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電纜故障綜合測試儀

簡要描述:

ST系列綜合測試儀相對于傳統(tǒng)的分體設(shè)備,其設(shè)備件數(shù)、體積、重量均大幅縮減,且功能強(qiáng)大、簡單易用、小巧便攜,是傳統(tǒng)設(shè)備的換代產(chǎn)品。

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電纜故障綜合測試儀

ST系列電纜故障綜合測試儀目錄

*章 概述........................................................... 1

一、用途...............................................................1

二、功能特點(diǎn).......................................................... 2

三、技術(shù)指標(biāo)...........................................................3

四、基本測試步驟...................................................... 4

第二章 儀器組成和簡介................................................. 5

一、ST-400電力電纜故障綜合測試儀...................................... 5

二、ST-500電纜路徑探測信號發(fā)生器...................................... 9

第三章 低壓脈沖法測距................................................ 11

一、適用范圍..........................................................11

二、工作原理......................................................... 11

三、測試步驟......................................................... 12

第四章 脈沖電流法測距................................................ 17

一、適用范圍......................................................... 17

二、工作原理......................................................... 17

三、測試步驟......................................................... 19

第五章 聲磁同步定點(diǎn).................................................. 23

一、工作原理......................................................... 23

二、高壓發(fā)生器的接線方法............................................. 24

三、定點(diǎn)步驟......................................................... 25

第六章 路徑探測...................................................... 29

一、工作原理..........................................................29

二、信號發(fā)生器的接線和使用方法....................................... 29

三、路徑探測步驟..................................................... 31

第七章 儀器維護(hù)...................................................... 35

一、充電............................................................. 35

*章 ST系列概述

一、 ST系列用途

 ST系列,用于電力電纜的故障測試,是一套集成化設(shè)備,包括兩臺儀器及相關(guān)附件:

 

  1. ST-400電力(以下簡稱主機(jī))

主機(jī)有以下功能:

  • 低壓脈沖測距
  • 脈沖電流測距
  • 聲磁同步定點(diǎn)
  • 路徑探測
  1. ST-500電纜路徑探測信號發(fā)生器(以下簡稱信號發(fā)生器)

信號發(fā)生器用于路徑探測的信號發(fā)射。

 

 
  

 ST系列相對于傳統(tǒng)的分體設(shè)備,其設(shè)備件數(shù)、體積、重量均大幅縮減,且功能強(qiáng)大、簡單易用、小巧便攜,是傳統(tǒng)設(shè)備的換代產(chǎn)品。

二、 ST系列功能特點(diǎn)

  1. 功能全面:
  • 低壓脈沖故障測距
  • 脈沖電流故障測距
  • 聲磁同步定點(diǎn)
  • 電纜路徑探測
  1. 故障測距功能:
  • 低壓脈沖法:適用于低阻、短路、斷線故障的測距。
  • 脈沖電流法:適用于高阻、閃絡(luò)型故障的測距,使用電流耦合器從地線上采集信號,與高壓部分隔離,安全可靠。
  1. 定點(diǎn)功能:
  • 聲磁同步接收,抗干擾能力強(qiáng)。
  • 聲磁信號波形顯示,信號和噪聲易于區(qū)分。
  • 光標(biāo)測量聲磁延時,判斷故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近。
  • 可根據(jù)磁場波形的初始極性,在定點(diǎn)的同時進(jìn)行路徑探測。
  1. 路徑探測功能:
  • 信號發(fā)生器:
  • 大容量鋰離子電池供電,擺脫市電束縛。
  • 全自動功率匹配和保護(hù),無需人工調(diào)整。
  • 較大功率輸出。
  • 音峰/音谷法路徑探測。
  • 信號幅值顯示。
  • 可進(jìn)行80%法或45°法測深。
  1. 大屏幕液晶顯示,界面友好、簡單易用。
  2. SD卡存儲測試波形,存儲容量大,可導(dǎo)入計算機(jī)進(jìn)行存檔、分析和打印。
  3. 內(nèi)置大容量鋰離子電池供電,配快速充電器。
  4. 電源管理:根據(jù)不同功能開啟不同的電源通路,盡量減小功耗;若15分鐘沒有任何操作,儀器將自動關(guān)機(jī);電池欠壓時也將自動關(guān)機(jī),以保護(hù)電池。
  5. 集成化設(shè)備,小巧便攜。

四.基本測試步驟

1.一般步驟:

第二章  ST系列組成和簡介

 ST系列包括兩臺儀器及相關(guān)附件:

1.ST-400電力(簡稱主機(jī))

主機(jī)有以下功能,并根據(jù)不同功能使用相應(yīng)附件:

  • 低壓脈沖測距,附件:低壓脈沖測試線
  • 脈沖電流測距,附件:脈沖電流耦合器
  • 聲磁同步定點(diǎn),附件:定點(diǎn)傳感器、耳機(jī)
  • 路徑探測,附件:路徑傳感器、耳機(jī)

2. ST-500電纜路徑探測信號發(fā)生器(簡稱信號發(fā)生器)

信號發(fā)生器用于路徑探測的信號發(fā)射,附件:輸出連接線、接地釬。

  3. 通用附件:充電器。

一、ST-400電力(M:主機(jī))

主機(jī)外觀結(jié)構(gòu)如圖2-1-1所示:

 
  

圖2-1-1 主機(jī)外觀和接口

 

 ST系列主機(jī)面板如圖2-1-2所示:

 
  

圖2-1-2 主機(jī)面板

 ST系列主機(jī)面板上有以下內(nèi)容:

  1. 液晶屏幕:

顯示各種信息,顯示的內(nèi)容在以后章節(jié)中有詳細(xì)介紹。

  1. 模式選擇鍵及相應(yīng)指示燈:

面板右上角區(qū)域的按鍵用來選擇儀器測試模式,選中后按鍵旁邊的指示燈亮。

  1.  低壓脈沖  鍵:進(jìn)入低壓脈沖測距模式(開機(jī)默認(rèn))。
  2.  脈沖電流  鍵:進(jìn)入脈沖電流測距模式。
  3.  定點(diǎn)  鍵:進(jìn)入聲磁同步定點(diǎn)模式。
  4.  路徑  鍵:進(jìn)入路徑探測接收模式。
  5. 測試鍵和信號指示燈(面板右下角區(qū)域):
  6.  測試  鍵:低壓脈沖模式:按一下進(jìn)行一次測試;

脈沖電流模式:按一下進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài);

定點(diǎn)、路徑模式:無效。

  1.  信號  指示燈:低壓脈沖模式:進(jìn)行測試時閃亮一次;

脈沖電流模式:觸發(fā)時閃亮一次;

定點(diǎn)模式:磁場觸發(fā)時閃亮一次;

路徑模式:無效。

  1. 測距模式(低壓脈沖/脈沖電流)相關(guān)按鍵的基本功能:

面板左下角區(qū)域的按鍵基本是為了測距功能服務(wù)。按鍵上直接標(biāo)注的功能為其基本功能定義,直接按鍵即執(zhí)行基本功能:

  1.  范圍  +/-鍵:用來改變當(dāng)前測試范圍(量程)。
  2. 鍵:用來移動光標(biāo)。
  3.  定位/確定  鍵:定位功能:自動移動光標(biāo),定位故障點(diǎn)。

確定功能:當(dāng)某些操作需要時,用來進(jìn)行確認(rèn)。

  1.  增益  +/-:用來調(diào)整信號增益。
  2.  開關(guān)  鍵:長按1秒鐘有效,用來打開或關(guān)閉儀器電源。
  3. 鍵:背光鍵,用來打開和關(guān)閉液晶屏背光。背光功能為按鍵抬起執(zhí)行。
  4.  存儲  鍵:用來存儲當(dāng)前波形。
  5.  后翻前翻  鍵:當(dāng)調(diào)出SD卡已存儲的波形時,用來選擇需要查看的波形,后翻選擇上一個,前翻選擇下一個。
  1. 測距模式相關(guān)按鍵的上檔(Shift)功能:

按住Shift鍵(基本功能的鍵)不放,再按其它鍵,則執(zhí)行鍵旁邊標(biāo)注的上檔功能:

  1.  波速  +/-鍵:用來調(diào)整電纜波速度。
  2. 鍵:比例縮放鍵,用于對波形的縮?。糯箫@示。
  3.  光標(biāo)切換  鍵:用來切換虛實(shí)光標(biāo)。
  4.  暫存  鍵:在儀器內(nèi)存中暫存當(dāng)前波形,以備雙波形比較。
  5.  比較  鍵:同時顯示當(dāng)前波形和暫存波形,以便比較兩波形的異同。
  6.  調(diào)出  鍵:調(diào)出SD卡中存儲的歷史波形。??

 ST系列頂部接口板見圖2-2-2所示:

 
  

圖2-1-3 主機(jī)頂接口板

 

  1. 測距插口:低壓脈沖模式下,接低壓脈沖測試線;

 

             脈沖電流模式下,接脈沖電流耦合器。

  1. 定點(diǎn)插口:定點(diǎn)模式下,接定點(diǎn)傳感器。
  2. 路徑插口:路徑模式下,接路徑傳感器。
  3. SD存儲卡插槽:SD卡用來存儲測距波形。需要時將SD卡插入插槽,按壓到底;需要取出時,按一下SD卡,將自動彈出。

側(cè)面接口板見圖2-1-4所示:

  1. 耳機(jī)插口:用來在定點(diǎn)、路徑模式下,接耳機(jī)監(jiān)聽聲音。
  2. 電插口:用來接充電器,對儀器內(nèi)置電池充電。
  3. 聲音增益:定點(diǎn)模式下,用來調(diào)整聲音信號增益。
  4. 磁場/路徑增益:定點(diǎn)模式下,用來調(diào)整磁場信號增益。

路徑模式下,用來調(diào)整路徑信號增益。                圖2-1-4 主機(jī)側(cè)接口板

 

二、ST-500電纜路徑探測信號發(fā)生器(T:信號發(fā)生器)

信號發(fā)生器外觀結(jié)構(gòu)如圖2-2-1所示:

 
  

圖2-2-1 信號發(fā)生器外觀和接口

信號發(fā)生器面板如圖2-2-2所示:

 

       圖2-2-2 信號發(fā)生器面板

信號發(fā)生器面板上有以下內(nèi)容:

  1. 表頭:正常情況下用來顯示輸出電流,其滿幅值為500mA;

 電池檢測  鍵則顯示電池水平,指針位于綠色區(qū)域表示電池電量正常,若指針位于黃色區(qū)域,表示電池欠壓,仍可工作一小段時間,建議充電;若指針低于黃色區(qū)域,表示電池電量不足,可能無法開機(jī),需充電后再使用。

  1.  開關(guān)  鍵:長按1秒鐘有效,用來打開或關(guān)閉儀器電源。
  2.  電池檢測  鍵:用來檢測電池電量水平,按下后觀察表頭顯示可判斷電池電量是否正常。本功能在開機(jī)和關(guān)機(jī)狀態(tài)下均可使用,
  3. 電源“指示燈:用來表示電源狀態(tài)。開機(jī)后,本指示燈亮。若電池電量正常,則常亮;若電池欠壓,則閃爍;若嚴(yán)重欠壓,則自動關(guān)機(jī),燈滅。
  4. “信號”指示燈:用來表示信號輸出狀態(tài)。若選擇“連續(xù)”輸出模式,則常亮;若選擇“斷續(xù)”輸出模式,則閃爍。

 

主機(jī)側(cè)面接口板見圖2-1-4所示:

 

  1. 輸出模式選擇開關(guān):用來選擇連續(xù)或斷續(xù)輸出。斷續(xù)輸出時以輸出
  2. 0.5秒,停止0.5秒的節(jié)奏發(fā)射信號。
  3.  
  4. 輸出插口:用來接輸出連接線,對目標(biāo)電纜發(fā)射信號。
  5. 充電插口:用來接充電器,對儀器內(nèi)置電池充電。

 

圖2-2-3 信號發(fā)生器側(cè)接口板

 

 

 

 

 

第三章 低壓脈沖法測距

一、適用范圍

低壓脈沖法用于電纜的低阻、短路及斷線故障;還可用于測量電纜的長度、波速度;也可用于區(qū)分電纜的中間頭、T型接頭和終端頭。

二、工作原理

低壓脈沖法使用時域反射法(TDR)原理,又叫脈沖反射法。測試時向電纜注入一低壓脈沖,脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn),如短路點(diǎn)、故障點(diǎn)、中間接頭等,脈沖產(chǎn)生反射,回送到測量點(diǎn)被儀器記錄下來,如圖3-2-1所示:          

圖3-2-1 低壓脈沖法原理圖

  從儀器發(fā)射脈沖開始計時,到接收到故障點(diǎn)的反射脈沖共需時Δt;脈沖行波傳播速度為V,則故障點(diǎn)距離Lx為:    (3-1)                            

 
  

     (3-2)                           

其中為故障點(diǎn)的輸入阻抗,為線路的特性阻抗。從式3-2可得到:斷線故障反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相同;而短路(混線)故障的反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相反。因此通過識別反射脈沖的極性,可以判定故障的性質(zhì)。如圖3-2-1和圖3-2-2所示:

三、 ST系列測試步驟

1、 ST系列接線:

首先用放電棒將電纜各相線對地充分放電;將低壓脈沖測試線的插頭接主機(jī)頂接口板的  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 低壓脈沖法接線圖

2、選擇工作模式:

長按  開關(guān)  鍵打開電源,按  低壓脈沖  鍵,進(jìn)入低壓脈沖測距模式(開機(jī)默認(rèn)),低壓脈沖法的顯示界面如圖3-3-2所示:

 

      圖3-3-2 低壓脈沖法顯示界面

3、選擇測試范圍:

初始測試時選擇的范圍應(yīng)大于電纜全長至少幾百米,如:電纜全長為800m,則應(yīng)選擇2km范圍,而不應(yīng)選擇1km。若發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)較近,為了得到更高的測距分辨率,可以適當(dāng)將范圍縮小。每改變一次范圍,儀器會自動進(jìn)行一次測試。

4、設(shè)定波速:

根據(jù)電纜的類型設(shè)定合適的波速。

幾種常用電力電纜的波速為:

  • 交聯(lián)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   

不同生產(chǎn)廠家或不同批次的電纜,即使是相同型號,其波速也會有細(xì)微差別,當(dāng)需要測距時,需根據(jù)已知的電纜全長校準(zhǔn)波速度,參見本節(jié)第11條。

5、測試:

按一次 測試  鍵,即進(jìn)行一次脈沖發(fā)射,“信號”指示燈閃爍,儀器接收和處理脈沖反射信號,并進(jìn)行顯示。

 

6、調(diào)整增益:

增益是指儀器對信號的放大倍數(shù),調(diào)節(jié)增益可以改變的波形幅值,一般要調(diào)到需要的波形幅值足夠大且不失真。

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

6、光標(biāo)定位:

反射脈沖波形的起始位置是故障位置。將光標(biāo)移動到脈沖波形開始有明顯變化的位置(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)在其他位置時,顯示的距離沒有意義。

自動定位方法:按  定位/確認(rèn)  鍵,儀器進(jìn)行自動光標(biāo)定位。如果自動定位沒有得到正確結(jié)果,應(yīng)進(jìn)行人工定標(biāo)。

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

 
  

      圖3-3-3典型的混線故障波形定位

6、波形縮放:

如果需要精細(xì)觀察,從而得到更高的測距分辨率,可以將波形進(jìn)行水平縮放。                             

波形縮放方法:按 放大   鍵將波形放大;按 縮小 鍵將波形縮小。

在波形放大狀態(tài),無法進(jìn)行自動定位。

6、波形暫存和比較:

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(diǎn)。

波形比較方法:首先測試得到故障線對波形,按 暫存 鍵,將當(dāng)前波形在儀器內(nèi)存中暫存,屏幕左上角顯示暫存標(biāo)志。然后在條件不變的情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波形,屏幕上部顯示雙波形比較標(biāo)志。通過比較兩波形的異同,可以幫助尋找故障點(diǎn)。如圖3-3-4所示:

                           

                                圖3-3-4波形比較

7、相對距離測量:

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

儀器開機(jī)后默認(rèn)實(shí)光標(biāo)在*位置;調(diào)整虛光標(biāo)將其移動到參照點(diǎn);按 光標(biāo)切換  鍵,實(shí)光標(biāo)和虛光標(biāo)的位置互換,現(xiàn)在實(shí)光標(biāo)位于參照點(diǎn),虛光標(biāo)位于*;調(diào)整虛光標(biāo)移動到故障點(diǎn),顯示的距離值即為兩者之間的相對距離,如圖3-3-5所示。

                

 
  

                       圖3-3-5 相對距離測量

7、波速度校準(zhǔn):

根據(jù)已知的電纜全長,可以校準(zhǔn)波速度。

用一段已知長度的同類型電纜,測量其對端開路和短路波形并比較,將虛光標(biāo)移動到波形明顯分叉處,調(diào)整波速使得長度測量值和已知長度相同,則此時的波速為本條電纜的實(shí)際波速。

 

8、波形存儲和查看:

 存儲  鍵將在SD卡中存儲當(dāng)前測試的波形,按  調(diào)出  鍵(即同時按  Shift 鍵和  存儲  鍵)后,屏幕顯示后一次存儲的波形,用 后翻  和  前翻  鍵可以選擇顯示其他波形。

若需要進(jìn)行計算機(jī)存檔管理,或需要進(jìn)一步分析以及打印,需將SD卡取出,插入讀卡器并和計算機(jī)連接,將SD卡中存儲的波形數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機(jī),在后臺軟件的支持下可以進(jìn)行存檔、分析和打印.

第四章 脈沖電流法測距

一、 ST系列適用范圍

脈沖電流法用于電纜的高阻和閃絡(luò)性故障的測距,需要和高壓沖擊信號發(fā)生器配合使用。

二、 ST系列工作原理

1、 ST系列基本原理:

當(dāng)電纜故障點(diǎn)絕緣電阻較大(大于10倍電纜特性阻抗,Rf>10Zc≈200Ω)時,故障點(diǎn)的反射系數(shù)很小,造成反射脈沖無法分辨,因此低壓脈沖法無法測距。

使用高壓發(fā)生器向故障電纜施加高壓,使得故障點(diǎn)擊穿放電,放電脈沖在故障點(diǎn)和測試端之間來回反射,用儀器采樣記錄此信號并測量時間差,將得到故障點(diǎn)的距離。

有兩種方法可以采集放電脈沖信號:電壓取樣和電流取樣,采用電流取樣即為脈沖電流法:電流耦合器采集測試地(電纜金屬外皮)流回高壓儲能電容的電流,與高壓部分*隔離,安全可靠,波形較易識別。

2、直閃法:

直流高壓閃絡(luò)法(直閃法)用于測量閃絡(luò)性故障,即故障點(diǎn)絕緣電阻*,但在做耐壓試驗時電壓上升到一定水平產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿的故障。

直閃法原理如圖4-2-1所示,其中T1為調(diào)壓器;T2為高壓變壓器,容量應(yīng)在1KVA左右;VD為高壓硅堆;C為高壓儲能電容器,容量在2μF以上;L為電流耦合器。調(diào)節(jié)T1調(diào)壓器,使得輸出電壓逐漸升高,直至故障點(diǎn)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.沖閃法:

當(dāng)電纜故障點(diǎn)的電阻不是很高時,故障點(diǎn)的泄漏電流較大,如果使用直閃法,因T2高壓變壓器的內(nèi)阻很大,輸出電壓將無法升高到閃絡(luò)電壓,這時必須使用沖擊高壓閃絡(luò)法(沖閃法)。沖閃法也適用于大多數(shù)閃絡(luò)型故障。

沖閃法原理如圖4-2-3所示,它與直閃法基本相同,區(qū)別在于在儲能電容C和電纜之間串入一球間隙G。調(diào)節(jié)T1調(diào)壓器對電容C充電,當(dāng)電容電壓上升到一定程度時,球間隙G擊穿,電容C對電纜放電,由于電容的內(nèi)阻極小,輸出電壓將能足夠高并使得故障點(diǎn)擊穿。

               圖4-2-3 沖閃法原理圖

沖閃法的波形如圖4-2-4所示:

              

                  圖4-2-4 沖閃法波形

三、 ST系列測試步驟

1、 ST系列接線:

使用脈沖電流法必須配合使用高壓沖擊信號發(fā)生器,推薦使用集成化的設(shè)備,操作簡單,安全可靠;也可以使用由分立器件組合成的高壓沖擊放電裝置。

測試接線如圖4-3-1所示。

                     圖4-3-1 與其他高壓設(shè)備配合使用

以電纜相對地故障為例,將高壓發(fā)生器的高壓輸出線連接電纜故障相,測試地線連接電纜的金屬護(hù)套;將脈沖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(fā)生器測試地線連接另一故障相,并將其接地。

 

接線注意事項

  • 接線前須對電纜充分放電!
  • 高壓發(fā)生器的保護(hù)地必須接好,并不得直接接測試地!
  • 耦合器的箭頭必須指向電纜地方向。
  • 耦合器掛接的測試地線越直越好(尤其在耦合器附近)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2、選擇工作模式:

脈沖電流 鍵,進(jìn)入脈沖電流測距模式,其顯示界面和低壓脈沖法基本相同。

3、選擇測試范圍:

初始測試時選擇的范圍應(yīng)大于電纜全長至少幾百米,如:電纜全長為800m,則應(yīng)選擇2km范圍,而不應(yīng)選擇1km。

若發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)較近,為了得到更高的測距分辨率,可以適當(dāng)將范圍縮小。

如果確信故障點(diǎn)已經(jīng)放電(觀察高壓發(fā)生器的高壓表,發(fā)現(xiàn)放電時電壓跌落明顯,說明已放電),但仍然沒有得到放電波形,說明故障點(diǎn)的擊穿延時有可能較長,可以適當(dāng)將范圍增大再測試。

4、設(shè)定波速:

根據(jù)電纜類型設(shè)定合適的波速。

 

5、測試并調(diào)整增益:

測試 鍵,儀器進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài),當(dāng)高壓發(fā)生器對電纜放電后,儀器觸發(fā)、采集并顯示波形。若波形過小須調(diào)高增益,反之調(diào)低,再重復(fù)測試,直至獲得滿意的脈沖電流波形。

 

6、故障點(diǎn)定位:

采集到波形后,按    和    鍵    將虛光標(biāo)定位在*個放電脈沖起始點(diǎn),再按 光標(biāo)切換 鍵,將虛光標(biāo)變?yōu)閷?shí)光標(biāo),再移動虛光標(biāo)移動到第二個脈沖起始點(diǎn),其相對距離即為故障點(diǎn)。

按 定位/確定 鍵,儀器能自動進(jìn)行計算和定標(biāo)。

圖4-3-2為一組典型的直閃法波形:

                    

                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  圖4-3-2典型的直閃法波形

圖4-3-3為一組典型的沖閃法波形:

                圖4-3-3 典型的沖閃法波形

 

6、定標(biāo)時的注意事項:

  1. 直閃法和沖閃法的區(qū)別在于沖閃波形往往有球間隙放電形成的脈沖,而且從球間隙放電到故障點(diǎn)擊穿有一定延時;
  2. 由于雜散電感的影響,往往在反射脈沖波頭有向上凸起,應(yīng)注意將虛光標(biāo)定位于向上凸起的起始點(diǎn);
  3. 利用比例放大功能定標(biāo);
  4. 反射波頭的凸起起始點(diǎn)有時不易定位,往往造成測距值略大于實(shí)際故障距離;
  5. 故障點(diǎn)必須擊穿才能正確測距,判斷故障點(diǎn)是否擊穿的方法:

①.   故障點(diǎn)擊穿時,球間隙放電聲清脆響亮,火花較大。而沒擊穿時,一般球間隙放電聲嘶啞,不清脆,而且火花較弱。

②.   電纜故障點(diǎn)擊穿時,電壓表指針擺動范圍較大。而未擊穿時,電壓表擺動較小,

③.   根據(jù)儀器記錄波形判斷。圖4-3-5為電纜未擊穿時的典型波形。              

 

 

     圖 4-3-5 故障點(diǎn)未擊穿時的典型波形

 

第五章 聲磁同步定點(diǎn)

一、工作原理

         本儀器采用波形顯示的聲磁同步法進(jìn)行故障定點(diǎn) ,是一種非常、且*性很好的定點(diǎn)方法,其原理基于傳統(tǒng)的聲測定點(diǎn)法,但有多項改進(jìn)和提高。

當(dāng)高壓發(fā)生器對故障電纜進(jìn)行直流高壓沖擊,使故障點(diǎn)擊穿放電,放電產(chǎn)生的機(jī)械振動傳到地面,振動信號被高靈敏度的傳感器拾取,經(jīng)放大后用耳機(jī)監(jiān)聽,便可以聽到“啪、啪”的聲音。這就是傳統(tǒng)的聲測法定點(diǎn)的基本原理。

傳統(tǒng)的聲測法定點(diǎn)儀一般僅使用耳機(jī)監(jiān)聽,或輔以表頭指針擺動來分辨故障點(diǎn)放電聲音。由于放電聲一瞬既逝,而且和環(huán)境噪聲區(qū)別不大,往往給經(jīng)驗不是十分豐富的操作者帶來很大困難。

傳統(tǒng)聲測法經(jīng)改進(jìn)后即為聲磁同步法,利用高壓沖擊放電瞬間的強(qiáng)大電磁場信號,觸發(fā)一個指示燈閃亮(或表針擺動),對聲音進(jìn)行同步。若聽到“啪、啪”聲的同時看到指示燈閃亮(或表針擺動),表明聽到的聲音是故障點(diǎn)放電聲。聲磁同步法對聲測法改進(jìn)很大,但仍然主要靠人耳對聲音進(jìn)行判斷,仍然對操作者的經(jīng)驗有很高要求。

 ST系列利用放電脈沖磁場作為同步信號,對聲音進(jìn)行數(shù)字化采樣,將聲音波形顯示出來,波形可以持續(xù)保持,避免了聲音轉(zhuǎn)瞬即逝的缺點(diǎn),而且故障點(diǎn)放電波形和噪聲有明顯的區(qū)別,更重要的是多次放電的聲音波形均非常相似,當(dāng)觀察到多次放電的聲音波形相同時,可以明確判斷已經(jīng)采集到了放電聲音。

現(xiàn)場測試時,往往已經(jīng)聽到故障點(diǎn)放電聲,但僅靠聲音強(qiáng)弱仍很難判定故障點(diǎn)位置,特別是當(dāng)電纜敷設(shè)在管道里面時,困難更大。通過檢測電磁信號和聲音信號之間的時間差,可以解決這個問題。由于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;因此,通過檢測電磁、聲音信號之間的時間差,可以判斷故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近。當(dāng)不斷移動傳感器,找到聲磁時間差小的點(diǎn),則其下方就是故障點(diǎn)。應(yīng)該指出,由于很難知道聲音在電纜周圍介質(zhì)中的傳播速度,也不知道電纜埋設(shè)的具體深度,所以不可能確切計算出傳感器和故障點(diǎn)之間的水平距離。

二、高壓發(fā)生器的接線方法

聲磁同步定點(diǎn)需要配合使用高壓沖擊信號發(fā)生器,并工作在周期放電狀態(tài)。

1、相線對鎧裝接法:

當(dāng)發(fā)生相地故障、相間合并對地故障,或斷線合并接地故障,總之只要存在相對地絕緣損壞,均優(yōu)先采用相對鎧接法,其優(yōu)點(diǎn)為故障點(diǎn)放電聲的傳播衰減較小。

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

 

圖5-2-1 相對鎧接法

2、相間接法:

當(dāng)發(fā)生單純相間故障(沒有合并接地)時,使用相間接法。如圖5-2-2所示,將高壓發(fā)生器的高壓輸出和測試地連接兩故障相,其中一故障相需進(jìn)行安全接地。

圖5-2-2 相間接法

3、斷線故障的接法:

對于單純斷線故障(沒有發(fā)生合并接地),接線示意圖如圖5-2-3所示:

圖5-2-3 斷線故障接線示意圖

 

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

三、定點(diǎn)步驟

1、連接傳感器和耳機(jī):

將定點(diǎn)傳感器接主機(jī)  定點(diǎn)  信號插口,耳機(jī)接  耳機(jī)  插口。如圖5-3-1所示:

 

2、選擇工作模式:

按 定點(diǎn) 鍵,進(jìn)入聲磁同步定點(diǎn)模式,其顯示界面如圖4-3-2所示:

 

 

圖5-3-1 主機(jī)定點(diǎn)模式的配置

2、選擇工作模式:

按  定點(diǎn)  鍵,進(jìn)入聲磁同步定點(diǎn)模式,其顯示界面如圖5-3-2所示:

                    

圖5-3-2 定點(diǎn)顯示界面

3、選擇定點(diǎn)區(qū)域:

在定點(diǎn)之前,首先應(yīng)明確電纜路徑。如果圖紙資料不完整,應(yīng)進(jìn)行路徑探測,并做好標(biāo)志。

根據(jù)測距結(jié)果,考慮電纜頭盤余量、地形因素,粗略確定故障點(diǎn)位置,由于不可避免的存在估算誤差,一般應(yīng)在(測距值 ± 50m)之間定點(diǎn)。

注意:在脈沖電流測距時,由于放電波形的起始處一般都有向上的小幅凸起,造成不易定位,一般測距值均略大于實(shí)際故障距離,長約10~20m。

在選定的區(qū)域,將傳感器平放于電纜正上方的地面,觀察波形并用耳機(jī)監(jiān)聽,開始定點(diǎn)。

 

4、調(diào)整磁場增益:

當(dāng)高壓發(fā)生器開始對故障電纜周期放電后,調(diào)整儀器主機(jī)的“磁場增益”旋鈕,使“信號”指示燈的閃亮和高壓發(fā)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),而且磁場波形尖細(xì),毛刺較多,這是由于磁場增益過大,造成電磁噪聲錯誤觸發(fā),此時需要將磁場增益適當(dāng)調(diào)小。

 

5、調(diào)整聲音增益:

當(dāng)調(diào)整好磁場增益正常同步后,再調(diào)整“聲音增益”旋鈕。 當(dāng)“信號”指示燈閃亮?xí)r,聲音信號同步采樣一次,波形更新。調(diào)整“聲音增益”旋鈕,使聲音波形足夠大且不失真。

聲音信號(包括噪聲)在不斷變化,要隨時看到真實(shí)的聲音波形,需要不斷地調(diào)整其增益,但根據(jù)經(jīng)驗,聲音信號增益可以調(diào)的較大,只要不是每次都失真即可,不必隨時調(diào)整。

 

6、尋找并逼近故障點(diǎn):

以大約0.5~2m的間隔移動傳感器,如果連續(xù)幾次放電,均沒有看到如圖5-3-2所示的典型聲音波形,則應(yīng)繼續(xù)向前移動,直至多次放電的聲音波形都與典型波形非常相似,而且穩(wěn)定(除非當(dāng)時有很大的噪聲出現(xiàn)),說明已經(jīng)到了故障點(diǎn)的附近,采集到了真正的故障點(diǎn)放電聲音信號。這時用耳機(jī)監(jiān)聽,會在“信號”指示燈閃亮的同時,聽到較沉悶的一聲“啪”。一般來說,靠觀察聲音波形得到的響應(yīng)范圍大于聽聲的響應(yīng)范圍,而且單純聽聲較難分辨。

 

7、測量聲磁延時,定位:

看到放電聲音波形后,按鍵移動光標(biāo),將其移動到聲音波形的起始點(diǎn)上,在聲音波形顯示區(qū)的右上角顯示聲磁延時值,如圖5-3-2所示。此延時值能代表故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近,但由于很難確知聲音在電纜周圍復(fù)雜介質(zhì)中的傳播速度,也不知道電纜埋設(shè)的具體深度,所以不能計算出傳感器和故障點(diǎn)之間的水平距離。

注意:光標(biāo)在其它位置時,顯示的聲磁延時值沒有意義。

以較小的間隔不斷改變傳感器的位置,并測量聲磁延時,直至找到延時值小的點(diǎn),其正下方即是故障點(diǎn),誤差在0.2m之內(nèi)。

 

8、利用磁場極性進(jìn)行輔助路徑探測:

在電纜的兩側(cè),磁場波形的極性相反,可由此進(jìn)行輔助路徑探測。此功能在終確定故障點(diǎn)位置時比較有用。

 

9、 ST系列注意事項:

  1. 盡量不要將傳感器置于電纜本體上進(jìn)行定點(diǎn),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(yīng)力造成的震動,整條電纜上均存在,不能利用此信號進(jìn)行定點(diǎn)。
  2. 有時電應(yīng)力震動也能傳到地面。在遠(yuǎn)離故障點(diǎn)時,如果非常仔細(xì)的監(jiān)聽,有時能夠在電纜全長上都能聽到很微弱的啪啪聲,且不會隨傳感器位置的不同而發(fā)生變化,此即為電應(yīng)力震動,其與真正的故障放電聲差別很大,注意不要誤判。

 

第六章 路徑探測

一、工作原理

電纜路徑探測的基本原理,是用探測線圈感知加載在待測電纜上的交變電流引起的電磁場。進(jìn)行路徑探測時,需要用信號發(fā)生器向電纜發(fā)射音頻信號,用主機(jī)進(jìn)行接收。

二、信號發(fā)生器的接線和使用方法

1、芯線-大地接法

芯線-大地接法是對離線電纜(退出運(yùn)行的不帶電電纜)進(jìn)行路徑探測和鑒別的基本接線方式,信號強(qiáng),并能大程度地抗干擾。

圖6-2-1 芯線-大地接線法

如圖6-2-1所示,將電纜金屬鎧裝(護(hù)層)兩端的接地線均解開,低壓電纜的零線和地線的接地也應(yīng)解開,將信號發(fā)生器輸出線的紅色鱷魚夾夾一條完好芯線,黑色鱷魚夾夾在打入地下的接地釬上。在電纜的對端,對應(yīng)芯線接打入地下的接地釬。

注意,盡量使用接地釬,而不要直接用接地網(wǎng)!至少在電纜的對端必須用接地釬,接地釬還需要離開接地網(wǎng)一段距離,否則會在其他電纜上造成地線回流,影響探測效果。

2、相線-護(hù)層接法:

圖6-2-2 相線-護(hù)層接法

 

如圖6-2-2所示,發(fā)射信號加在電纜一相和護(hù)層之間,對端相線和護(hù)層短路,護(hù)層兩端保持接地。

這種接法比較簡單,但輻射出的有效信號較小,如果是多條電纜并行敷設(shè),信號也會傳播到其他電纜上,造成干擾。故此方法適用于簡單現(xiàn)場,若遇到多條電纜不易區(qū)分的問題,可換用芯線-大地接法。

 

3、連續(xù)/斷續(xù)輸出模式選擇

使用連續(xù)輸出模式能夠滿足絕大多數(shù)探測工作的需要;在干擾較大的場合可以考慮換用斷續(xù)輸出模式,有助于區(qū)分真實(shí)信號和背景噪聲。

需要時,操作信號發(fā)生器側(cè)接口板上的開關(guān)進(jìn)行“連續(xù)”/“斷續(xù)”模式切換。

 

4、信號發(fā)射

接好線后,長按  開關(guān)  鍵打開電源,儀器根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時全自動阻抗匹配,表頭顯示輸出電流的大小。

可以通過觀察電流大小,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(qiáng),易于探測;反之說明阻抗大,信號弱,探測靈敏度降低;如果輸出電流很小,可能是因接線錯誤造成回路阻抗過大,或回路不通,可能無法探測。

5、電池檢測

需要檢測電池電量時,按  電池檢測  鍵,表頭顯示電池水平,指針位于綠色區(qū)域表示電池電量正常,若指針位于黃色區(qū)域,表示電池欠壓,仍可工作一小段時間,建議充電;若指針低于黃色區(qū)域,表示電池電量不足,可能無法開機(jī),需充電后再使用。

三、路徑探測步驟

1、連接傳感器和耳機(jī):

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

                    

圖6-3-1 主機(jī)路徑探測模式的配置

2、選擇工作模式:

按  路徑  鍵,進(jìn)入路徑探測模式,其顯示界面如圖6-3-2所示:

                     

圖6-3-2 定點(diǎn)顯示界面

第七章  ST系列維護(hù)

一、 ST系列充電

當(dāng)主機(jī)屏幕上顯示的電池水平很低,或信號發(fā)生器“電源”指示燈閃爍時,需要對其充電,在繼續(xù)使用一小段時間后,儀器將自動關(guān)機(jī)。

充電時,將充電器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,充電器的指示燈指示充電狀態(tài),紅燈表示正在充電,綠燈表示充電完成。將放完電的電池充滿大約需要4小時,充不滿也可以使用,超過4小時也不會損壞電池。

 

點(diǎn)擊這里給我發(fā)消息
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