HNDL电缆故障测试仪说明书.docx
《HNDL电缆故障测试仪说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HNDL电缆故障测试仪说明书.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
HNDL电缆故障测试仪说明书
目录
第一章技术说明…………………………………………………………………………
（2）
一、HNDL型电缆测试管理系统基本组成……………………………………
（2）
二、HNDL型电缆测试管理系统技术特点………………………………………
（2）
三、HNDL型电缆测试管理系统组成框图………………………………………（3）
四、测试原理简介………………………………………………………………………（3）
第二章仪器组成及附件介绍…………………………………………………………（3）
五、电缆故障闪测议（前端）介绍………………………………………………………（3）
六、笔记本计算机简介………………………………………………………………（4）
七、附件及高压测试电器设备介绍……………………………………………………（5）
第三章低压脉冲测试法………………………………………………………………（8）
一、低压脉冲法测试对象………………………………………………………………（8）
二、低压脉冲法连线方法和操作步骤…………………………………………………（9）
第四章高压闪络测试方法…………………………………………………………（9）
一、击高压闪络法连线方法和操作步骤………………………………………………（9）
二、直流高压闪络法连线方法和操作步骤……………………………………………（11）
三、高压闪络法测试注意事项………………………………………………………（12）
第五章测试波形打印与计算…………………………………………………………（12）
一、过去已存波形的打印………………………………………………………………（12）
二、根据打印波形分析测试数据………………………………………………………（12）
第六章测试波形分析与定标………………………………………………………（13）
一、低压脉冲法测开路故障波形………………………………………………………（13）
二、低压脉冲法测低阻短路故障波形…………………………………………………（13）
三、高压闪络法电流取样测试波形……………………………………………………（14）
四、闪络法测试时故障点不放电波形…………………………………………………（14）
五、冲闪测试纯短路故障波形……………………………………………………（15）
六、冲闪测试时故障点二次击穿放电波形……………………………………………（15）
七、冲闪测试时近端故障测试波形……………………………………………………（16）
第一章技术说明
HNDL型电缆测试管理系统是我公司精心设计制造的全新一代便携式智能电缆故障测试仪器，它以笔记本电脑为主机，配以精巧的数据采集器，外观无可挑剔，体积小，重量轻，便于携带。
它秉承我公司一贯高科技、高精度、高质量的原则，将电缆测试水平提高到一个新境界。
它具有测试准确、智能化程度高、适应面广、性能稳定、轻巧便携等特点。
一、HNDL型电缆故障测试管理系统的基本组成
电缆故障测试管理系统由HT-C2002型电缆故障测试仪、HT—D002型声磁同步接收定点仪、HN—L002型路径信号发生器组成。
HN－C2002型电缆故障测试仪包含一台电缆故障闪测议（前端）和一台高性能笔记本计算机，主要用于在故障电缆的一端测出故障点的大致位置，用于故障点的初步定位。
HN－D002型声磁同步接收定点仪用于故障点的精确定位。
HN－L002型路径信号发生器配合定点仪用于查找地埋电缆的路径。
二、HNDL型电缆故障测试管理系统的技术特点
1.可测试各种型号铜铝芯电力电缆、同轴通信电缆和市话电缆的各类故障，如开路故障、短路故障、高阻闪络性故障和高阻泄漏性故障。
2.具有多种测试方法，如在低压方式下的低压脉冲测试法、以及在高压方式下的电流取样法和电压取样法，可保证您100%的测试成功。
3.由于笔记本计算机和前端测量单元都是电池供电，再配以先进的电流取样技术，使该系统真正做到操作人员和测试仪完全与高压隔离，保证了人机的安全。
4.前置测量单元采用先进的信号处理技术，测试波形特征清晰易辩，使得电缆故障分析更容易掌握。
5.采用Windows汉化软件，更具人性化设计，操作简便。
6.公司首创网上服务业务，只要您将测试波形通过E－mail发给我们，您在当天即可得到专家的分析和指导。
公司定期还会将收集到的各类电缆故障波形及其分析结果通过E－mail发给您，使您很快也会成为电缆故障测试专家。
7.双通道数据处理技术，可进行相与地、相与相的波形同屏对比分析。
8.技术参数
脉冲幅度：
在50Ώ时不小于120Vp-p
脉冲宽度：
0.2us和2us两种。
测试盲区：
根据不同电缆类型，测试盲区平均为10－15米。
测试距离≤26Km
主机测量误差：
2%。
千米以下电缆不超过15米，千米以上电缆不超过20米。
系统测量误差：
主机测量再配合定点仪测量，系统误差小于0.2米。
读数分辨率：
V/2f，V代表电波在电缆中的传播速度（m/us），f代表采样频率（MHz），比如油浸纸电缆的传播速度为V＝160m/us,用f=25MHz采样，则读数分辨率为160/（2×25）=3.2m
采样频率：
25MHz
双通道波形显示：
用于波形比较分析。
存贮波形方式：
笔记本计算机可存贮数百组测试波形（与软件安装分区大小有关），便于计算机进行管理。
预置4种电缆介质的电波传播速度：
油浸纸电缆：
160m/us,交联电缆：
172m/us，聚氯乙烯电缆：
184m/us，不滴流电缆：
144m/us，以及自选介质。
采样方式：
正常触发方式、电流取样。
电源：
免维护可充电电瓶（前端6V/7AH蓄电池供电）。
工作温度：
0－50℃。
闪测议（前端）体积：
210mm×125mm×145mm
前端重量：
2.5kg。
三、HNDL型电缆故障测试仪组成框图
当选用低压脉冲测试状态时，本仪器前端输出低压脉冲信号，加到被测电缆上和前端的输入电路上，测试波形通过内部信号处理及数据处理电路后显示到笔记本计算机屏幕上，并同时显示电缆的介质、传播速度、采样频率、故障距离、测试日期等。
当选用直闪或冲闪测试状态时，脉冲信号断开，高压测试系统加到被测电缆的直流电压使故障点闪络放电，形成单次闪络波形并输入仪器，其以后的工作与低压脉冲的相同。
图1.1 组成框图
四、测试原理简介
本仪器根据长线理论，采用时域反射原理，对电缆施加具有一定幅度和宽度的脉冲信号（低压脉冲），或者给被测电缆施加高压（直流或冲击高压），使故障点击穿放电而产生电压（或电流）的突变，利用低压脉冲或高压放电脉冲在故障点和测试端反射一周所经过的时间（T）与已知电波在电缆中的传播速度（V），按照公式：
S＝1/2V.T即可计算出故障的距离。
由于这是一个瞬变过程，所以需经前端高速A/D和高速RAM将这一瞬间变化的信号转换成数字信号寄存下来，再由计算机处理，经过人为的简单操作，其测试波形、测试结果、测试日期、时间可立即显示出来，一切都一目了然，并可存档长期保存，亦可随时读出观察和打印。
第二章 仪器组成及附件介绍
HNDL型电缆故障测试仪主机主要由电缆故障闪测议（前端），笔记本计算机组成，同时配有电流取样器、放电球隙、测试线等必备附件。
一、电缆故障闪测议（前端）介绍：
电缆故障闪测仪是将低压脉冲测试信号及高压闪络测试信号进行数字化处理，然后将其在笔记本计算机中进行显示计算、存贮及打印输出。
前端面板如图2.1所示:
图2.1前端面板示意图
各部分功能简介：
（1）电源开关：
开关前端整机电源。
（2）电源指示：
当电源开关打开时、指示灯亮。
（3）脉宽（0.2/2µs）：
低压脉冲测试时，此按钮抬起，输出0.2µs脉冲。
此按钮压下，输出2μS脉冲。
测试时，对于500米以下电缆，一般用0.2µs脉宽、大于500米电缆，一般用2µs脉宽。
（4）输入幅度：
测试时，此旋钮一般先逆时针旋到最小，然后顺时针转600左右，然后采样，根据显示波形大小再进行幅度调整。
测试时，若按了采样按钮后，显示屏无反应，应将输入幅度调大再试。
（5）电压低：
前置工作时，若电池电压过低，此指示灯亮，应对电池进行充电。
（6）充电：
电池充电时，此指示灯亮。
（7）充电插座：
当电压低指示灯亮时，用专用充电器，对前置内电池充电，充电时间一般为4小时左右。
（8）计算机接口：
用专用线将前端与笔记本计算机并口连接。
（9）输入：
高压闪络测试时，用双Q9线将前端与电流取样器连接。
低压脉冲测试时，用单Q9线将前端与被测电缆连接。
（10）复位：
当开始测试前及测试中系统因各种原因不能正常采样时，按复位按钮，重新开始测试
（11）脉冲/冲闪：
低压脉冲测试时，此开关扳向脉冲端，高压闪络法测试时，此开关扳向冲闪端。
二、笔记本计算机简介：
HNDL型电缆测试系统采用了高性能品牌笔记本电脑，作为测试波形显示、计算处理、存贮及打印设备。
使用时，用配置的电缆连接前端信号处理器和笔记本计算机，打开计算机电源，在系统自检完成后，进入windows98桌面，这时打开信号前端处理器的电源，然后在桌面上双击电缆测试仪快捷图标，仪器进入电缆测试启动画面，如图2.2所示：
图2.2启动画面
将光标移动到启动画面“确定”按钮上，单击，进入主界面。
主界面如图2.3所示：
图2.3主界面
进入主界面后，我们就可以进行电缆测试各种操作，其详细操作过程详RDL-20011型电缆测试管理系统软件操作手册。
有关计算机操作，请参阅计算机使用手册。
三、附件及高压试验电器介绍：
用高压闪络法测试电缆故障时，除了要用电缆故障测试仪外，还要用到下列附件和高压试验设备：
1.放电球隙：
闪络法测试时，高压通过放电球隙加到被测试电缆上。
放电球隙外形及接线图如图2.4所示：
图2.4放电球隙
2. 电流取样器：
电流取样器是高压测试设备和电缆测试仪连接的主要附件，起着隔离高压测试信号、传输脉冲反射信号桥梁作用，其外形图和接线图如图2.5所示：
图2.5电流取样器
3.连接电缆：
仪器配套连接电缆两条，分别为闪络测试时使用和低压脉冲测试时试用。
如图2.6所示：
图2.6连接电缆示意图
4.操作箱（选配仪器）：
以HT—SBC—2型高压试验操作箱为例，可与高压PT配套,输出交流0—50KV，直流0—70KV电压、输出功率大、具有过流保护功能，适用于各种高低压电缆测试及电气产品预防性试验。
其外形图和接线图如图2.7所示：
5.高压试验变压器（高压PT）（选配仪器）：
高压闪络测试时，推荐使用功率1.5—5KW，输出电压0—70KV（直流）的交直流两用试验变压器,也可选用我所HT-2000B型一体化高压试验电源。
常用的交直流两用试验变压器其外形图和接线图如图2.8所示：
6.高压脉冲电容器（选配件）：
高压测试时，对于高压电缆推荐使用耐压20－40KV，容量1.5—2цF电容，对低压电缆测试，可使用耐压大于10KV、容量6—8цF高压脉冲电容器。
2цF∕20KV高压脉冲电容器外形图和接线图如图2.9所示：
图2.7高压试验操作箱示意图
图2.8高压试验变压器示意图
图2.9高压脉冲电容器示意图
第三章低压脉冲测试方法
一、低压脉冲法测试对象
低压脉冲法适应于测试电缆的低阻故障和开路故障，也可用来测试脉冲波在电缆中的传播速度和电缆全长。
凡是电缆相间或相对地的绝缘电阻下降至该电缆的特性阻抗以下，甚至直流电阻为零的故障均为低阻故障或短路故障，凡是电缆绝缘电阻无穷大或虽与正常电缆的绝缘电阻值相同，但电压却不能馈至用户端的故障均称为开路故障或断路故障。
二、低压脉冲法连线方法和操作步骤
1 .将测试前端与笔记本电脑并行通讯口用25芯专用电缆连接，在确认被测电缆已充分放电而无残留高压的情况下将前端设备“输出”Q9插座用专用连线与被测电缆连接。
2. 接通计算机电源，系统自检成功后，进入WIN98桌面。
点击桌面上的“电缆测试”，进入电缆测试启动画面，点击确定按钮，进入测试主界面。
3. 打开前端（闪测仪）电源，根据测试电缆长度，将前端脉宽（0.2∕2µs）按鍵及输入幅度旋钮至适当位置，按“复位”按钮，等待采样。
4. 由主界面菜单栏“测试方式”中选“低压脉冲”方式→出现低压脉冲方式对话框，如图3.1所示：
图3.1低压脉冲方式对话框
选“测故障”或测“测全长”（或选“测速度”→鍵入被测电缆全长度）。
在“介质选择”区点击“▼”按钮，选择所测试电缆介质传播速度。
其中预置了常用 电缆传输速度，若传输速度与预置不一致，可点击“添加”按钮，输入传输速度。
在“频率选择”区，点击“▼”按钮，选择不同测试频率。
仪器默认测试频率为25MHZ。
选择完毕后，单击“确定”按钮，等待采样。
5. 采样：
点击“采样”鍵屏幕显示出上采样波形（红色），可反复进行采样，采样一次就出现该次采样波形，直到波形满意为止。
若要进行波形比较（如与好相）可由菜单栏选“采样比较”中“下采样曲线”（前未打√者）。
按采样即出现下曲线（黑色），两个波形同时显示在图形区，如图3.2所示：
图3.2低压脉冲测试图
故障距离自动计算：
先点击主界面“压缩”按钮，将两波形按1׃1展开，利用“重合”、“分离”、比较两波形和用“1∕2”鍵确认其中一条（红色）进行计算，用鼠标在反射脉冲前沿位置点击出起点光标（黄色），用“左移”“右移”精确定位。
按“起点”，主界面下方结果区显示[曲线1的起点标记已完成]，再用鼠标在反射脉冲前沿点击出终点光标（绿色），利用“左移”“右移”鍵精确定位后，结果区显示出[曲线1测试结果]故障距离×××米（或电缆全长或传播速度值。
如果按“压缩”鍵波形由原压缩显示全貌而变为按1׃1展开后，显示不出反射脉冲时，在完成起点定位后，按住左鍵，鼠标指向图形区下方的移动框，使其向右移动，则波形向前移动，直到反射脉冲出现，可以精确定位终点光标为止。
或者按“右移”鍵亦可。
6. 测试结果的存档与打印：
选主界面菜单栏“数据管理”中“存盘”，则此结果以文本形式和以采样日期、时间为编号被存盘。
要打印波形时，可在关机状态将打印机与笔记本电脑连接，重新启动电脑，按照前面所述方法，进入电缆测试主界面，在菜单栏“数据管理”中选“读盘”，打开该文件后进行打印。
要对测试结果进行打印，须先对所用打印机进行驱动程序安装和设置，详细安装过程参考所使用打印机操作手册。
打印机安装成功后，在电缆测试主界面菜单栏“数据管理”中，可以进行“打印设置”、“打印预览”和“打印”，详见《HT—TC2002型电缆测试管理系统软件操作手册》。
第四章高压闪络测试方法
高压闪络测试法主要适用于测试电缆的高阻泄漏性故障及高阻闪络性故障。
对于各种低阻故障，在低压脉冲测试完毕后，也可用高压闪络法做验证测试。
高压闪络法又分为冲击高压闪络法（冲闪法）和直流高压闪络法（直闪法）。
下面分别介绍：
一、冲击高压闪络法连线方法和操作步骤
1.冲闪法测试设备连接及测试波形
冲闪方式其方法多样、连线各异，这里以电流取样为例，其连线如图4.1所示，测试波形如图4.2所示。
图4.1中：
T1 为0－250V调压器（操作箱）
T2 为1－5KVA高压试验变压器
C 为高压脉冲电容器（1－8цF∕10－40KV）
D为高压整流硅堆（高压PT自带）。
V 为电压表（操作箱自带）
J 为放电球隙（仪器配）
JS 为电流取样器（仪器配）
图4.1电流取样冲闪法接线图
图4.2电流取样冲闪测试波形
2、测试步骤
①进入测试系统主界面，同脉冲法。
②打开前端电源→按“复位”（前端与计算机连接同脉冲法）。
③选工作方式与参数。
由主界面菜单栏“测试方式”中选“冲闪”出现该方式对话框图4.3所示：
选“冲闪1”→“频率选择”（25Mhz）→“介质选择”（根据被测电缆种类）→按“确定”等待采样。
④检查接线无误后，点击主界面下方“采样”按钮，接通高压设备电源，逐步升压直到球隙击穿、故障点放电，计算机显示出采样波形。
若故障点不放电可加大球隙间距，重新升压直到故障点被击穿放电得到稳定的测试波形。
球隙每1mm间隙代表直流输出电压3000V左右。
⑤“采样”与“采样的比较”同脉冲法。
⑥故障距离计算，同脉冲法。
⑦测试结果的“存盘”与“打印”亦同脉冲法。
图4.3冲闪方式对话框
说明：
“冲闪1”与“冲闪2”的选择是依各种闪测法的测试波形前沿的极性来区分的，波形前沿为正（↑）则为“冲闪1”，前沿为负（↓）则为“冲闪2”（HT－TC2002型主机及附件按冲闪1标定，推荐选择冲闪1）。
二、直流高压闪络法連线方法和操作步骤。
1、测试連线与测试波形：
对于部分高阻闪络性故障，故障点放电电压较高，而且有时很难連续放电，这时，就须用直闪法测试。
直闪法测试同样也有多种形式，以电流取样为例，其接线图基本与冲闪法相同（需将放电球隙直接短接）。
波试波形与冲闪法相同，如图4.2所示。
2、测试步骤：
①、进入系统主界面，同脉冲法。
②、打开前端电源→按“复位”，等待采样（前端与计算机连接同脉冲法）。
③、选工作方式与参数：
在主界面菜单栏“测试方式”菜单中选“直闪”，出现直闪对话框如图4.4所示：
在对话框中选择频率及介质方法同冲闪法。
按“确定”等待采样。
④加压测试与采样
在检查接线无误的前提下，点击主界面下方“采样”按钮，逐步升压，当电压升到一定值，观察电流表或电压表闪动时则说明故障点已放电，在计算机显示出测试波形后，可反复“采样”和用“采样比较”，可显示出两个波形。
⑤故障距离计算，同冲闪法。
⑥测试结果的“存盘”与“打印”亦同冲闪法
图4.4直闪方式对话框
三、高压闪络测试注意事项：
高压闪络测试时电压高达数万伏，因此操作中必须按高压操作规程进行。
还要特别注意以下几项：
1、测试中在改变接线、调整球隙间距时务必断电，并对电容器和电缆充分放电，再与地线搭接。
2、用闪测法测高阻故障时，使用者且勿对计算机进行其它操作，绝对避免选在“低压脉冲”状态进行高压闪络测试。
3、正确接地，即将高压变压器（T2）高压尾、操作箱（T1）地线、电流取样器（JS）地线端分别与被测电缆铠装连在同一点上（同一点接地）。
所有连接点不能出现打火现象。
4、高压闪络法测试完毕后，必须反复对电容器及电缆放电，方可用低压脉冲法重新对电缆进行测试操作。
5、测试中避免使用交流电源对前端（闪测仪）和计算机充电，使其与被测交流电源完全脱离。
第五章 测试波形打印与计算
一、对过去已存波形的打印
每次测试结果都以文本形式按测试日期、时间、编号存盘，所以任何时候都可读出观察和打印出原波形，其步骤如下：
1、从主界面菜单栏“数据管理”菜单中选“读盘”即出现采样数据文件对话框。
2、在对话中点击出所要的文件，该文件则出现在文件名栏。
3、按“打开”，则原测试结果与测试状态和波形均显示出来。
4、选“打印设置”项，按对话框要求选项完后按“确定”。
5、选“打印预览”项,按对话框要求选项。
6、选“打印”项，按对话框要求选择设置完成后按“打印”则开始打印。
二、根据打印波形分析测试数据：
波形打印后，打印纸上将显示出测时时间，测试方式、采样频率、电波速度、测试距离及每格点数等测试参数。
如果想对测试波形进行进一步分析计算，可以根据打印波形上显示点数计算出任两点间代表距离，步骤如下：
1、计算每点代表距离：
每点代表距离计算公式为：
S＝V∕2f，其中V为电波传输速度（打印纸上有显示、或者根据电缆类型自定），f为采样频率，默认选25MHZ。
例如，油浸纸电缆V＝160m∕µs,当f=25MHZ时，每点代表距离S＝160/2×25＝3.2（米）。
2、计算两点间总点数：
打印波形上显示出每大格多少个测试点，根据两点间的格数，就可计算出两点间总点数。
例如测试波形打印后显示“每格5点”，所计算的两点间为4.3大格，则两点产间总点数为4.3×5＝21.5点（小数点为不满一格比例长度）。
3、计算距离：
分别计算出每点代表距离及总点数后，就可以计算出两点间距离来。
例如：
前面已经计算出每点代表距离为3.2米，总点数为21.5点，则计算距离为3.2×21.5＝60.8（米）。
针对疑难故障，测试完毕后，可打印出测试波形，仔细分析波形特点，对找出故障点，提高测试效率会起到事半功倍作用。
第六章：
测试波形分析与定标
电缆故障探测时，首先必须熟练掌握设备操作方法；其次，必须能对各种测试波形进行分析，准确确定光标起点、终点。
下面就对各种测试波形特点及定标方法做简要介绍 ：
1、低压脉冲法测试开路故障（测全长、测速度）波形
低压脉冲法测开路断线故障，或者用电缆好相测全长、测速度（相线开路）时，测试波形如图6.1所示。
图6.1 低压脉冲测全长波形
波形特点：
发射脉冲与一次反射，二次反射等各反射波形都为正脉冲波形。
定光标方法：
光标起点定在发射脉冲上升沿与基线交点处，光标终点定在一次反射脉冲上升沿与基线交点处。
2、低压脉冲法测低阻短路故障波形
脉冲法测低阻短路故障，或者将好相非测试端与铠装短接测全长、测速度时，测试波形如图6.2所示：
波形特点：
发射脉冲为正脉冲波形，一次反射为负脉冲波形，二次反射为正脉冲波形，三次反射又为负脉冲波形，以次类推。
定光标方法：
发射脉冲上升沿与基线交点定为起点，一次反射脉冲下降沿与基线交点定为终点。
图6.2 低压脉冲测低阻短路故障波形
3、闪络法电流取样测试波形
高压闪络法测试电缆故障时，其波形变化较大，但大部分测试波形都有共同点，及各类性质的故障反射波形全为正波形，且前沿有负反冲，以电流取样为例，闪络法测试时其测试波形如图6.3所示：
图6.3 闪络法电流取样测试波形
波形特点：
发射波形为正脉冲波形，反射波形为正脉冲波形，但脉冲前沿有一个向下的负反冲，随故障不同，负反冲大小有较大差别。
定光标方法：
在发射脉冲上升沿与基线交点处定光标起点，在反射脉冲负反冲下降前沿与基线交点处，定光标终点。
若在测试时反射脉冲无前沿负反冲，终点光标定在反射脉冲上升沿与基线交点处。
4、闪络法测试时故障点不放电波形
对于有些高阻故障，加高压冲击时，虽然球间隙放电，并且有时放电声还较大（干脆），但故障点实际上并未形成闪络放电，而是将电能缓慢释放掉，这时，显示波形就无法确定故障点。
故障点不放电时，从波形上可显示出来，从而可以采取其它测试方法迫使故障点放电。
闪络测试故障点不放电波形如图6.4所示：
图6.4 闪络测试故障点不放电波形
波形特点：
故障点不放电波形特点为发射脉冲为正波形，一次反射脉冲为负波形，二次反射波形又为正波形，以此类推。
同时，发射波形同反射波形间距离等于电缆全长。
遇到故障点不放电波形时，可按以下几种方法迫使故障点闪络放电：
一是加大放电球隙，提高冲击电压；二是加大电容容量，增加冲击能量；三是对放电球隙间距未变，但放电电压越来越高，但仍显示不放电波形的故障，可用直闪法测试。
对于疑难故障，可长时间施加冲击高压，迫使故障点形成固定放电通道，然后进行测试。
5、冲闪法测试纯短路故障波形。
对于纯短路故障（如直接将相地短接），可用冲闪法测试（如用冲闪法测电缆全长、测速度）。
短路是低阻故障的一个特例，用冲闪法测试纯短路故障时，波形反射有其特殊性，例如用冲闪法测相地短接电缆时测试波形如图6.5所示
图6.5冲闪法测
升级会员 