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1、武汉世纪华胜科技有限公司武汉世纪华胜科技有限公司WUHAN CENTURY FARSEE TECHNOLOGYCO.,LTDFS-A10FS-A10 电缆故障测试仪电缆故障测试仪一、测试步骤及测试方式选择一、测试步骤及测试方式选择在测定电缆故障之前，测试人员除掌握本机性能与操作方法之外，必须首先确定电缆故障的性质，以便采用适当的工作方法与测试方法。首先用兆欧或万用表在电缆一端测量各相对地及相对相之间的绝缘电阻，根据阻值高低确定是低阻短路或断线开路，或者是高阻闪络性故障。1、凡是电缆故障电缆绝缘电阻下降至该电缆的特性阻抗，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
2、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称为开路或断路故障。是否断路，还可将电缆终端相连用万用表在始端测量被短路电缆两相的阻值予以确认。此类故障可用低压脉冲法直接测定。2、当阻值很高（数百兆到数千兆）且在作高压试验时有瞬间放电现象，此类故障一般称为闪络性故障，可采用直闪法或冲闪法测试确定。3、高阻故障：阻值高于电缆特性阻抗的故障。可用冲闪法测定。4、按一定方式粗测之后再进行准确定点，必要时需找电缆路径，丈量电缆长度或距离。1 1、低压脉冲测试法、低压脉冲测试法低压脉冲测试法具有操作简单、波形易于识别、准确度高等特点。对于短路、低阻、断路故障用此法测试，可直接确定故障距离。即使无此
3、类故障，一般高压闪络测试前，也可用低压脉冲法测电缆全长或速度，与闪络测试波形比较，通常会利于波形分析，达到快速确定故障点目的。1）基本原理测试电缆故障时，电缆可视为一条均匀分布的传输线，根据传输线理论，在电缆一端加脉冲电压，则此脉冲按一定的速度（决定于电缆介质的介电常数和导磁系数）沿线传输，当脉冲遇到故障点（或阻抗不均匀点）就会发生反射，用测试仪记录下发送脉冲和反射脉冲之间的传输时间T，则可按已知的传输速度 V 来计算出故障点的距离 Lx， Lx = VT / 2 如图武汉世纪华胜科技有限公司武汉世纪华胜科技有限公司WUHAN CENTURY FARSEE TECHNOLOGYCO.,LTD三
4、所示：图三、低压脉冲测试原理图测全长则可利用终端反射脉冲：L = VT / 2同样已知全长可测出传输速度：V = 2L / T2）脉冲法测全长测全长操作步骤如下：开机 复位( 主菜单 ) 键 1（脉冲菜单） 键 2（全长测量） ，然后根据接线图接线，如图四所示：图四、低压脉冲测试接线图使用脉冲法测试时，按图连接后，根据所测电缆类型，选择合适传输速度和脉宽，调节输入振幅电位器到 1 / 3 位置，按采样键即可。武汉世纪华胜科技有限公司武汉世纪华胜科技有限公司WUHAN CENTURY FARSEE TECHNOLOGYCO.,LTD图五、低压脉冲测全长波形（终端开路）根据显示波形大小，调节幅度电
5、位器，重新采样。当 0.2s 脉宽输入振幅最大还无反射波时，选用 2s 脉冲测试。为了便于比较可分别接故障相、电缆好相做两次采样，如图二所示。按 键可选单波形或双波形显示，用 1/2 键改变操作区，选择当前波形 1 或波形 2。完成采样后，移动光标定起点，再移动光标到波形反射点，此时屏幕所显示的长度就是电缆全长值。对于短电缆最好将终端短路测全长，终端反射为反向脉冲。定光标时，对终端开路电缆以发射负脉冲下降沿与基线交点为准定光标起点，以反射负脉冲下降沿与基线交点定光标终点。3）脉冲法测故障脉冲法测故障与测全长的测试原理相同，操作方法也基本相同。开机复位（主菜单）键 1（脉冲菜单）键 1（故障测量
6、）然后按图四接线，连接电缆被测电缆故障相，其它操作方法也与测全长相同。定光标时，发射负脉冲下降沿与基线交点定为起点，反射正脉冲上升沿与基线交点定为终点。如果是断路故障，测试波形、定光标方法与测全长时相同。短路故障定光标时，以发射负脉冲下降沿与基线交点为准定光标起点，以反射正脉冲上升沿与基线交点定光标终点。图六、低压脉冲测低阻、短路故障波形4）脉冲法测速度测电波在电缆中传输速度时，必须知道电缆全长必须知道电缆全长。操作方法如下：开机复位（主菜单）键 1（脉冲菜单）键 3（速度测量） 。然后按图四接线，键入全长值并回车确认“ ” 。采样波形、定光标方法与测全长时相同，当分别定光标起点、终点后，屏幕
7、左上角将显示测试速度值。2 2、直流高压测试法（直闪法）、直流高压测试法（直闪法）1）基本原理与脉冲法相同，只是测试脉冲不是由机内发出而是由外加直流高压，使故障点闪络放电而武汉世纪华胜科技有限公司武汉世纪华胜科技有限公司WUHAN CENTURY FARSEE TECHNOLOGYCO.,LTD产生。如图七：LxLD C R1 R2 t 0t 1t 2t 3 t图七、直闪法原理图当故障相施加直流高压到一定值后，故障点被击穿而短路放电，此时由故障点产生一反相跃变电压 V 该电压沿电缆传输，当传到始端后，始端阻抗大于电缆特性阻抗，所以发生正反射2V，此电压又向后传输，到故障点后被短路所以反射电压2
8、Vt，经过一段时间负反射电压又传到始端，这样往返数次，直到闪络放电结束而终止。由第一个正向跃变电压到始端的时间 T0到第二次反射负向电压传到始端的时间 T1的时差，T=T1T0，就可以由已知传输速度算出故障点的距离 Lx= V T / 2。2）测试连线与操作步骤1、 按下图将高压设备测试仪与被测电缆相连接。a 电压取样直闪法b 电流取样直闪法武汉世纪华胜科技有限公司武汉世纪华胜科技有限公司WUHAN CENTURY FARSEE TECHNOLOGYCO.,LTD图八、直流高压闪测法接线图（a、b）图中：T1T1 为 0 200V 调压器，C C 为高压电容 1 4F / 104 0KVT2T
9、2 为 1 5KVA 高压变压器，V V 为电压表，D D 为高压整流硅堆，R1R1、R2R2 为取样电阻，ISIS 为电流取样器2、接好线后，开机按步骤进入到仪器处于等待的状态（采样） ，此前操作与脉冲法相同。3、 （调 T1）逐步升高直流高压，当发现电压或电流表摆时则说明故障点闪络放电，仪器会显示出波形，调输入幅度反复采样几次，直到采到波形最佳为止。3）测试波形与故障距离计算直闪法电压取样和电流取样其测试波形如图九所示。由波形计算故障距离的方法与脉冲法相同。2ba图九、直闪法测试波形（a） 电压取样（b）电流取样。3 3、冲击高压闪测法（冲闪法）、冲击高压闪测法（冲闪法）1）基本原理与直闪
10、法相同，只不过给电缆不是加直流高压而是通过球间隙施加冲击电压，使故障点击穿放电，而产生反射电压（或者电流） ，由仪器记录这一瞬态过程，通过波形分析来测定故障点的位置。它是测高阻及闪络性故障的主要方法。同样取样方式也分电压取样和电流取样，当然细分还可分为高端和低端电压取样，电感与电阻取样，始端与终端取样等。由于低端电流取样由于低端电流取样接线简便、安全可靠、波形易于识别，所以推荐使用电流取样法。接线简便、安全可靠、波形易于识别，所以推荐使用电流取样法。2）电流取样冲闪法冲闪法操作方法如下：开机复位（主菜单） 键 1（工作选择菜单）键 2（直闪）或3（冲闪） ，根据工作选择菜单提示，按键 3 进入
11、冲闪工作模式，进入冲闪后，按接线图提示连接接线和取样器，如图十二所示：武汉世纪华胜科技有限公司武汉世纪华胜科技有限公司WUHAN CENTURY FARSEE TECHNOLOGYCO.,LTD图十二、电流取样冲闪法接线图图中：T1 为 0 250V12KVA 调压器，T2 为高压变压器，功率 1 5KVA，D 为高压整流硅堆（高压试验变压器已内置） ，C 为高压电容，容量 18F，耐压大于 10KV 40KV，V 为直流电压表，IS 为电流取样器（配套附件） ，J 为放电球隙。以上设备除电流取样器 IS 之外 ，其余为外配设备，可用电缆高压试验设备，也可用高压一体化发生器（注意须连接高压放电
12、棒注意须连接高压放电棒） 。根据接线图连接完毕，检查无误后，再用速度键选择传输速度或者重新键入速度值。然后按采样键，仪器进入等待采样状态。调整球隙、输入振幅调节旋钮后，对故障电缆升压。电压升到一定值，球隙放电，仪器记录采集波形，根据波形大小可重新调整输入振幅，重复采样。冲闪测试波形如图十三所示：图十三、冲闪法电流取样测试波形波形特点如下：第一个小正脉冲为球间隙击穿而故障点未放电时电容器对电缆的放电电流脉冲（输入幅度小或者仪器灵敏度低时第一个小脉冲可能不出现） ，第二个大的正脉冲为故障点击穿之后形成的短路电流脉冲，其次为由该放电电流脉冲形成的一次、二次等多次反射电流脉冲，因衰减而幅度逐次减小。由
13、于故障特性的差异和电容电压与引线电感的存在，而在反射正脉冲的前沿出现负反冲，计算故障距离时起点为第一个放电正脉冲的前沿，终点为第一次反射正脉冲之前的负脉冲前沿。3）电压取样冲闪法其原理与电流取样相同，只不过测试波形不是取放电电流脉冲及反射波，而是取故障点放电产生的电压跃变与反射波，当然取样器及接法也不尽相同，按取样电感接线位置不同分高武汉世纪华胜科技有限公司武汉世纪华胜科技有限公司WUHAN CENTURY FARSEE TECHNOLOGYCO.,LTD端电压取样和低端电压取样。（1） 高端电压取样高端电压取样接线图如图十四所示：图十四、高端电压取样冲闪法接线图接线图中除电感 L、电阻 R1
14、、R2 为新增器件，其它同前电流取样法。增 L 是为了防止电压脉冲被电容 C 短路，因为电感上的电压变化就是所要获得的测试波形，所以 L 也叫取样电感，R1、R2 为电阻分压器，J 为放电球隙。高端电压故障冲闪测试波形为一幅度很大的余弦振荡，而放电电压脉冲及反射波形叠加在该振荡波形之上，如图十五波形（a）所示为被压缩显示的波形全貌。计算故障距离时将其中有用部分再扩展显示，如图十五（b ）所示。(b)(a)图十五、高端电压取样波形（a） 、 （b）（2）低端电压取样低端电压取样接线图如图十六所示，显然是将取样电感 L 随同电阻分压器从电容器的上端与电缆始端移到电容器的地端。显而易见，这种方式比高端要安全可靠的多，同时由于取样电感小，小于电缆等效电感，所以余弦大振荡的幅度小了很多，而反射脉冲幅度相对不变，并几乎在水平基线上，如图十七所示。这样不仅便于识别也便于计算故障距离。所以除推荐电流取样外，低端电压取样也有同样的优点而常被采用。武汉世纪华胜科技有限公司武汉世纪华胜科技有限公司WUHAN CENTURY FARSEE TECHNOLOGYCO.,LTD图十六、低端电压取样冲闪法接线图图十七、低端电压取样冲闪法测试波形
