则电流越大，反之电阻越大电流越小，小到一定程度则无法进行正常探测。
卡钳耦合法发射信号的优点在于使用方便，无须和管线进行电气连接，对管线的正常运行不会产生任何影响，而且能够减少对其他管线的感应；缺点在于耦合出的电流小于直连法，尤其是要求管线两端必须接地良好，有些管线不能满足此要求。
1、卡钳连接
将发射机附件连接线缆（两端为红色5芯插头）的一端插入发射卡钳插座，另一端插入发射机的输出插座。
2-2-1卡钳法附件连接
2、卡住管线
将卡钳卡住管线的裸露部分，如下图所示：
图2-2-2卡钳耦合法
注意事项：
●管线两端必须接地，才会感应出信号。
接地可以是连续接地（如不绝缘的管道），也可以是两端接地（如高压电力电缆的金属铠装在两端接地）。
●管线不同分段之间，或管件和管道之间可能是绝缘的，如果绝缘则需设法将其电气连接，否则不能使用卡钳耦合法。
●是否在管线上有效地感应出电流，只能通过接收机的探测效果来判断，如果不能正常探测，则换用其它信号发射方法。
●卡住管线时，确保卡钳的钳口完全闭合，并确保钳口无异物、不生锈。
3、界面介绍
发射机开机状态下，自动检测连接的附件并工作在卡钳模式，屏幕显示如下：
图2-2-3卡钳耦合输出界面显示
4、频率选择
按频率减小键
和频率增大键
选择发射频率。
共有五种频率可供选择：
640Hz，1280Hz，10kHz，33kHz，82kHz。
开机默认1280Hz。
卡钳耦合法的频率选择方法和直连法相同。
5、输出功率调节
按输出减小键
和输出增大键
调节输出水平，共分10档。
使用卡钳耦合到管线上的电流远小于直连法，应尽量使用最大输出水平。
卡钳耦合法无法显示耦合到管线上的电压和电流。
三、辐射感应法
当管线无外露点，需要使用辐射感应法；在地面开挖前，需要探查地下有无管线时也主要使用辐射法。
发射机利用内置的辐射线圈向外辐射高频电磁场（一次场），金属管线－大地回路耦合出感生电流，感生电流再辐射电磁场（二次场），接收机接收二次场进行管线探测。
辐射感应法的优点在于使用方便，无须接线，不和管线进行任何形式的电气连接，特别适用于无外露点的管线探测，也是一种区域管线探查的主要手段。
其缺点在于管线感应电流小于直连法和卡钳法，尤其管线深度较大时效果较差，适用于深度小于2m的管线；对一定范围内的所有管线均能感应出信号，会对特定管线的识别造成困难。
1、发射机的放置
使用辐射法时，发射机无须连接任何附件，发射机自动识别为“辐射”法。
用于管线跟踪时：
在预计管线的上方，将发射机垂直放于地面，并且和预计的管线方向垂直。
探测过程中需要和接收机配合，根据探测到的管线实际方向和位置进行调整，如下图所示：
图2-3-1辐射感应法
用于管线区域探查时：
在需要探查的区域，由两人操作，发射机和接收机间隔一定距离同步移动，并保持发射机和接收机的方向一致（详见P28：
辐射探查）。
注意事项：
●管线两端必须接地，才会感应出信号。
接地可以是连续接地（如不绝缘的管道），也可以是两端接地（如高压电力电缆的金属铠装两端接地）。
●绝缘良好而两端又不接地的管线无法使用感应法，例如：
有些低压电缆没有金属铠装，或者铠装不接地，将无法使用感应法或效果较差。
●不能将发射机置于金属井盖上，也不能在钢筋加强的混凝土路面上使用，否则信号将被井盖或钢筋网阻断，而不能施加到下面的管线上。
●发射机除了向管线辐射信号，还不可避免的向周围空间辐射，会给接收造成干扰，所以使用感应法时，接收机和发射机必须相隔一定距离（收发距）。
2、界面介绍
发射机开机状态下，没有连接任何附件将自动工作在辐射模式，屏幕显示如下：
图2-2-3卡钳耦合输出界面显示
2、频率选择
按频率减小键
和频率增大键
选择发射频率。
共有4种频率可供选择：
10kHz，33kHz，82kHz、197kHz，默认33kHz。
注意事项：
●低频感应效果较差，但信号传播距离远，也不易产生干扰。
●高频比低频的感应效果好，但传播距离较近，且较易感应到其他管线。
●探测高阻管线应使用高频，低频将很难感应出适用的信号。
3、功率调节
按输出减小键
和输出增大键
调节输出水平，共分10档。
注意事项：
●使用较低输出水平，有助于减少对其他管线的感应、缩短收发距。
●探测较深管线，应提高输出水平。
●发射机无法测量和显示管线感应到的电流大小，故只能根据接收机的探测效果反复尝试、灵活选择。
第三章电缆探测的信号发射方法
电缆路径探测和唯一性鉴别在金属管线探测中占有重要地位，相比于金属管道的单一连续金属结构，电缆由数根芯线和金属铠装构成，结构和用途的差异造成了探测时的信号施加方式的差异，不同的接法将会产生不同的电磁场，探测效果也有所区别，因此本章对电缆探测的信号发射方式进行单独描述。
一、停运电缆的信号发射方法
1、基本接线方法：
芯线-大地接法
芯线-大地接法是对离线电缆（退出运行的不带电电缆）进行路径探测和鉴别的最佳接线方式，可以充分发挥仪器的功能，并能最大程度地抗干扰，如下图所示：
图3-1-1芯线－大地接线法
将电缆金属护层两端的接地线均解开，低压电缆的零线和地线的接地也应解开，将发射机的红色鳄鱼夹夹一条完好芯线，黑色鳄鱼夹夹在打入地下的接地钎上。
在电缆的对端，对应芯线接打入地下的接地钎。
注意：
尽量使用接地钎，而不要直接用接地网！
至少在电缆的对端必须用接地钎，接地钎还需要离开接地网一段距离，否则会在其他电缆上造成地线回流，影响探测效果。
电流自发射机流经芯线，在电缆对端进入大地，流回近端返回发射机。
这种接法在地面探测时接收机可以感应到很强的信号，信号特性比较明确，可以充分利用仪器的防误跟踪功能；信号在绝缘良好的芯线上流过，不会流到邻近管线上，尤其不会流到交叉的金属管道上，最适于在复杂环境下进行路径查找。
另外由于电缆接地，流经电缆的信号电压很低，不容易对邻线产生电容耦合，减少干扰。
由于存在芯线和大地之间的分布电容，随距离的增加，电流会逐渐减小。
但若接地良好，电容电流很小，可以不予考虑。
这种方法的缺点是需要将电缆两端的接地线全部解开,略显繁琐。
2、护层－大地接法：
图3-1-2护层－大地接线法
如上图所示，将电缆近端的护层接地线解开，低压电缆的零线和地线的接地也应解开，对端的电缆护层保持接地，信号加在护层和接地钎之间（不可使用接地网），电缆相线保持悬空。
电流自发射机流经护层，在电缆对端进入大地，流回近端返回发射机。
这种接法不存在屏蔽，因而在地面上产生的信号最强，信号特性也比较明确。
同样，由于护层－大地分布电容的存在，信号会自近向远逐渐衰减。
潜在的问题：
护层外部的绝缘层若有破损，部分电流将由破损点流入大地，造成破损点后的电流突然减小，减小幅度与破损点的接地电阻有关。
3、相线－护层接法：
图3-1-3相线－护层接法
如上图所示，发射信号加在电缆一相和护层之间，对端相线和护层短路，护层两端保持接地。
如果是单条电缆敷设，信号自发射机流经芯线，再经护层和大地两个回路返回。
因为护层（铠装及铜屏蔽层）由连续金属组成，电阻很小；大地回路由于存在两端接地电阻，再加土壤电阻，总阻值较大，故大部分电流将通过护层返回，少部分电流通过大地返回。
由于芯线电流和护层电流反向，能在外部一定距离产生磁场信号的有效电流为其差，数值等于通过大地返回的电阻电流。
另外由于芯线－护层回路和护层－大地回路存在互感，通过电磁感应也能够在护层－大地回路产生感生电流。
综合效果为有效电流等于大地回路的电阻电流和感应电流的矢量和（两者存在相位差）。
根据现场情况的不同，有效电流可能会占总注入电流的百分之几到百分之十几。
如果存在同路径敷设（两端位置均相同）的其他电缆，则返回电流主要被几条电缆的护层分流，例如三条电缆同路径，则三条电缆的护层返回电流各占1/3。
有效电流正向，占注入值的2/3，邻线电流反向，占1/3。
如下图所示。
图3-1-4并行电缆的分流效果
相线－护层法的优点在于接线简单，不需要解开接地线。
缺点是当多条电缆同路径敷设时，各条电缆信号相差不大，仅靠信号幅值有时难以区分；当单线敷设时，有效电流大幅减少，信号较弱，而且有效电流中含有感应电流成分，目标电缆和邻近管线的感应信号相位相同，在使用复合频率探测时，有可能无法根据电流方向排除邻线干扰。
4、相间接法：
图3-1-5相间接法
如上图所示，发射信号加在电缆两相之间，电缆的对端两相线短路。
两相在电缆内部扭绞，其电流值相同且方向相反。
由于两相线虽相距很近，但仍有一定间隔，故两相线和接收机线圈之间的距离会有微小差异，两相线在此处产生的磁场方向相反，但强度因距离的差异而不会完全相同，虽大部分相互抵消，但仍有小部分残余，金属护层的屏蔽作用会将其进一步削弱，最后的剩余信号方能被接收。
因为扭绞的原因，信号会沿电缆路径有周期性的幅值和方向的变化。
在一个扭绞周期内，对外辐射的磁通因方向连续变化360°而相互抵消，故不会在护层－大地回路产生感应电流。
由于有效信号很小，使用高频信号将比低频信号更易于探测。
相间接法无法使用接收机的电流方向测量功能排除邻线干扰。
5、发射频率的选择：
●对于一般电缆的探测，除非采用相间接法，均推荐使用开机默认的1280Hz频率。
其频率较低，传播距离长，且不容易感应到其他管线上；再者接收机对1280Hz信号的接收效果要强于640Hz，抗干扰能力较强，较易分辨。
●对于长距离电缆（长于2-3km），如果使用1280Hz信号，在较长距离处会有较大衰减，信号不易接收，相位也会发生偏移。
故探测长距离电缆推荐使用640Hz发射信号。
●640Hz和1280Hz为复合频率信号，接收机能够进行跟踪正误提示。
●使用相间接法时，应优先采用高频（10kHz、33kHz或82kHz、197kHz）。
二、运行电缆的信号发射方法
1、卡钳耦合法：
这是一种探测运行电缆较理想的方法，不需要电缆作任何改动即可测试，并且操作远离高压，非常安全，电缆全长上都有信号，没有距离限制。
电缆护层两端必须良好接地，否则耦合电流随接地电阻的增大而减小。
两端未接地，或电缆护层中间断开，不能使用卡钳耦合法。
（1）卡住电缆本体
图3-2-1运行电缆卡钳耦合法1（卡电缆本体）
如上图所示，本方法适用于普通三相统包运行电缆的探测。
发射机输出接卡钳，将卡钳卡住电缆本体（注意不能卡接地线以上部分），卡钳等效为变压器的初级，电缆金属护套－大地回路等效为变压器的次级（单匝），次级耦合电流的大小与回路电阻（主要是两端的接地电阻）密切相关，电阻越小，电流越大。
电缆通过卡钳耦合得到的电流较小，为加强探测效果，应选择较大输出水平。
（2）卡住电缆护套接地线
图3-2-2运行电缆卡钳耦合法2（卡电缆接地线）
如上图所示，本方法适用于超高压单芯运行电缆的探测。
由于单芯电缆芯线流过的工频电流很强，而且没有三芯统包电缆的三相抵消效果（对外表现为相对很小的零序电流），如果将卡钳卡住电缆本体，则很容易造成卡钳的磁饱和，无法发出信号，此时应将卡钳卡住其护层接地线。
由于长距离超高压单芯电缆的护层会每隔一定距离地线交叉互连，故信号会在交叉互连点从一相的护层流到另一相的护层，在跟踪时注意区分。
对于三芯统包电缆，如果受现场条件限制，卡电缆本体有困难，也可以采用卡电缆接地线的方法，但应尽量不采用，在某些特殊情况下，可能会造成信号特征（包括幅值和相位）出现不可预料的变化。
2、零线／地线／护层注入法：
这是一种对运行中的低压电缆进行探测的方法，因为许多低压电缆的护层不作接地，或护层不连续，或接地不够良好，无法使用卡钳耦合法。
本方法不需要电缆作任何改动，而且注入的是高频信号，不会对运行线路产生不良影响。
在用户端，将发射机的红色鳄鱼夹接零线、地线或护层，黑色鳄鱼夹接打入地下的接地钎，如下图所示：
图3-2-3运行电缆零线／地线／护层注入法
注意事项：
●安全警告：
电缆带电，接线必须由具有相关资质或资格的电力工作人员操作！
●必须在用户端发射信号，如果在变电室端发射信号，将在所有出线上均注入信号，造成无法区分目标电缆。
●接地钎位置的选择：
为保证输出效果，应将接地钎打在距离电缆5m之外
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