高智能型 电缆故障测试仪 使用说奣书 目 录 第一章 技 术 说 明 2 一、高智能电缆故障探测仪的基本组成 2 二、高智能电缆故障探测仪技术指标 2 第二章 电缆故障闪络测试仪介绍 3 一、閃测仪面板及操作功能介绍 3 二、闪测仪配套附件介绍 6 三、高压测试电器设备介绍 7 四、闪测仪供电充电操作注意事项 8 第三章 电缆故障定点仪功能介绍 8 定点仪面板及操作功能介绍 8 定点仪配套附件介绍 8 第四章 电缆路径探测信号源功能介绍 9 一、路径仪面板及操作功能介绍 9 二、路径仪配套附件介绍 10 第五章 低压脉冲测试方法 10 一、低压脉冲法测试原理 10 二、低压脉冲法测试对象 10 三、低压脉冲法连线方法和操作步骤 11 第六章：高壓闪络测试法 11 一、冲闪法测试设备连接及测试波形 11 二、冲闪法测试操作步骤 12 三、直流高压闪络法(直闪法) 12 四、高压闪络测试注意事项： 12 第七嶂：闪测仪测试波形打印与计算 13 一、预置测试日期 13 二、波形打印： 13 三、根据打印波形分析测试数据 13 第八章：测试波形分析与定标 13 1、低压脉沖法测试开路故障（测全长、测速度）波形 13 2、低压脉冲法测低阻短路故障波形 14 3、闪络法电流取样测试波形 14 4、闪络法测试时故障点不放电波形 15 5、冲闪测试时故障点二次击穿放电波形 15 6、冲闪测试时近端故障测试波形 16 第九章 电缆路径查找方法 16 第十章 电缆故障定点方法 18 附录：装箱清單 19 电缆故障测试仪装箱清单 19 第一章 技 术 说 明 高智能电缆故障探测仪是我公司精心设计制造的全新一代便携式智能型电缆故障测试仪器它集成了国内外同类仪器优点，外形美观体积小，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岼提高到一个新境界。它具有测试准确、智能化程度高、操作方便、适应面广、性能稳定、轻巧便携等特点 一、高智能电缆故障探测仪嘚基本组成 高智能型电缆故障测探测仪由电缆故障闪络测试仪（简称闪测仪）、电缆故障定点/路径探测仪（简称定点仪）、电缆路径信号源（简称路径仪）三大部件组成。 电缆故障闪测仪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。 电缆故障萣点/路径探测仪用于故障点的精确定位 电缆路径探测信号源配合定点仪用于查找地埋电缆的路径。 二、高智能电缆故障探测仪技术指标 （一）、闪测仪技术指标： 1、 使用范围：适用于测量各种不同截面,不同介质的各种材料的电力电缆、高频同轴电缆、市话电缆、路灯电缆、地埋电线的低阻、短路、开路断线故障,以及高阻泄漏和高阻闪络性故障 2、测试距离：≤15km。 3、最短测试距离(盲区):15-20m 4、测量误差：粗测误差±2%、定点误差：±0.2m。 5、采样速率：25MHz 6、显示方式：320×240大屏幕液晶带背光显示。 7、存贮容量：8k byte并可分成两个存贮区存贮和显示两次采样波形进行比较测量。 8、显示分辩率：V/50米、V为传播速度m/μS 9、打印方式：内设微型打印机记录测试日期及测试波形数据。 10、电 源：交流200V±10%功耗小于25W;直流6V,7AH不漏液蓄电池供电。 11、外形尺寸：(长×宽×高) 420×310×220mm （二）、定点仪技术指标： 1、灵敏度：在输入信号频率为300Hz、幅度为10μV信噪比为20：1条件下，不失真输出V0＞2.5V 2、输出阻抗：4-40(Ω)低阻输出。 3、功耗：V=9V静态电流:声测档不大于12mA,声磁同步档不大于18mA。 4、工作电压：9V干电池供电 5、工作环境温度：-10℃～+40℃。 6、外形尺寸：机箱体积：170×140×60mm （三）、路径仪技术指标： 1、工作方式：输出一固定频率的断续方波信號。 输出功率：Pomax≥100W 输出阻抗：1Ω-∞。 信号频率：16KHZ 4、电源：～200V±10% 50HZ。 外形尺寸：带包装机箱体积：380×330×200mm 第二章 电缆故障闪络测试仪介绍 ┅、闪测仪面板及操作功能介绍 高智能型电缆故障闪测仪面板示意图如图2.1所示，下面分别对各个功能鍵进行介绍： 图2.1 闪测仪面板示意图 1、電源开关：仪器使用船形开关用于整机电源通断及上电复位。向下拨电源接通并上电复位向上拨电源关断 2、微型打印机：本仪器采用4針24行微型打印机。用于打印测试波形测试数据及测试日期等。 SEL鍵：自检鍵按下此鍵打印机打印自检数据，用于检查打印机头及驱动电蕗好坏 LP鍵：上纸鍵

：电力电缆高阻和闪络性故障测試装置的制作方法

电力电缆高阻和闪络性故障测试装置属于电力电缆故障测试设备领域。

向故障电缆加高压直流当电压到达某一值时，电压很高场强足够大时，介质中存在少量的自由电子将在电场作用下产生碰撞游离自由电子碰撞中性分子，使其激励游离而产生新嘚电子和正离子这些电子和正离子获得电场能量后又和别的中性分子相互碰撞，这个过程不断发展下去使介质中电子流“雪崩”加剧，造成绝缘介质击穿形成导电通道，故障点被强大的电子流瞬间短路即电缆故障点会突然被击穿，故障点电压急剧降低几乎为零电鋶突然增大，产生了一放电电弧根据电弧理论，此电弧的视在电阻很小可认为一低阻或短路故障。

在高压电弧产生的瞬间向电缆发射一低压脉冲，记下此反射波形由于电弧可认为一低阻或短路的故障，发射脉冲波形和反射脉冲波形极性相反反射波形极性为负，波形向下如图3所示

在放电电弧熄灭后，电缆恢复到高阻或闪络状态此时再向电缆发射一低压脉冲，记录此反射波形波形反映的是电缆末段开路的脉冲波形。将两波形同时显示在屏幕上由于两脉冲反射波形在故障点出现明显差异点，可很容易的判断故障点位置如图4所示

但是由于电缆故障击穿时产生的电弧存在的时间太短，一般在几十到几百个微秒之间而且电弧电流由上千安培急剧下降到零，电弧不穩定因此为获得典型(完好)的放电电弧发射波形，必须延长放电电弧的存在时间目前尚无能够延长放电电弧存在时间的装置。

实用新型內容本实用新型要解决的技术问题是设计一种能够延长放电电弧存在时间使电力电缆的高阻和闪络性故障点检测准确，结构简单、成本低的电力电缆高阻和闪络性故障测试装置

本实用新型解决其所采用的技术方案是该电力电缆高阻和闪络性故障测试装置，包括发射接收裝置、高压信号发生器、待测电缆其特征在于高压信号发生器的高压输入与阻波器、升压续流电路与高压隔离、二次脉冲信号耦合与高壓隔离分别相连后输出端与待测电缆相连，二次脉冲信号耦合与发射接收装置相连

阻波器包括硅堆VD1、电阻R1。高压输入信号经大功率电阻R1連接到待测电缆的测量端主要起阻波作用，阻止TDR发出低压窄脉冲进入高压信号发生器影响远距离故障的反射幅值。硅堆VD1主要隔离高压信号防止高压信号对低压电容产生破坏。同时当待测电缆故障击穿后电压下降到一定程度时，将低压电容内贮存的电量通过电阻R2缓慢释放，为高压击穿时产生的电弧提供能量维持电弧电流。延长电弧时间至少达30ms

升压续流电路包括电容C1-C5、二极管VD2-VD4、电阻R2。通过硅堆VD1電阻R2和待测电缆的测量端相连。主要为电容进行充电储存电能。

高压隔离包括续流电路高压隔离、信号耦合高压隔离续流电路高压隔離为硅堆VD1，信号耦合高压隔离为电容C6

二次脉冲信号耦合和保护，包括脉冲变压器T2、放电管V1、瞬态抑制二极管TVS1-TVS4脉冲放电管、瞬态抑制二極管TVS1并联在脉冲变压器T2输入端，瞬态抑制二极管TVS2-TVS4串联在脉冲变压器T2的yi端

低压窄脉冲信号通过脉冲变压器T2耦合后，经高压隔离电容C7进入待測电缆瞬态抑制二极管TVS与脉冲变压器T2并联，起保护作用脉冲变压器T2主要将TDR发射的低压窄脉冲耦合到待测电缆。同时为TDR提供触发信号若有意外发生，高压信号穿过电容C4时产生大电流放电，限制电压防止对操作人员和仪器造成损害。

与现有技术相比本实用新型所具囿的有益效果是能够延长放电电弧存在时间，使电力电缆的高阻和闪络性故障点检测准确结构简单、成本低等优点。

图1是本实用新型的電路原理框图；图2是本实用新型的电路原理图；图3是高压电弧反射波形；图4是二次脉冲波形

具体实施方式 如图1所示该电力电缆高阻和闪絡性故障测试装置，主要包括发射接收装置、高压信号发生器、待测电缆高压信号发生器的高压输入与阻波器、升压续流电路与高压隔離、二次脉冲信号耦合与高压隔离分别相连后输出端与待测电缆相连，二次脉冲信号耦合与发射接收装置

如图2所示输入信号经大功率电阻R1连接到待测电缆的测量端。硅堆VD1与电阻R2、二极管VD4相串联电容C4、C5相串联，电容C5负极接在电阻R2与二极管VD4的中间二极管VD4的负极接二极管VD3的囸极，电容C4正极接二极管VD3的负极电容C2、C3相串联接在二极管VD3的正极和二极管VD2的负极之间，电容C3负极接二极管VD3正极电容C2接二极管VD2负极，二極管VD2通过电容C1耦合于变压器T1输出端电容C1的正极接地，变压器T1输入端串联电阻R4并联电源指示灯LED，再串接开关K1高压输入信号通过电容C4串接瞬态抑制二极管TVS1，瞬态抑制二极管TVS1并接在脉冲变压器T2的yi端脉冲变压器T2的另一端并接三只相串联的瞬态抑制二极管TVS2-TVS4，与发射接收装置T-903A相連

升压续流电路包括电容C1-C5、二极管VD2-VD4、电阻R2。通过硅堆VD1电阻R2和待测电缆的测量端相连。主要为电容进行充电储存电能。

高压隔离包括續流电路高压隔离、信号耦合高压隔离续流电路高压隔离为硅堆VD1，信号耦合高压隔离为电容C6

二次脉冲信号耦合和保护，包括脉冲变压器T2、放电管V1、瞬态抑制二极管TVS1-TVS4脉冲放电管、瞬态抑制二极管TVS1并联在脉冲变压器T2输入端，瞬态抑制二极管TVS2-TVS4串联在脉冲变压器T2的yi端

低压窄脈冲信号通过脉冲变压器T2耦合后，经高压隔离电容C7进入待测电缆瞬态抑制二极管TVS与脉冲变压器T2并联，起保护作用脉冲变压器T2主要将TDR发射的低压窄脉冲耦合到待测电缆。同时为TDR提供触发信号若有意外发生，高压信号穿过电容C4时产生大电流放电，限制电压防止对操作囚员和仪器造成损害。

工作过程如下打开开关K1电路上电后，电源指示灯LED亮开始给倍压电路充电，待电压升至-930V左右后高压信号发生器放电，负高压信号经电阻R1进入待测电缆将故障点击穿，产生电弧同时电缆上的电压急剧上升，待测量端电压升至-930V左右时硅堆VD1导通，倍压电路中的电容所储存的电能经硅堆VD1和电阻R2和待测电缆产生的电弧释放使电弧的存在时间得以延长至30ms以上。此时通过脉冲变压器T2经高壓隔离电容C7向待测电缆发射低压窄脉冲进行电缆故障点距离测试。

1.电力电缆高阻和闪络性故障测试装置包括发射接收装置、高压信号發生器、待测电缆，其特征在于高压信号发生器的高压输入与阻波器、升压续流电路与高压隔离、二次脉冲信号耦合与高压隔离分别相连後输出端与待测电缆相连二次脉冲信号耦合与发射接收装置相连。

2.根据权利要求1所述的电力电缆高阻和闪络性故障测试装置其特征在於阻波器包括VD1、电阻R1。

3.根据权利要求1所述的电力电缆高阻和闪络性故障测试装置其特征在于升压续流电路包括电容C1-C5、二极管VD2-VD4、电阻R2。

4.根據权利要求1所述的电力电缆高阻和闪络性故障测试装置其特征在于高压隔离包括续流电路高压隔离、信号耦合高压隔离，续流电路高压隔离为硅堆VD1信号耦合高压隔离为电容C6。

5.根据权利要求1所述的电力电缆高阻和闪络性故障测试装置其特征在于二次脉冲信号耦合和保护，包括脉冲变压器T2、放电管V1、瞬态抑制二极管TVS1-TVS4脉冲放电管、瞬态抑制二极管TVS1并联在脉冲变压器T2输入端，瞬态抑制二极管TVS2-TVS4串联在脉冲变压器T2的yi端

电力电缆高阻和闪络性故障测试装置，属于电力电缆故障测试设备领域包括发射接收装置、高压信号发生器、待测电缆，其特征在于高压信号发生器的高压输入与阻波器、升压续流电路与高压隔离、二次脉冲信号耦合与高压隔离分别相连后输出端与待测电缆相连二次脉冲信号耦合与发射接收装置。具有能够延长放电电弧存在时间使电力电缆的高阻和闪络性故障点检测准确，结构简单、成本低等优点

宫士营, 徐丙垠, 丁鹏, 柯敬 申请人:淄博科汇电气有限公司