電纜故障分析儀

*章 LYST-400E電纜故障分析儀功能簡介

一、組成方框圖如圖1.1所示

圖1.1  儀器組成方框圖

二、LYST-400E電纜故障分析儀測試原理

電力電纜故障一般可分為兩大類：低阻(短路)和高阻（斷路）故障。儀器根據電波在電纜中傳輸的過程中，遇到電纜的特性阻抗發生變化的地方會產生反射波的原理對電纜故障進行測試。再根據電波在電纜中的傳播速度和兩次反射波的特征拐點代表的時間，可測出故障點到測試端的距離。

計算公式為： S=VT/2

S代表故障點距測試端的距離

V代表電波在電纜中的傳播速度

T代表電波在電纜中來回傳播所需要的時間

這樣，在V和T已測定的情況下，就可計算出S，即故障點距測試端的準確距離。

三、LYST-400E面板功能介紹

操作界面如圖1.2所示。

圖1.2操作界面

1、電源開關，當開關置于中間位置為關閉狀態；當開關置于路徑位置為路徑儀工作狀態；當開關置于閃測位置為閃測儀工作狀態。

2、LCD液晶顯示器，用于顯示測試波形及參數。

3、數字功能鍵盤。

4、振幅旋鈕，用于調節測試脈沖波形的振幅。

5、位移旋鈕，用于調節測試脈沖波形的水平位置。

6、輸入接口，被測信號的輸入端。

7、PC機接口，用于連接PC機。

8、打印機，用于打印屏幕上的波形及參數。

9、電源插座及保險管，輸入AC220V、2A。

10、保險管，當工作在路徑儀狀態時保險管起作用。

11、輸出，路徑儀15KHz信號輸出端。

12、啟動，過載報警后，重新啟動路徑儀。

13、輸出調節，調節路徑儀輸出的信號幅度。

14、工作指示燈。

15、過載指示燈。

四、LYST-400E功能鍵介紹

數字功能鍵盤有16個功能鍵（其中10個鍵是雙功能鍵或多功能鍵）。

按鍵使用說明如下：

鍵盤標有0～9阿拉伯數字的十個功能鍵便是雙功能或是多功能鍵（其中“0”、“1”、“2”、“4”、“5”、“6”、“7”、是多功能鍵）它們分別代表0～9十個阿拉伯數字，以便在自選介質情況下輸入電纜的傳播速度或者在預置日期和電波測速時使用這些數字鍵。打開電源即可顯示開機狀態標志，按任意數字鍵進入專家提示，如圖1。3工作種類選擇界面（除8功能鍵外）。

在“工作種類選擇”菜單中選擇高壓閃絡測試方法，則按數字鍵“2”，屏幕右下角即出現“高壓”二字，此時儀器便處在高壓測試狀態，按“采樣”鍵，等待采集波形和數據。如選擇低壓脈沖測試方法，則按數字鍵“1”，此時屏幕進入低壓狀態下的“脈沖寬度選擇”界面 ，如圖1.4所示

用戶根據電纜長短不同可分別選擇脈沖寬度，例如：要測200m電纜可選0.1μs 或0.2μs ，如選0.1μs，按數字鍵“１”即可，其他類同。

五、LYST-400E高壓和低壓脈沖測試狀態下各功能鍵的作用

第二章  低壓脈沖測試方法

一、低壓脈沖法測試對象

低壓脈沖測試法適用于測試電纜的開路、短路故障及電纜全長和電波的傳輸速度。凡是電纜的相間或相對地絕緣電阻下降至該電纜特性阻抗，甚至直流電阻為零的故障均為低阻或短路故障。凡是電纜絕緣電阻無窮大到雖與正常電纜的絕緣電阻相同，但電壓卻不能饋至用戶端的故障均為開路故障，或稱斷路故障。

二、低壓脈沖法操作步驟

1、屏幕顯示“開機狀態標志”時。

2、按任意一個數字鍵，使儀器處于“工作種類選擇”狀態（具體操作見*章“功能鍵介紹”），然后按“1”鍵，儀器便工作在低壓脈沖測試狀態。

3、脈沖寬度選擇。脈沖寬度預置“0.2μs”時可測短于1000米的電纜,脈沖寬度預置“2μs”時，電纜測試長度則能達到10多公里。

4、按“采樣”鍵，根據采樣波形調節振幅和移位旋鈕，使波形幅度處于合適位置（即無限幅）。

5、介質選擇。按 “介質”鍵，?根據實際電纜進行介質選擇。儀器預置了四種常用電力電纜的傳播速度和一個“自選速度”。每按一次該鍵，屏幕上方循環轉換一次介質：“油浸紙：160m/μs；不滴流160 m/μs；交聯172 m/μs；聚氯184 m/μs；自選速度”。當實際電纜不屬于上述四種常用電力電纜時，則可置“自選速度”位，此時，可通過多功能數字鍵輸入被測電纜的傳播速度。

6、采樣頻率選擇，屏幕上方顯示的頻率“40MHZ”字樣，表示儀器高速轉換器的采樣頻率為40MHZ，儀器預置有40MHZ、、20MHZ、、10MHZ和5MHZ四種采樣頻率，測試電纜時，可根據被測電纜故障點到測試端的距離來選擇。若電纜長度（或故障點）在幾十米到1000米范圍內，可選用40MHz采樣頻率；在1000米到2500米范圍內，可選用20MHz采樣頻率；在2500米到3500米范圍內可選用10MHz采樣頻率；若電纜特長或故障距離較遠時，則選用5MHz采樣頻率。

7、將測試線插頭插到儀器的輸入插口上，測試線的芯線（紅色夾）與電纜相線連接，測試線的屏蔽層連線（黑色夾）與電纜地線連接，如圖2.1所示：

8、按 “采樣”鍵，則屏幕顯示出如圖2.2、圖2.3所示波形：

9、按動鍵，將游標線移動到脈沖起始點t1，再按動“定位”鍵，游標定位后，再按鍵，將活動游標移到反射脈沖拐點t2位(如圖上所示游標位置)，則屏幕下便自動顯示出故障點到測試端的距離。

第三章  高壓閃絡測試方法

一、高壓閃絡法測試對象

高壓閃絡測試法適用于測試電纜的高阻故障（高阻泄漏故障和高阻閃絡性故障）。電力電纜的絕大部分故障屬于高阻故障，我們知道，凡是電纜故障點的直流電阻大于該電纜的特性阻抗的故障均稱為高阻故障。高阻故障又分為高阻泄漏性故障和高阻閃絡性故障，而高壓閃絡法又分為直流高壓閃絡法（簡稱直閃法）和沖擊高壓閃絡法（簡稱沖閃法）。用低脈沖法是無法對高阻故障進行測試的，因為故障點等效阻抗幾乎等于電纜特性阻抗，所以其反射系數幾乎為零，因得不到反射波而無法測試。

二、直流高壓閃絡法（直閃法）操作步驟

1、電纜故障測試設備接線示意圖,如圖3.1所示（電壓取樣）

說明：

①、可以是操作箱，可以是自耦調壓器，功率要求1～5KW。

②、可以是交直流兩用PT，功率1～5KW，1～2之間聯接有儀表端子。

③、為高壓電容器，容量為2～8μF，電壓40KV。

④、放電球，控制加電壓高低。

⑤、取樣器，采用不同的測試方法有不同的接線方法；請看取樣器背后說明。

⑥、主機，電纜故障測試儀。

注：④、⑤為⑥的配套附件。

2、直閃法操作步驟：

⑴、接通主機電源，（開機狀態標志時）按任意數字鍵。

⑵、將“工作種類選擇”置“高壓”狀態（見功能鍵介紹）。

⑶、按“采樣“鍵，調節振幅及移位旋鈕，使波形幅度處于合適位置，做好采樣準備。

⑷、接通調壓器初級電源，緩慢升高電壓，觀察高壓輸出電表指示，當故障點擊穿后，停止升壓。當故障點閃絡放電后屏幕上出現如圖3.2所示的直閃波形：

圖3.2  直閃波形

⑸、移動游標。按鍵，移動游標到t1位，再按“定位”鍵將游標定位，然后再按鍵將游標移到t2位（如圖3.2所示游標位置），屏幕下方便顯示出故障點到測試端的距離。若移動游標到t3或t4位，屏幕下方便顯示出兩倍或三倍故障點到測試端的距離。

三、沖擊高壓閃絡法（沖閃法）操作步驟

沖擊高壓閃絡法又分為兩種：沖擊高壓電壓閃絡法（簡稱沖擊電壓法）和沖擊高壓電流閃絡法（簡稱沖擊電流法）。

1、沖擊電壓法。儀器“工作選擇”仍置“高壓”位，其測試過程與直閃法相同只是改一下取樣器接線方法。當按過“采樣”鍵后，緩慢升高調壓器電壓，當故障點閃絡放電后，屏幕上便顯示出如圖3.3、圖3.4所示波形：

圖3.3為沖L波形全貌，為一衰減的余弦振蕩波形式，說明故障點已放電。

圖3.4為沖L測量波形。

按鍵，使游標至t1位（注意：不是t0;而是t1位為讀數起點），按“游標定位”鍵，再按鍵，將活動游標移動到t2拐點處（如上圖所示），此時，屏幕下方顯示的數據即為故障點到測試端的距離。

2、沖擊電流法。沖擊電流取樣為主要測試方法，其優點是：使用方便，安全波形測試準確。

沖擊電流取樣法接線示意圖，如圖3.5所示：

圖3.5  設備接線示意圖

波形如圖3.6所示

圖3.6

操作方法與直閃法相同。

四、使用注意事項

1、凡電纜故障電阻值大于該電纜特性阻抗值的故障均不能呈現短路反射。

2、采用高壓閃絡法測試時，必須將儀器置“高壓”狀態，否則無法測試將損壞儀器。

3、在進行直閃法測試或沖閃法測試時，必須嚴格按地線的連接方式進行連接。正確的接地方式應將大電流的地線和小電流的地線分別接到被測電纜的鉛包地上，使之大電流在放電時不經過測試地直接加到電容C的地端。嚴禁所有地線串聯一起再接到被測電纜的外鎧地上 ，否則，當高壓擊穿放電的瞬間，大電流通過測試儀才回到電容C的地端，造成儀器的*損壞。為了保證儀器設備的安全，請用戶必須按照如圖所示的正確方法連接。

4、在進行直閃法測試時，必須用微安表監測故障電纜的泄放電流。一旦閃絡停止，電流指示增大，應立即停止測量，換用沖閃法測試。

5、測試結束后分別關掉主機電源和調壓器（高壓發生器）初級電源，必須進行高壓放電。放電時，應先進行小電流慢速放電，嚴禁直接對地短路放電，以防大電流經地線造成儀器損壞。

第四章  波速測定及介質預置

一、波速測定

欲知電纜故障點到測試端的距離，必須知道電波在電纜中的傳播速度。通過大量實驗，已得出下述四種電力電纜的電波傳播速度：

油浸紙電纜：V=160m/μs            不滴流電纜：V=160 m/μs

交聯乙烯電纜：V=172m/μs          聚氯乙烯電纜：V=184m/μs

由于電波在電纜中的傳播速度與電纜介質有關，故將這四種常見電纜的傳播速度已在儀器中預置，使用時只需按“介質”鍵，選擇出現場實際電纜的傳播速度即可。當實際使用的電纜不屬于上述四種介質電纜，也不知道電波在被測電纜中的傳播速度，可用本儀器來測定，方法如下：

首先，測試儀器放于低壓脈沖方式下，將儀器的輸入線與電纜好相接連，按“采樣”鍵采集波形。再按“測速”鍵后，通過雙功能鍵，鍵入電纜的實際長度（注意：長度不能超過1萬米，留下的位數為四位，若長度不是四位數時即不超過千米時，則在前補足零。如長度140米，則應鍵入0140米。），這時，屏幕上方將顯示“測速：長度××××米”字樣。然后，移動游標至發射矩形脈沖起點，將游標定位后，再移動游標到電纜終端反射點，這時，屏幕下方便會出現“速度×××m/μs’’字樣，這個數字便是被測電纜的電波傳播速度。

二、介質預置

前已指出，要測出故障點距測試端距離，必須知道電波在電纜中的傳播速度。而常見的油浸紙電纜，交聯乙烯電纜，不滴流電纜和聚氯乙烯電纜的傳播速度已在儀器中預置，使用時，只需連續按動“介質”鍵，即可選擇這四種介質電纜的一種。

三、采樣頻率選擇

見第二章低壓脈沖法操作步驟6。

四、脈沖寬度預置

見第二章低壓脈沖法操作步驟3。