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XFDLZG-04电缆探伤仪 欢迎您使用XFDLZG-04型电缆探伤仪 XFDLZG-04型电缆探伤仪是我公司有关专家应用最新科研成果和高科技电子技术、大规模数字集成电路技术研制开发的一种全新的智能化电缆探伤仪。与众多同类产品相比，XFDLZG-04做了根本性的改进，其突出的优点是 1 硬件采用大规模数字集成电路，大幅度提高了可靠性，极大减小了体积（同类产品体积最小）； 2 可外接笔记本电脑，本机及笔记本均可操作; 3 主机采用电池供电，提高了使用的方便性及闪络测试时的干扰问题; 4 通过超大液晶屏显示，画面清晰，人机对话舒适，克服了CRT（显示管）固有的弊病； 5 通过软件的精美设计使操作简便、直观，功能键全部采用菜单选择，操作步骤均有提示，极大地方便了使用者； 6 专用的抗干扰电路，彻底解决了笔记本电脑抗干扰差而引起飞屏、死机等现象; 7 高压闪络采样为电流采样，连接方便、可靠、易操作； 8 采用先进的同步定点技术，能够显示测试点到故障点的距离；并同时显示声波和电磁波; 9 外接喷墨式打印机，取代了原来的微型打印机或针式打印机，打印效果显著提高。 整套仪器配合使用可以快速准确地找到各种电缆的故障点，广泛应用于35KV以下各种不同截面的铝芯、铜芯电力电缆、高频同轴电缆及市话电缆的低阻、短路、开路及各种高阻故障的探测，是保障安全供电的必备设备和电缆生产、维护工作者的得力助手。 华傲公司将在产品的改进、提高方面做出不懈努力，不断推出技术更先进、性能更优越、功能更完善的新产品系列，在电缆监护、测试领域中为您提供坚实的物质保障和强有力的技术支援。 为了确保您能够安全顺利地使用本套仪器，请务必在使用前仔细阅读本用户手册。 操作过程中请注意安全 XFDLZG-04电缆探伤仪安全操作规程 一、 确认故障电缆并将两头彻底断开，验证电缆不带电。 二、 用万用表或摇表确定电缆故障相及故障性质。 三、 选择低压脉冲测试电缆，根据低压脉冲反射的情况确定是否选择高压闪络方式。 四、 高压闪络（或定点）测试时，需严格按接线图接线，特别是所有地线一定要接地可靠，将放电棒与地连接并搁置于顺手位置。 五、 测试电缆故障使用的高压为直流高压，使用时需将试验变压器高压处的短路杆拔出，否则为交流高压将烧毁仪器。 六、 升压时电缆的另一端必须可靠分离、悬空并有人监护或挂警示牌。 七、 确认接线无误后，先不接主机，将球隙调整至34毫米，逐渐升压，看是否放电，若感觉该放电而未放电时，可将放电棒逐渐接近电容的高压端，看是否放电，若不放电说明接线有误，回调调压器，检查接线。若放电说明接线正常而升压不够。 八、 对于10KV或6KV等级电缆一般高压升至10KV20KV即可测试故障，对于低压电缆一般高压升至3KV8KV即可，测试故障一般不要过高加大电压。 九、 每次升压测试后应及时放电，以确保无残留电荷，确保操作人员安全。 十、 以上操作必须两人以上在场。一人操作，一人监护。 高压升压变压器 220V 被测电缆 储能电容C 调压器 注试验变压器一般为20050000（直流），调压器升高1V高压端输出就为350V，调压器升至10V高压端为3500V。 目录 前言1 系统介绍4 电缆探伤仪（主机）4 技术性能及参数（主机）4 测试原理（主机）5 低压脉冲法5 高压闪络法6 操作功能6 面板功能6 菜单功能7 基本操作流程8 测试方法和步骤10 低压脉冲法10 高压闪络法11 闪络法注意13 路径仪15 技术性能及参数15 测试原理15 定点仪18 技术性能及组成18 工作原理19 电缆故障的测试程序21 故障的性质与分类23 电缆故障产生的原因23 电缆故障波形分析原理24 低压脉冲测试法24 应用范围24 工作原理24 发射脉冲的选择25 高压闪络法25 应用范围25 工作原理26 故障点击穿的判别27 故障点靠近测试终端的波形28 故障点靠近测试始段的波形29 各种标准波形30 低压脉冲测试波形30 高压闪络测试波形30 电缆实测波形32 测试中的基本问题39 系统介绍 本仪器由电缆探伤仪主机、定位仪、路径仪三个主要部分组成。 电缆探伤仪主机用于测量故障性质，全长及电缆故障点的大致位置。 定点仪是在主机确定故障点的大致位置的基础上来确定故障点的精确位置。 对于未知走向的埋地电缆，需使用路径仪来确定走向。若已知电缆的具体走向，可不使用路径仪。 由于地下电缆地下距离与地面距离不同（地下电缆有盘园、余缆及高低走式），主机测试的距离只是地下距离，与地面上的距离不一致，因此我们说电缆探伤仪主机是一个粗测设备，它的测试结果只是一个大致结果。故障点的精确位置只能靠定位仪来测量。下面具体介绍各个部分的功能。 XFDLZG-04电缆探伤仪主机 n 技术性能及参数 q 可测类型 1. 闪络性故障或电阻值极高的故障； 2. 封闭性故障或一般高阻的故障； 3. 低阻故障、短路或开路故障； 4. 电缆长度和电波在电缆中的传播速度。 q 测试方法 1. 低压脉冲法（简称脉冲法）； 2. 冲击高压电流取样法（简称电流冲闪法）。 q 可测电缆种类 1. 各种截面的铝芯或铜芯电力电缆； 2. 同轴电缆； 3. 通讯电缆及其他类型的电缆。 q 可测电缆的电压等级 35KV 以下各类电缆； q 最大测试距离 30Km 双端测试； q 工作极限误差3.2M； q 使用环境温度-10～45℃； q 使用环境湿度 45～75 ； q 工作电压电池供电； q 外形尺寸230140270mm； q 重 量2 kg； q 仪器（主机）成套性 设备名称 数 量 规格型号 电缆探伤仪主机 1台 XFDLZG-04 高压球间隙 1个 充电器、充电电池 1套 电流取样盒 1个 输入信号线 1根 高压电容器* 1只 容量2μF，耐压30KV以上 高压实验变压器 * 1台 20050000，容量3KVA 调压器 * 1台 0250V/220V，容量3KVA 放电棒 * 1根 接地线 * 1套 注带 * 的为非标准配置，属客户自备，若没有可选购 n 测试原理（主机） XFDLZG-04电缆探伤仪主机采用的是时域反射（TDR）原理，既对电缆发射一电脉冲，电脉冲将在电缆中匀速传输，当遇到电缆阻抗发生变化的地方（故障点），电脉冲将产生反射。主机将电脉冲的发射和反射的变化以时域形式通过液晶屏显示出来，通过屏幕可直接显示故障距离。 电力电缆故障一般分为两大类低阻（短路、断路）或高阻故障。本仪器针对不同性质的故障采取不同的测试方法。其中低压脉冲法主要用于测试电缆的全长、电波传播速度、短路、开路和低阻故障；对于高阻闪络性故障和高阻泄漏性故障则用电流闪络法。 q 低压脉冲法 低压脉冲法用于测量电缆的低阻、开路或短路故障，将脉冲信号自测试端送入被测试电缆，该脉冲将沿电缆传播当遇到阻抗不匹配点（故障点或中间接头）时，由于阻抗失配形成反射，脉冲返回到测量端并被记录下来。根据脉冲入射到返回所经过的时间ΔT和电波在电缆中的传播速度V，可以计算出传播路径的长度，进而得到测试点到故障点的距离S，具体计算公式为 S ΔT V 注以上计算过程由仪器自动完成。 通过反射脉冲的极性可以判断故障的性质。对于开路故障发射脉冲与反射脉冲同极性；而对于短路或低阻故障发射脉冲与反射脉冲反极性。 由上式可看出，脉冲在电缆中的传播速度对于准确地计算出故障距离很关键。在不清楚电缆的传波速度的情况下，如已知被测电缆的长度，根据发射脉冲与电缆终端反射脉冲之间的时间ΔT，可推算出电缆中的波速V2S /ΔT q 高压闪络法（冲闪法） 电缆的高阻故障由于故障点的电阻较大（大于10倍的电缆波阻抗），低压脉冲在故障点没有明显的反射。故不能用低压脉冲法来测量，而只能由高压设备发出高压信号（冲闪时发出脉冲高压），使故障点产生闪络性放电，从而发生电压突跳。这个突跳电压在故障点和测试端之间来回反射，根据每一次往返所经历的时间和电波传播速度，同样用上面的公式计算出故障点的距离。 低压脉冲法由仪器内部产生触发，而闪络法则由外部高压产生触发。此现象可以在不同情况下按采样键得到反映，在低压脉冲时按采样波形马上显示出来，而高压闪络时按采样键波形并不马上反映出来，而是等外部高压触发打火后才显示出来。 n 操作功能（主机） q 面板（键盘）功能 本仪器主机面板设有六个功能键（510），一个电源开关（4）。另设有亮度（1）、幅度（2）、垂直位移旋纽（3）。下面逐一说明它们的功能和使用方法。 图1主机面板图 复位键（5） 对处理器（CPU）进行初始化，启动程序从原始状态开始执行，无论仪器处于何种状态，按此键后均可返回到初始状态。 采样键（6） 当仪器处于测试状态时，按下采样键使主机处于准备就绪等待脉冲或闪络信号的到来，一旦有信号到来启动主机完成高速采样的目的。按下此键后出现十字座标时，在脉冲方式下应能显示出发射脉冲和回波脉冲，在高压闪络方式下应能显示出测试波形。高压闪络方式为外触发，既按下采样键后机器处于等待状态，只有当高压球间隙放电打火后，才现测试波形。而低压脉冲为内触发，只要按下采样键，马上就可看到测试波形。 右移键（9）/左移键（10） 移动游标定位用，每按右移键一次，定位游标尺右移一个单位点；每按左移键一次，游标尺左移一个单位点。当连续按左/右键时，游标移动的速度加快，一次游标移动八 个单位点。 菜单选择键（8） 使菜单光条在菜单的各选项间上下、左右移动，以便选择各项功能。当一下一下按动时菜单光条将正向移动，连续按时光条将反向移动。 确认回车键（7） 当用菜单键选中所需的选项（即光条位于该选项）后，按此键开始执行该功能。 旋钮（1） 用来调节显示器亮度。 旋钮（2） 采样时调节此旋钮，可以改变测试波形在屏幕上的幅度。（此项功能只对重新采样后的波形起作用。） 旋钮（3） 采样时调节此旋钮，可以改变测试波形在屏幕上的垂直位置。（此项功能只对重新采样后的波形起作用。） q 菜单功能 本仪器的主要功能是通过执行功能菜单中的选项来完成的。执行某一选项的方法是用“菜单选择”键（8）将光条移动到该选项，再按回车键（7）即可。下面逐一说明各选项的功能。 置速 不同介质的电缆中电波传播速度不同，因此在测试故障之前必须选定介质类型，以确定电波传播速度。移动菜单光条选中此选项，再按“回车（7）”键，确认后再连续按“菜单选择（8）”键将循环出现油浸纸型、不滴油型、交联乙烯、聚氯乙烯电缆的波速和自选介质波速。选定后按“确认（7）”键。若被测电缆不属于前四种常见类型，则应选定“自选速度”，再按“菜单选择（8）”键调整波速数值，达到选定值后按“回车（7）”键确认。 定位 用于确定测量的起点。执行“定位”键后，游标当前所处的位置即被确定为测试起点。 压扩 由于波形数据量很大，每次采样后屏幕上首先显示得是压缩后的粗略波形。为了观察波形细节和精确定位游标，必须将波形扩展。光条位于本选项时，每按一次“回车（7）”键，波形水平尺度扩展一倍。该功能可循环执行，连续扩展四次（16倍）后又回到初始的压缩波形。 滚屏 波形扩展后需要分成多段显示，仪器自动显示第一段。若需要观测后续各段波形，应执行“滚屏”功能。光条位于“滚屏”时，每按一次“回车（7）”键，屏幕将显示下一段波形。最后一段显示完毕后，再执行“滚屏”则回到第一段波形。 归位 将游标快速移回到屏幕最左端，以便重新定位。 脉宽 此菜单只用于低压脉冲测试法。当测试距离小于400米时，应选择“窄脉宽”，此时脉冲宽度为0.2us；测试距离大于400米时，应选择“宽脉宽”，此时脉冲宽度为2us。 存储 将屏幕上的显示内容存储于仪器中。每次只能存储一屏，再次存储时，前次存储的内容将被刷新。 对比 将当前测试波形和前一次存储的波形同时显示在屏幕上，便于使用者对照比较。对比时必须要有同一条电缆存储的测试波形。 调用 在屏幕上重现前次存储的波形。 波移 进行波形对比时，执行“波移”键后进入波形移动操作，可以用“左/右移”键（9）（10）移动当前的波形，上述操作可以用于对比时，使两波形的起点对齐或移到所需位置。再次执行“波移”则退出波移操作。 日期 修改当前日期。具体用法是按“菜单选择”键（8）选择修改项（年/月/日）， 用“左/右移”键（9）（10）改变数值，修改完毕后按“回车”键返回。日期主要用于打印用。 全长 在“脉冲测试”子菜单中若执行“测试电缆速度”，则出现此选项。选择“全长”并按“回车”键（7）后，屏幕上“电缆全长”项变为高亮并显示5位数初始值“11111M”。用“菜单选择”键（8）可以将光条在各位之间移动，按“左/右移”键（9）（10）修改数值。修改完毕后，按“回车”键确认返回。 返回 返回主菜单。 r 基本操作流程 1）打开主机电源后，屏幕显示主画面“欢迎使用”。 2）按任意键（“复位”键除外），屏幕显示。 （按“菜单选择”键，光条将在五个子菜单中循环移动，按“回车” 键进入子菜单。 3）选择“脉冲测试”或“闪络测试”， 按“回车”键，屏幕显示或。 4）移动光条选择“测电缆故障”或“电压采样法”选项，按“回车”键，屏幕将显示图形操作子菜单。 低压脉冲（测试） 1 将光条移到“置速”，按“回车”键后屏幕上将循环显示四种波速及自选速度提示行，在“自选速度”选项中，按“菜单选择”键可以增减速度值。速度值达到选定值后，按“回车”键确认返回图形操作子菜单。按“采样”键，仪器自动进行采样，并在屏幕上显示采样波形。此时按“左/右移”键或“快速左/右移”键可使第一游标左右移动，达到波形起始拐点处后，执行“定位”，仪器即从该点起计算距离；再按“左/右移”键或“快速左/右移”键移动第二游标，屏幕右上方显示的距离数值随之变化，第二游标到达波形终点后，显示距离既为实际故障距离。若波形太密难以分辨，可先执行“压扩”将波形展开，通过“滚屏”找到波形起始点和终点，再执行定位。此时屏幕显示的故障距离即为实际的故障距离。若本仪器外接有打印机，执行“打印”功能可以打印出屏幕上显示的测试波形及测试报告。 2 移动光条选择“测电缆速度”子菜单，按“回车”键进入测试电缆速度操作。首先选择“全长”，按“回车”键后光条将移至屏幕右上方“电缆全长”处。修改电缆全长后，按“采样”键，游标确定起点后，屏幕左上方将将显示电缆的传播速度。其余操作步骤与“测电缆全长”或“测电缆故障”基本相同。 3 移动光条选择“返回主菜单”，按“回车”键后程序将直接返回主菜单。 闪络测试 移动光条选择“电流采样法”选项，按“回车”键，屏幕将显示直角坐标系、电缆速度、电缆距离、日期及图形操作子菜单。按“采样”键使仪器处于采样等待状态，故障点闪络放电后，仪器自动采样捕捉故障波形。其余操作步骤与“脉冲测试”基本相同。 n 测试方法和步骤 q 低压脉冲法 1. 在主菜单中选择低压脉冲方式。 2. 根据所测电缆的长度选择“窄脉宽”或“宽脉宽”。当被测电缆短于400米时，选择“近”； 当被测电缆长于400米时，选择“远”。 3. 将Q9测试线连接到仪器后面的Q9插座上，测试线的红色接线夹接被测电缆的相线，黑色接线夹接被测电缆的地线。 4. 选择“置速”。根据被测电缆的介质不同选择不同的电波传播速度。如果不是常见的四种介质电缆，则需要自行设置介质类型及电波传播速度。 5. 显示出现纵横坐标轴后，按“采样”键，屏幕上显示发送和反射脉冲波形。若波形垂直位置不当或出现上下限幅，可调整“垂直位移”和“幅度”旋钮，重新按“采样”键。 6. 波形调整适当后，按动“左/右位移”键，使第一游标对准发送脉冲的前沿t1（参见图2）。按“定位”键，此时距离显示为00000米，再按“左/右位移”键使第二游标对准回波脉冲的前沿t2 ，故障点的距离即可显示出来。 ΔT 发射脉冲 t1 t2 反射脉冲 第一游标 第二游标 ΔT 第一游标 第二游标 反射脉冲 发射脉冲 t1 t2 图2 低压脉冲测试波形图 q 高压闪络法 1. 首先按照线路原理图（图3）和实际连线图（图4）连接好测试电路，此时应注意连接好地线及放电棒。 2. 将信号线一端接于主机后面的插座上，另一端接电流取样盒。电流取样盒放至电容的接地线旁边。调节球间隙。球隙大，可使形成闪络的电压升高，反之则低。一般情况下每毫米球隙距离击穿电压为3000V。 3. 在主菜单中选择闪络测试方法； 4. 根据被测电缆的介质类型设置相应的电波传播速度； 5. 按“采样”键，仪器处于采样等待状态； 6. 接通调压器输入的220V电源，逐渐升高调压器输出电压，经PT给电容器充电， 当充电电压达到使球间隙击穿时，此时停止升压； 7. 以下步骤同“低压脉冲法”的步骤5）、6）。 8. 操作完毕后一定要将电容中的储存电量放掉。 220V VT PT D C JS 被测电缆 mA 图3.闪络测试连线图 高压升压变压器 图4.闪络测试实际连线图 220V 被测电缆 储能电容C 调压器 图中 VT为调压器,电压调节范围0250V,输出功率大于3KVA； PT为高压升压变压器，输出电压050KV，容量大于3KVA； D为整流二极管，要求反向耐压大于200KV，正向电流大于100mA； C为储能电容，容量大于1μF，耐压大于30KV； 图6. 闪络测试法波形 9. JS为球间隙，根据测试情况调节球间隙的距离，可以调节加到电缆的冲击电压高低；一般情况下每毫米球隙距离击穿电压为3000V。 n 闪络测试法注意事项 在进行闪络测试时，一定要在主菜单中选择闪络方式。若误选低压脉冲方式，将使仪器内部输出的脉冲信号和外部的大功率闪络信号短路，造成仪器故障甚至损坏； 连线时，一定要将高压大电流的地线和低压小电流的地线分开，分别接至电缆头喇叭口的铅包地线上（参见图4）。若将地线统统接在一起，由于地线接触不良而存在一定的接触电阻，在闪络测试过程中，电缆故障点被击穿时会有近几百安培的瞬时电流流过同一地线，使仪器地电位抬高，造成严重的仪器损坏事故； 球间隙间距应由小到大调节，即所加的电压应以故障点能充分闪络放电，仪器能记录到理想的波形为好，切勿一开始就将球间隙间距调节得很大；一般情况下每毫米球隙距离击穿电压为3000V； 注意“幅度”与“上下位移”旋钮的配合调节； 若故障点放电困难，应尽可能地加大（并联）储能电容的容量； 220V VT PT D C JS 被测电缆 mA 图7. 精确定点连线原理图 当电缆探伤仪粗测结束，测出故障点大致位置后，需要进行定点精测。关掉主机电源，按图7进行连接。 XFDLZG-04路径仪 n 技术性能及参数 q 测试信号正弦波，频率 1KHz、30 KHz； q 输出功率30W； q 电源电压交流220V10﹪，50Hz1﹪； q 外形尺寸 22021080mm； q 重 量0.5kg； q 使用环境温度-1040℃； q 仪器成套性 路径信号发生器 1 台； 路径信号接收器 1 台； 输出连接电缆线 1 根； 接收连接线 1 根； 探棒 1 根； 耳机 1 个； n 组成与工作原理 路径仪由信号发生器、功率放大器、接收器等部分组成。当路径仪输出的正弦波信号加到电缆上时，在电缆周围有电磁场存在，利用磁电传感器（感应线圈）将电磁波转换为电信号，通过放大器放大，再由蜂鸣器或耳机转换为声波信号，同时可以用表头反映出信号的变化。当线圈位于电缆正上方并垂直于地面时，线圈的感应电动势最小；当线圈垂直于地面并偏离电缆一定距离时，通过线圈的磁力线增加，线圈的感应电动势增大（图9）。利用这一原理即可对电缆的路径进行探测。 图8 路径仪使用示意图 耳机 接收机 探棒 图9 路径探棒工作原理图 由上图可知使探棒线圈轴线垂直于地面，慢慢移动，当线圈位于电缆正上方且垂直于电缆时，磁力线与线圈平面平行，没有磁力线穿过线圈，线圈内无感应电动势产生，耳机中听不到声响，且表头指针指示最小。然后将探棒先后向两边移动，就有一部分磁力线穿过线圈，产生感应电动势，耳机中开始听到音频响声，且表头指针逐渐增大。随着探棒缓慢移动，声响逐渐变大，当移动到某一距离时，响声最大，再往远处移动，响声又逐渐减弱。在电缆附近，声响与其位置关系形成一马鞍形曲线，曲线谷点所对应的测试位置即电缆所经过的路径。 利用上述原理也可以探测地下电缆的埋设深度 ，如下图10所示，在电缆的导体与地之间通入音频信号。使电感线圈的探棒垂直于地面，并放在被测电缆的正上方，找出耳机中声响最小（音谷）时线圈所处的位置，记下其所对应的地面位置A；然后将探棒倾斜，使之与地面成45角（垂直于电缆的走向）并沿电缆向左或右移动，找到音谷点B和B1，在这两个位置上，线圈的轴线与磁力线垂直，穿过线圈的磁力线最少，耳机中听到的声音最小。因DOAB为等腰直角三角形。所以埋设深度hOAAB。 声音最小 声音最小 声音最小 B1 A B 地面 45 45 h 磁力线 图10 电缆埋设深度的探测 O 45 l 路径信号源 1. 将路径仪信号源的输出端连接线的红夹子接被测电缆的任一相（一般为好相），此相的另一端接地。黑夹子接大地（系统地）； 2. 选择高频或低频；一般情况下选择低频。低频辐射小，不容易耦合到其他电缆上。高频辐射强，可测较长电缆。 3. 调节输出电位器使表头指示达到满刻度的10％至70左右，能清楚辩析所接收的电磁波为好。 l 路径接收器 1. 将探棒接信号接收器面板的输入插孔，耳机接输出插孔（当环境躁声较小时，可不接耳机），工作后应能听到连续或断续的“嘀嘀”声； 2. 将频率选择到与发射机输出频率相一致； 3. 当探棒与地面垂直并左右移动时，能听到信号强弱及连续不同的“嘀嘀”声，接收表头也可反映接收信号的大小。当接收声音最小或断续,而两边声音大并连续时，探棒下面即是电缆的埋设位置。一边向前走，一边摆动探棒,耳机里听到的声音最小的各点连线即为电缆的埋设走向。 n 注意事项 ① 仪器的输出端与被测电缆未连接时,不得接通电源开关； ② 测量路径时,一般使电缆的终端与地短接； ③ 若接受到的声音很小，可考虑以下原因 电池不足，将波段开关拨到电池档检查电池； 地线未接好，应将地线可靠接地； 转换芯线和地线的夹子，克服由于屏蔽造成的影响。 XFDLZG-04 电缆智能定位仪 n 简介 电缆故障测试中粗测距离是很容易的。如果用XFDLZG-04追踪仪主机来粗测的话，一般只要数分钟便可测出故障点至测试端的粗略距离，而且粗测误差一般不会超过10米。因此，粗测距离已不是寻测故障的主要矛盾。大量实践证明精确定点方面的问题已成为快速寻测故障的主要矛盾。即具体定点则是电缆测试中的最为关键的一步，现在越来越多的使用交联电缆，而交联电缆的故障大部分为封闭故障，故障点的放电声往往在十几米甚至几十米都有几乎一样大的响声，这给定点带来了很大的困难，靠传统的听声法及机械表头摆动来判断故障点显然已满足不了测试要求。另外在实际定点中，由于测试人远离测试端，当尚未听到由故障点传出的地震波时，心情往往会急躁起来，甚至会怀疑放电设备没有工作。有时在有脉冲声源的干扰背景中往往需要知道自己听到的声波是否与放电设备的放电周期同步，否则就无法做出最后的判断。 正是为了解决上述问题，我们研制了XFDLZG-04电缆智能定位仪。本仪器是通过声学、电磁学、电子信号处理、电子对消理论等方法对电缆故障精确定点的仪器。应用冲击放电器在电缆故障处产生电弧，电弧的冲击波由地面的探头采集到，先采用声频和视频的方法放大，然后通过磁脉冲（MP）和声频脉冲（AP）之间的时间间隔，由CPU计算出距离。根据距离的变化就可以找到电缆上的故障。 XFDLZG-04电缆智能定位仪配备了一流的集成电路和放大器。在仪器声音通道上的过滤装置最大限度地去除干扰噪音，同时增强电弧产生的声音。液晶显示屏可同时显示声音脉冲和磁脉冲以及故障点距探头测试点的距离。 n 技术性能及组成 q 可同步接受故障点放电时产生的声波和电磁波，经CPU处理并由液晶屏显示出探头测试点到故障点的距离及声波和电磁波的具体情况。 q 显示距离最大22.6米，最小距离0.1米； q 电源电压9V； q 功 耗0.6W； q 数显误差≤5， 定点误差0.3m； q 使用温度-1045℃； q 外形尺寸定位仪1808070 mm； 探头Ф8590 mm； q 重 量1.5Kg（含探头）； q 仪器成套性 电缆智能定位仪 1个 声 波 探 头 1个 耳 机 1副 信 号 线 1根 n 工作原理 图11 定位仪的接线及功能指示图 输出 输入 音量 开关 距离显示 电显示 声显示 距离显示 XFDLZG-04 电缆故障智能定位仪 本仪器是由电磁波传感器、声波振动传感器、CPU数据处理器、液晶显示器和音频放大器等五部分组成。 1 2 3 4 5 （S） 最大显示距离 22.6（22.7）米 开始记数 以声波速度记数 记数截止 电磁波触发 声波中断 图12 同 步 定 点 原 理 关 系 图 由于电磁波的传播速度比声波的传播速度快，当故障点打火放电时仪器首先收到电磁波然后才收到声波，我们可以这样理解当故障点打火放电时，仪器几乎同时就收到了电磁波（电磁波传播速度相对声波为无穷大），然后声波才慢慢传到仪器上。因此我们可以将电磁波作为开门信号，以声波传播距离S为探头到故障点的距离。即当仪器收到电磁波后就开始以声波的速度记数，当收到声波后停止记数，此时的记数值就为探头到故障点的距离。 实际仪器接收的是电磁波与声波的时间差t，声波的传播速度V是已知的，因此探头到故障点的距离就可以下列公式计算 SVt 由上图可知，当进行冲击高压放电定点时，电磁波传感器接收到由电缆辐射出的电磁信号后，送至CPU数据处理，并启动计数器开始记数。当声波探头接收到振动波时，数据处理器产生中断信号，使计数器停止记数并显示故障点至探头的距离读数。当再次冲击放电时，重复上述过程，并刷新前一次的数据。声波信号经音频放大器放大后可由耳机监听，配合数显精确定点。 若探头距离故障点过远（大于22.6米）或由于声波信号太弱，则探头接收不到声波形不成记数中断，数显距离显示为22.6或22.7米。即到22.6米时，还没有接收到声波就自动截止记数，并显示最大距离22.6或22.7米。 n 测试方法和步骤 ① 按定点方式连接高压设备冲击放电。此时放电球间隙不宜太大，原因是定点过程所需时间相对较长，若球隙较大，则冲击电压较高，长时间的冲击高压可能使故障点形成死短路而不能放电； ② 用追踪仪粗测距离，沿路径走到故障点的大致位置； ③ 将探头放在电缆上方，调整音量，带上耳机； 图13 定位时声音和数显距离的变化图 声音变大，显距变小 声音最大，显距最小 声音变大，显距变小 ④ 当探头沿电缆移动时，数显距离最小，声音最响时，探头下方即为故障点。见图13所示。 n 测试技巧和注意事项 0 1 2 3 22.6（22.7）米 电磁波触发 声波到来以前已自动截止 图14 故障点较远或声波太弱时的关系图 当听不到有规律的“啪啪”振动声（与球隙放电打火声同步），而距离显示为22.6（22.7）米时，则表明故障点距离探头太远（大于22.6米）或振动波太弱，此时应继续往前寻找。将仪器的最大显示范围定为22.6（22.7）米，是因为当范围太大时，干扰进入的频率将增大，显示的错误数据也将增加，使测试人员往往产生误判断。另外地下声波也不会传播的太远，过大的显示范围已没有意义。 0 1 2 3 3.6 4 5 电磁波开门 干扰声波截止 正常声波 图15 干扰声波误触发关系图 有时探头放在同一点时，仪器显数会不同，如一会显5米，一会显3.6米。其实这是正常现象。因为当电磁波将门打开后，在收到放电打火声波前也许会收到别的声波，仪器收到任何声波都会使记数截止。此时应在同一地点多测一会，多取一些数据，因为干扰声波不会每次都同一时差进来，所以应取出现频率最高的数为正确数据。 当遇到连续的干扰声时，仪器将会失去它的记数功能，一直显示00.0米。此时应以听声音为主。 当遇到强磁场时（电磁波指示一直有），电磁波会误触发，此时记数也不会准确。 当遇到地下情况复杂时，如下图所示。由于厚地板起到了阻音作用，声波可能从 B L A H H 图16 电缆沟中的特例图 夹缝中传播的更快（或只能中夹缝中传出），此时A点显示的距离比B点大（A点距离为2LH，B点距离为LH）。B点为所有点中显示距离最小的。此种情况多发生在电缆沟上测试时。 ⑥ 在听声音的过程中，当听到有规律的“啪啪”振动信号时，应调整音量旋钮使耳机音量逐渐减小，以缩小听测范围，最后集中到一个最响点。 ⑦ 使用中应注意保护探头，将探头扎入土地时，在垂直方向上稍微用力即可，千万不能用力撬或旋转，以免损坏探头。 ⑧ 不使用仪器时，应关闭电源以节省电池。当仪器出现声音弱或灵敏度降低等现象时，可能是电池不足造成的，此时应及时更换电池。 电缆故障的测试程序 电缆探伤仪查找埋地电力电缆故障一般要经过以下步骤 分析电缆故障性质，了解故障电缆的类型； 不同性质的电缆故障要用不同的方法测试，而不同介质的电缆则有不同的测试速 度。不同耐压等级的电缆则有不同的耐压要求。而被测试电缆的接头位置及最近是否在电缆上方施过工。这些在测试前都必须做到心中有数。 用故障测试仪主机的低压脉冲法测试电缆长度、校对电缆的电波传输速度； 测试电缆全长可以让我们更加了解故障电缆的具体情况，可以判断是高阻还是低阻故障，可以判断固有的电波速度是否准确（准确的电波传输速度是提高测试精度的保证。当速度不准确时，可反算速度）。这些都可以用低压脉冲测试法来解决。 如下图，当用低压脉冲分别测试电缆的故障相与好相并比较时 当LL1时；表示故障点有反射。故障可由低压脉冲测试，L1即为故障反射距离。 好相 坏相（高阻故障） 坏相（开路故障） 坏相（短路故障） L1 L 图17 低压脉冲测试关系图 当LL1时；表示故障相的故障为高阻故障，低压脉冲测试时无法观察到故障反射。只能观