*章 LYST-400E電纜故障測量儀功能簡介

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電纜故障測量儀測試原理

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(jù)電波在電纜中傳輸?shù)倪^程中，遇到電纜的特性阻抗發(fā)生變化的地方會(huì)產(chǎn)生反射波的原理對電纜故障進(jìn)行測試。再根據(jù)電波在電纜中的傳播速度和兩次反射波的特征拐點(diǎn)代表的時(shí)間，可測出故障點(diǎn)到測試端的距離。

計(jì)算公式為： S=VT/2

S代表故障點(diǎn)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(shí)間

這樣，在V和T已測定的情況下，就可計(jì)算出S，即故障點(diǎn)距測試端的準(zhǔn)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(guān)，當(dāng)開關(guān)置于中間位置為關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)置于路徑位置為路徑儀工作狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)置于閃測位置為閃測儀工作狀態(tài)。

2、LCD液晶顯示器，用于顯示測試波形及參數(shù)。

3、數(shù)字功能鍵盤。

4、振幅旋鈕，用于調(diào)節(jié)測試脈沖波形的振幅。

5、位移旋鈕，用于調(diào)節(jié)測試脈沖波形的水平位置。

6、輸入接口，被測信號(hào)的輸入端。

7、PC機(jī)接口，用于連接PC機(jī)。

8、打印機(jī)，用于打印屏幕上的波形及參數(shù)。

9、電源插座及保險(xiǎn)管，輸入AC220V、2A。

10、保險(xiǎn)管，當(dāng)工作在路徑儀狀態(tài)時(shí)保險(xiǎn)管起作用。

11、輸出，路徑儀15KHz信號(hào)輸出端。

12、啟動(dòng)，過載報(bào)警后，重新啟動(dòng)路徑儀。

13、輸出調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)路徑儀輸出的信號(hào)幅度。

14、工作指示燈。

15、過載指示燈。

四、LYST-400E功能鍵介紹

數(shù)字功能鍵盤有16個(gè)功能鍵（其中10個(gè)鍵是雙功能鍵或多功能鍵）。

按鍵使用說明如下：

鍵盤標(biāo)有0～9阿拉伯?dāng)?shù)字的十個(gè)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(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，以便在自選介質(zhì)情況下輸入電纜的傳播速度或者在預(yù)置日期和電波測速時(shí)使用這些數(shù)字鍵。打開電源即可顯示開機(jī)狀態(tài)標(biāo)志，按任意數(shù)字鍵進(jìn)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(luò)測試方法，則按數(shù)字鍵“2”，屏幕右下角即出現(xiàn)“高壓”二字，此時(shí)儀器便處在高壓測試狀態(tài)，按“采樣”鍵，等待采集波形和數(shù)據(jù)。如選擇低壓脈沖測試方法，則按數(shù)字鍵“1”，此時(shí)屏幕進(jìn)入低壓狀態(tài)下的“脈沖寬度選擇”界面 ，如圖1.4所示

用戶根據(jù)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(shù)字鍵“１”即可，其他類同。

五、LYST-400E高壓和低壓脈沖測試狀態(tài)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(jī)狀態(tài)標(biāo)志”時(shí)。

2、按任意一個(gè)數(shù)字鍵，使儀器處于“工作種類選擇”狀態(tài)（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(tài)。

3、脈沖寬度選擇。脈沖寬度預(yù)置“0.2μs”時(shí)可測短于1000米的電纜,脈沖寬度預(yù)置“2μs”時(shí)，電纜測試長度則能達(dá)到10多公里。

4、按“采樣”鍵，根據(jù)采樣波形調(diào)節(jié)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(zhì)選擇。按 “介質(zhì)”鍵，?根據(jù)實(shí)際電纜進(jìn)行介質(zhì)選擇。儀器預(yù)置了四種常用電力電纜的傳播速度和一個(gè)“自選速度”。每按一次該鍵，屏幕上方循環(huán)轉(zhuǎn)換一次介質(zhì)：“油浸紙：160m/μs；不滴流160 m/μs；交聯(lián)172 m/μs；聚氯184 m/μs；自選速度”。當(dāng)實(shí)際電纜不屬于上述四種常用電力電纜時(shí)，則可置“自選速度”位，此時(shí)，可通過多功能數(shù)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“40MH_Z”字樣，表示儀器高速轉(zhuǎn)換器的采樣頻率為40MH_Z，儀器預(yù)置有40MH_Z、、20MH_Z、_、10MH_Z和5MH_Z四種采樣頻率，測試電纜時(shí)，可根據(jù)被測電纜故障點(diǎn)到測試端的距離來選擇。若電纜長度（或故障點(diǎn)）在幾十米到1000米范圍內(nèi)，可選用40MHz采樣頻率；在1000米到2500米范圍內(nèi)，可選用20MHz采樣頻率；在2500米到3500米范圍內(nèi)可選用10MHz采樣頻率；若電纜特長或故障距離較遠(yuǎn)時(shí)，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(dòng)鍵，將游標(biāo)線移動(dòng)到脈沖起始點(diǎn)t_1，再按動(dòng)“定位”鍵，游標(biāo)定位后，再按鍵，將活動(dòng)游標(biāo)移到反射脈沖拐點(diǎn)t₂位(如圖上所示游標(biāo)位置)，則屏幕下便自動(dòng)顯示出故障點(diǎn)到測試端的距離。

第三章  高壓閃絡(luò)測試方法

一、高壓閃絡(luò)法測試對象

高壓閃絡(luò)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(luò)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(diǎn)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(luò)性故障，而高壓閃絡(luò)法又分為直流高壓閃絡(luò)法（簡稱直閃法）和沖擊高壓閃絡(luò)法（簡稱沖閃法）。用低脈沖法是無法對高阻故障進(jìn)行測試的，因?yàn)楣收宵c(diǎn)等效阻抗幾乎等于電纜特性阻抗，所以其反射系數(shù)幾乎為零，因得不到反射波而無法測試。

二、直流高壓閃絡(luò)法（直閃法）操作步驟

1、電纜故障測試設(shè)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(diào)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(lián)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(jī)，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(jī)電源，（開機(jī)狀態(tài)標(biāo)志時(shí)）按任意數(shù)字鍵。

⑵、將“工作種類選擇”置“高壓”狀態(tài)（見功能鍵介紹）。

⑶、按“采樣“鍵，調(diào)節(jié)振幅及移位旋鈕，使波形幅度處于合適位置，做好采樣準(zhǔn)備。

⑷、接通調(diào)壓器初級(jí)電源，緩慢升高電壓，觀察高壓輸出電表指示，當(dāng)故障點(diǎn)擊穿后，停止升壓。當(dāng)故障點(diǎn)閃絡(luò)放電后屏幕上出現(xiàn)如圖3.2所示的直閃波形：

圖3.2  直閃波形

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

三、沖擊高壓閃絡(luò)法（沖閃法）操作步驟

沖擊高壓閃絡(luò)法又分為兩種：沖擊高壓電壓閃絡(luò)法（簡稱沖擊電壓法）和沖擊高壓電流閃絡(luò)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(dāng)按過“采樣”鍵后，緩慢升高調(diào)壓器電壓，當(dāng)故障點(diǎn)閃絡(luò)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(diǎn)已放電。

圖3.4為沖L測量波形。

按鍵，使游標(biāo)至t₁位（注意：不是t₀;而是t₁位為讀數(shù)起點(diǎn)），按“游標(biāo)定位”鍵，再按鍵，將活動(dòng)游標(biāo)移動(dòng)到t₂拐點(diǎn)處（如上圖所示），此時(shí)，屏幕下方顯示的數(shù)據(jù)即為故障點(diǎn)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(yōu)點(diǎn)是：使用方便，安全波形測試準(zhǔn)確。

沖擊電流取樣法接線示意圖，如圖3.5所示：

圖3.5  設(shè)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(xiàng)

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(xiàn)短路反射。

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

3、在進(jìn)行直閃法測試或沖閃法測試時(shí)，必須嚴(yán)格按地線的連接方式進(jìn)行連接。正確的接地方式應(yīng)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(shí)不經(jīng)過測試地直接加到電容C的地端。嚴(yán)禁所有地線串聯(lián)一起再接到被測電纜的外鎧地上 ，否則，當(dāng)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(shè)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(jìn)行直閃法測試時(shí)，必須用微安表監(jiān)測故障電纜的泄放電流。一旦閃絡(luò)停止，電流指示增大，應(yīng)立即停止測量，換用沖閃法測試。

5、測試結(jié)束后分別關(guān)掉主機(jī)電源和調(diào)壓器（高壓發(fā)生器）初級(jí)電源，必須進(jìn)行高壓放電。放電時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行小電流慢速放電，嚴(yán)禁直接對地短路放電，以防大電流經(jīng)地線造成儀器損壞。

第四章  波速測定及介質(zhì)預(yù)置

一、波速測定

欲知電纜故障點(diǎn)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(shí)驗(yàn)，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(lián)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(zhì)有關(guān)，故將這四種常見電纜的傳播速度已在儀器中預(yù)置，使用時(shí)只需按“介質(zhì)”鍵，選擇出現(xiàn)場實(shí)際電纜的傳播速度即可。當(dāng)實(shí)際使用的電纜不屬于上述四種介質(zhì)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(shí)際長度（注意：長度不能超過1萬米，留下的位數(shù)為四位，若長度不是四位數(shù)時(shí)即不超過千米時(shí)，則在前補(bǔ)足零。如長度140米，則應(yīng)鍵入0140米。），這時(shí)，屏幕上方將顯示“測速：長度××××米”字樣。然后，移動(dòng)游標(biāo)至發(fā)射矩形脈沖起點(diǎn)，將游標(biāo)定位后，再移動(dòng)游標(biāo)到電纜終端反射點(diǎn)，這時(shí)，屏幕下方便會(huì)出現(xiàn)“速度×××m/μs’’字樣，這個(gè)數(shù)字便是被測電纜的電波傳播速度。

二、介質(zhì)預(yù)置

前已指出，要測出故障點(diǎn)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(lián)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(yù)置，使用時(shí)，只需連續(xù)按動(dòng)“介質(zhì)”鍵，即可選擇這四種介質(zhì)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(yù)置

見第二章低壓脈沖法操作步驟3。