XD-200D电缆故障测试仪使用说明书.doc

西 电 科 技 XD-200D 电缆故障测试仪 使用说明书 西安电子科技大学机电科技有限公司 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 地址西安市高新区科技路六号 邮编710065 电话（029）88202518/88202801 传真（029）88201462 目 录 一、 概述仪器功能与特点主要性能指标 二、 仪器的系统组成和工作原理 三、 仪器的配套性 四、 仪器面板说明 1． 仪器面板结构示意图 2． 仪器面板结构说明 3． 荧屏触摸键说明 4． 二次脉冲发生器的面板结构示意图 5． 仪器的操作使用步骤 （1）用低压脉冲法测试电缆的低阻接地、短路、断路故障 （2）用二次脉冲法测试电缆的高阻泄漏故障（包括高阻闪络性故障） （3）用冲击高压闪络法测试电缆的高阻泄漏故障（包括高阻闪络性故障） （4）波速测量 （5）测试结果的保存 （6）测试结果的打印输出 （7）“帮助”功能的使用 （8）“返回” （9）“退出” 五、 二次脉冲法测试的操作技巧仪器使用注意事项 XD-200D电缆故障测试仪 使用说明书 一、概述 XD-200D电缆故障测试仪用于检测各种动力电缆的高阻泄漏故障、闪络性故障、低阻接地和断路故障。 由于本仪器采用目前国际上最先进的“二次脉冲法”技术，加之自主开发的测试技术和高频高压数据信号处理装置，使其具有最好的电缆故障波形判断能力和最简单方便的操作系统。本仪器具有独立的知识产权，是国内率先研制成功、国内独一无二的“二次脉冲法”电缆故障测试仪。 二次脉冲法的先进之处在于使现场测得的故障波形得到大大简化，将复杂的高压冲击闪络波形变成了非常容易判读的类似于低压脉冲法的短路故障波形。降低了对操作人员的技术要求和经验要求。所以，大大提高了现场故障的判断准确率。任何人都能方便、准确地判读波形，标定故障距离，达到快速准确测试电缆故障的目的，使故障测试成功率得以大大提高，国内所有传统电缆仪无法与之比拟。XD-200D电缆仪的整体技术可以和国外同类产品媲美，其性能价格比也大大优于国内外同类产品。 XD-200D电缆故障测试仪采用超大真彩显示触摸屏幕，波形显示特别清晰。由于采用定义清晰屏幕模拟按键，使得操作也十分简单。 二、仪器功能与特点 1． 可测35KV以下等级所有电缆的高、低阻故障，适应面广。 2． 采用国际最先进的“二次脉冲法”测试技术。同时还具有传统的冲击高压闪络法和低压脉冲法。 3． 任何高阻故障均呈现最简单的类似低压脉冲短路故障波形特征，极易判读。 4． 具有方便用户的软件和全中文菜单以及荧屏触摸按键操作。按键定义简单明了。测量方法简单快速。 5． 检测故障成功率、测试精度及测试方便程度优于国内任何一种检测设备。 6． 超大液晶屏作为显示终端，仪器具有强大的数据处理能力和友好的显示界面。 7． 具有极安全的采样高压保护措施。测试仪器在冲击高压环境中不会死机和损坏。 8． 具有标准打印机接口。 9． 操作简单，可靠性高。具有极高的性价比。 10． 无测试盲区。 11． 内置电源，可在无电源环境测试电缆的开路及低阻短路故障。 三、主要性能指标 1．测试方法二次脉冲法；冲击高压电流取样法；低压脉冲法. 2．冲击高压低于35KV 3．数据采样速率 48MHz、24 MHz、12MHz、6 MHz 4．测试距离＞16Km 5．读数分辨率1m 6．系统测试精度小于50cm 7．测试电缆长度设有短距离（＜1Km ）； 中距离（＜3Km）； 长距离（＞3 Km）三种 测试脉冲幅度约400VP-P 8． 二次脉冲发送及故障反射信号的自动显示，使得故障特征波形的表示极为简单。所有的高阻故障波形仅有一种，即类似低压脉冲法的短路故障波形。 9．具有测试波形储存功能能将现场测试到的波形按规定顺序方便地储存于仪器内，供随时调用观察。可以储存大量的现场测试波形。 10．能将测得的故障点波形与好相的全长开路波形同时显示在屏幕上进行同屏对比和叠加对比。使得故障距离的判断更加准确。 11．内置电源充满电后可连续工作1小时，亦可外接交流电源工作。 12．工作条件 温度-10℃～45℃，相对湿度 90，大气压力75030mmHg。 四、仪器的系统组成和工作原理 XD-200D电缆故障测试系统的组成方框图如图一所示 图一 XD-200D电缆故障测试系统组成框图 作为采用二次脉冲法的电缆故障测试系统，本套仪器包括可以产生单次冲击高压的“一体化高压发生器”、“二次脉冲产生器”、“二次脉冲自动触发装置”和测试波形分析处理的电缆故障测试仪。为方便起见，将“二次脉冲自动触发装置”和电缆故障测试仪组合在一起，统称为“XD-200D电缆故障测试仪”。 简单工作原理 “二次脉冲产生器”的作用是将“一体化高压发生器”产生的瞬时冲击高压脉冲引导到故障电缆的故障相上，保证故障点能充分击穿，并能延长故障点击穿后的电弧持续时间。同时，产生一个触发脉冲启动“二次脉冲自动触发装置”和电缆故障测试仪。“二次脉冲自动触发装置”立即先后发出两个测试低压脉冲，经“高频高压数据处理器”传送到被测故障电缆上，利用电缆击穿后的电流电压波形特征，将形成两个完全不同的反射脉冲记录在显示屏上。一个脉冲波形反映电缆的全长，另一个脉冲波形反映电缆的高阻（短路）故障距离。 五、仪器的配套装置 1.XD-200D电缆故障测试仪 一台 2.二次脉冲发生器 一台 3.一体化高压发生器 一台（选购件） 4.高压引线夹 二根 5.双Q9测试线 一根 6.Q9夹子测试线 一根 7.接地夹子线 一根 8.220V电源线 一根 9.USB接口线 一根 10.电流取样盒 一个 11.仪器使用说明书 一份 12.仪器保修卡 一份 六、仪器面板说明 1．仪器面板结构示意图如二图所示 图二 仪器面板结构示意图 2．面板结构说明 面板的左边是仪器的显示屏，此显示屏为触摸屏。各种功能键都在荧屏的右侧和下侧。面板的右边为仪器的电源开关、位移和幅度调节旋钮、自检按钮、“USB”接口和信号接口、机内电池充电接口以及工作状态指示灯。其屏幕下方还有当前设置参数提示。 3．荧屏触摸键说明 荧屏触摸键看似复杂，有二十一个模拟按键。但是，由于模拟按键分为三大功能模块，操作内容定义清晰，实际操作时反而简单，相当于屏幕菜单的快捷键操作。 荧屏右侧按键模块，只是在仪器进入设置界面时，对电缆类型、采样脉冲宽度、延迟时间等内容选择确定后就不用了。电波测速、打印波形、打开文件的选择操作和保存文件的操作。只要点击相关模拟键，屏幕将弹出二级菜单引导操作人员逐项选择相关命令，仪器便开始执行此项菜单的相关命令，完成操作者意图。 4．二次脉冲发生器的面板结构示意图如图三所示 图三 二次脉冲发生器的面板结构示意图 七、仪器的操作使用步骤 由于本仪器主要在高压环境下工作，在现场使用此仪器检测电缆故障前，应详细阅读本使用说明书中的有关仪器测试原理、接线方式和使用注意事项。以免发生人身事故和损坏仪器设备。 1． 用低压脉冲法测试电缆的低阻接地、短路、断路故障 A．此时不用二次脉冲发生器。直接在电缆故障测试仪的输入输出接口接出一根夹子线。将夹子线的红夹子夹在故障电缆故障相芯线上，黑夹子夹在电缆的外皮地线上。 B．启动仪器电源（按下“仪器电源”和“电源开关”），屏幕将在完成自检程序后自动进入设置界面。此时仪器默认的状态是“二次脉冲法”。应根据现场被测电缆种类、长度和初步判断的故障性质选择使用方法，按屏幕上的触摸“操作”模块中的相关键完成初始状态设置。设置在“低压脉冲法”时，面板右侧的“闪络/脉冲”指示灯为绿色。在此界面还可以进行波速测量和打开历史文件查阅以前的测试结果。其设置界面如图五所示。 C. 完成设备参数设置后，点击“采样”键，屏幕进入测试和波形处理界面，自动发出测试脉冲。此界面将显示电缆的开路（全长）波形或低阻接地（短路）故障波形。按下“采样”键，仪器将自动不断地进行测试采样，操作者应不断调节“波形位移”和“输入振幅”，并观察采到的回波，直到操作者认为回波的幅度和位置适合分析定位为止再次按下“取消采样”键，仪器将停止采样。仪器的参数设置、测试时间等基本信息也在屏幕下方显示。界面如图五所示 图四 仪器的初始设置完成后的界面 D．“保存” 很多时候，需要将测试结果保留或留作对比用，就要利用仪器中的“保存”功能，将此次测得的波形保存在仪器的数据库中。 如果测试人员认为有必要保存此次测试结果，可点击“保存”键，根据二级菜单提示选项进行保存。 “保存”操作步骤点击“保存”键，屏幕将弹出数据库菜单，如默认菜单上提示的参数，点击二级菜单上的“保存”键便自动将此次测试的波形存入数据库了。如图七所示。若考虑到要输入测试地址、测试人员等相关资料，可按正常的习惯的汉字输入法在表中填写文件名和相关的信息（汉字输入时，应将标准键盘接到面板的“USB”接口），点击菜单中的“保存”模拟键，便完成波形数据的保存。 E． 打开文件 在图五界面也可以点击“打开文件”,观察以前测试的历史纪录。操作过程与“保存文件”相似。此不赘述。 F． 在图六的测试结果界面，如需要打印，可以将此次测试结果通过“USB”接口，在外接打印机上打印出来。请参阅图二十三。 2．用二次脉冲法测试电缆的高阻泄漏故障（包括高阻闪络性故障） 测试前的准备工作 在现场，首先将高压发生器、电缆故障相、系统接地线、电缆接地线、电缆故障测试仪连接起来。仔细检查接线确保无误。现场接线如图七所示。 启动仪器电源，屏幕将在完成自检程序后自动进入设置界面。根据现场被测电缆种类、长度和初步判断的故障距离选择脉冲宽度和延迟时间，按照屏幕模块中的相关键完成初始状态设置。设置好后的界面如图八所示。 完成设置界面后，界面下方一栏中将显示此次设置的所有参数值。 A. 系统功能自检 在按规定接好各种接线之后，冲击高压二次脉冲法测试之前，应首先进行系统功能自检。此步骤的目的是检查接线是否正确，调整振幅调节和位置调节电位器,使将要采集到的波形显示在屏幕的最佳位置，以便判读故障距离。 系统功能自检的方法 仪器接通电源，完成界面相关参数的设置后，按一下面板上的“自检”键。屏幕上会出现上下两个完全相同的低压脉冲测试波形。此波形实际上反映的是电缆开路全长。在仪器不断的数据采集过程中调节“振幅调节”和“位置调节”两个电位器，直到操作者认为屏幕上显示的测试波形位置和幅度有利于判读为止。 系统功能自检界面如图九所示 图五 低压脉冲法测试的开路全长波形界面 图六保存波形时的提示界面 A、 始端闪络法接线示意图 B、 始端闪络法接线示意图 图七、现场故障测试接线示意图 图八 二次脉冲法完成设置后的界面示意图 图九 仪器在二次脉冲法时的自检测试波形 B. 正式进行二次脉冲法测量 完成仪器自检后，按一下荧屏上的“采样”键，仪器界面进入待测试状态。屏幕中心提示菜单显示“采样中”。界面如图十所示。即可立即启动一体化高压发生器。 图十 二次脉冲法采样待测试界面 C．将冲击高压调到10KV左右，先进行试测。如加冲击高压后测得的波形仍如图十所示自试波形，即上下两波形完全一样。两回波脉冲的极性与发射脉冲的极性一致，游标定位显示的是电缆全长，说明故障点未被冲击高压击穿。须重新按“采样”键（以后仪器进入自动采样状态，不用再按“采样”键），并升高冲击电压。一边升高冲击电压，一边进行采样和屏幕监视。并同时调节“波形位”和“输入振幅”电位器，直到看见屏幕下面的波形出现与发射脉冲极性相反的回波脉冲为止（上面的波形一直不会变化）。这时屏幕显示的测试波形应该是最终采样结果。可以进行“波形操作”了。 最终采样结果界面如图十一所示。 D．按荧屏下方模块中的“展宽”或“压缩”键，使测试的波形宽度比较适合故障距离的判读。然后，按“、o、←\、→a”键，将上下两波形重叠。可以看出，故障回波前的那部分重叠较好，故障回波后的波形部分有明显的发散。波形操作结果应如图十二所示。 图十一 最终采样结果界面 E．移动游标判读故障距离。在键盘上有“游标切换”和相应左右游标的左右快移和慢移相关键。按“游标切换”键时可看到游标线下部的双箭头在两游标线间来回切换。箭头在哪条游标下便可移动哪条游标。总可以将两条游标移到起始波形和回波的拐点。 在完成上述操作后，两游标间显示的数字即为故障点到测试端的距离。其最终测试结果界面如图十二所示。 图十二 最终测试结果显示界面 F．测试完毕后，如果操作者认为此次测试结果有保留价值，可点击屏幕右边的“保存”键。界面将弹出文件保存的二级菜单。点击二级菜单上的相关键后，由“确认”键或“取消”键确定此次测试结果的保存或取消。 3．用冲击高压闪络法测试电缆的高阻泄漏故障（包括高阻闪络性故障） 本仪器可用冲击高压闪络法测试电缆的高阻泄漏故障。冲击高压闪络法测试电缆的高阻泄漏故障是目前在国内流行的传统检测方法。很多用户都习惯使用此方法。是二次脉冲法测试电缆故障的一种补充方法。外接线路较为简单，但是波形分析的难度较大，只有在大量测试的基础上，有一定经验后才能熟练掌握，远没有二次脉冲法简单，但还是一种行之有效的测试方法。 冲击高压闪络法的接线方式如图十三所示 图十三 冲击高压闪络法的接线图 将仪器附带的电流取样器用双Q9线与主机连接后放在电缆与高压设备间的接地线旁即可。只要冲击高压发生器输出的电压足够高，故障点在此冲击高压的冲击下被击穿，电缆中就会产生电波反射。电流取样器将地线上的电流信号通过磁耦合取得的感应电动势传给XD-200D电缆故障测试仪，经过A/D采样和数据处理，并将采得的波形显示在屏幕上进行故障距离分析。 仪器的预置方法和二次脉冲法的预置一样，只是在预置时将采样方法改成高压闪络法即可。预置界面如图十四所示。 图十四 冲击闪络法预置界面 电缆类型和采样频率确定以后就可以点击“采样”键，进行采样等待。一旦高压发生器进行冲击高压闪络，仪器就自动进行数据采集和波形显示。如果采样波形不理想，可以再次点击“采样”键，进行第二次采样。以后仪器便进入自动采样程序。高压闪络一次，仪器采样一次，在此过程中可不断调节“波形位移”和“输入振幅”电位器，直到认为波形适合分析定位为止，再次点击“采样”键终止采样。采样结果如图十五所示。 图十五 冲击高压闪络法测试结果界面 当采集到较为理想的波形后，便可“展宽”、“压缩”和波形位移、游标移动等模拟按键标定故障距离。 4．波速测量 不同厂家生产的电缆，尽管型号相同，因为工艺和介质配方的差异，会导致电波传播速度的差异。如果直接使用仪器给出的平均电波传播速度，会造成一定的测试误差。为了更加精确地测试故障距离，往往需要重新核对（测试）该电缆的电波传播速度。 电波测速的方法如下 A.首先选一段已知长度被测电缆。如果此次被测电缆的长度为已知，也可以用此电缆进行测速。 B. 仪器进入设置界面后，将仪器设置在低压脉冲测试状态。选取适当的采样频率和脉冲宽度。“电缆类型”预置在开机默认值“油浸纸电缆”。仪器的测量夹子线接在被测电缆的芯线和外皮上。点击“波速测量”键，并点击“确认”键。屏幕自动弹出“波速测量”过渡界面二级菜单“请选择波速的计算方式”。屏显如图十六所示波速测量过渡界面1。 图十六 波速测量过渡界面1 先确认“用适时通讯数据计算速度”，再点击二级菜单中的“测量吧”模拟键，仪器自动发出一个测试脉冲，在电缆终端将产生一个开路反射脉冲。此过程产生的测试波形记录在下一个过渡界面上屏幕上。通过波形“扩展、压缩”操作和“游标”操作，将两游标对准发射脉冲和回波脉冲的前沿拐点。两游标间的读数为两脉冲间的间隔时间。弹出过渡界面2，如图十七所示的波速过渡界面2。 C．再点击此界面中右边的“计算速度”模拟键，仪器又进入下一个过渡界面。在界面中间弹出二级菜单“请输入两游标间距离”的过渡界面3。如图十八所示。此时，将被测电缆的实际全长数用数字键输入即可。此时再点击二级菜单中的“确定”键，界面进入显示波速测量结果界面。在此界面的二级菜单中的数字就是该被测电缆的电波传播速度。如图十九所示的过渡界面4。如果需要重新计算，可点击菜单中的“重算”键，重复上述电波测速过程。如认可此次测试结果。点击菜单中的“离开”键，仪器自动进入现场故障测试状态。界面回到仪器如图五的初始设置界面，进行正式故障测量。不过，点击“开始检测”键后荧屏弹出级菜单“请输入自定义电缆的传播速度”，还要进一步“确认”界面中二级菜单此次测量的电波传播速度，如图二十。仪器才正式发送低压脉冲进行测量。测试波形如图二十一所示界面。点击荧屏左下角的“展宽”或“压缩”键和荧屏右下角的游标“左、右”移动键，使两游标对准发射脉冲和回波脉冲的前沿拐点。两游标间显示的距离数即为电缆的开路故障（全长）或短路故障的距离。 此界面下方的设备参数设置栏显示了重新设置的电波传播速度和所有的当前设置参数与测试时间。 图十七 测量过渡界面2 图十八 测量过渡界面3 图十九 波速测量过渡界面4 图二十 波速测定后进行故障测试时再次确认的界面 图二十一 确定新的电波传播速度后的故障实测界面 图二十二 测试结果保存界面 5．测试结果的保存 如要将测试结果保存下来，可在图二十一的基础上点击荧屏右侧模拟按键中的“保存”键。荧屏将弹出保存数据库的二级菜单，如图二十二所示。此时点击二级菜单中的“保存”键，仪器将自动把此次测试波形和结果保存在仪器的数据库中。 6．测试结果的打印输出 有时，需要将测试波形以文件形式打印输出，可利用仪器的打印功能完成。例如图二十三所示测试结果需要打印输出，将仪器面板上的“USB”接口用一根两头都是“USB” 插头的连接线与通用打印机相连。点击屏幕右侧模拟键中的“打印波形”键。打印机将自动打印出如图二十三所示的图形和右下角的参数表格。表格中的一些内容，如检测地点、故障距离、操作人员等可由现场操作人员填写。 图二十三 测试结果打印输出界面 图二十四 “帮助”内容选择界面 图二十五 帮助手册 7．“帮助”功能的使用 本仪器所设“帮助”键的目的是让现场操作人员遇到一定困难时提供必要的提示。点击“帮助”键弹出“帮助手册”，显示界面如图二十五示。 只要点击“帮助手册”中的相关内容，操作者将获得诸如“使用说明”、“技术支持”、“使用注意事项”等重要信息。此功能的设置，将为用户提供更多的操作信息，便于用户更好地掌握仪器操作技巧。如图二十五左边栏目所示。 8．“返回” 此键在需要将界面回到设置界面时使用。以便重新设置电缆测试的各种参数和测试方法。 9．“退出” 在数据处理界面，测试完毕后，需要结束此次测试时，两次点击此键，仪器自动回到计算机的桌面系统。进入关机或其他应用状态。 八．二次脉冲法测试的操作技巧 尽管二次脉冲法测试波形极易判断、准确性也较高，但要获得一个较为理想、方便判读的波形还需掌握一定的技巧才能应用自如。 现场按二次脉冲法接好线路后，第一次施加冲击高压往往得不到较为理想的测试波形，只能算是一次试测。因为事前并不知道故障的距离，故障点的抗电强度也不清楚。如果冲击电压加得不够高，故障点没有被冲击高压击穿产生电弧，是采集不到故障回波的。这时只能看到两个终端开路波形。必须提高冲击电压直到看到故障回波为止。这是其一。 其二，有时故障点距测试端较远，回波较弱，就必须改变发射测试脉冲的宽度，以得到较强的回波。本仪器设有“短距离”、“中距离”、“长距离”三种宽度的测试脉冲。“短距离”脉冲适合测试在1 Km距离内的故障，“中距离”脉冲适合测试3Km距离内的故障，“长距离”脉冲适合测试3Km～16 Km距离内的故障。欲改变测试脉冲宽度，可点击屏幕右侧的“脉冲宽度”触摸键，观察屏幕下方的参数提示栏中“短距离”、“中距离”、“长距离”三种脉冲宽度的循环显示，只要显示到需要的脉冲宽度即可进行下一步操作。 其三，因为事前并不知道故障的距离，仪器当前预置的测试脉冲迟延时间不一定合适。如果迟延时间较短，闪络过程中的大振荡还没有结束，二次测试脉冲的故障回波将叠加在大振荡波形上，造成二次脉冲与一次脉冲的波形重叠不好，增加了波形判读的难度，就有必要增加迟延时间。只要点击屏幕右侧的触摸键“二次延迟”，在2x S～10 xS间试选一个，直到方便判读波形即可。 总之，使用二次脉冲法测试时，要多次调节“波形位移”、“输入振幅”电位器和“脉冲宽度”、“二次延迟”等相关按键才能得到理想结果。 由于在二次脉冲法测试过程中，高压设备与故障电缆之间串有“二次脉冲产生器”，实际加到电缆故障相上的冲击高压比高压发生器输出的电压低一些。如果高压发生器的输出电压已经达到35KV，故障点还未被击穿，此时应更换测试方法。将二次脉冲法测试改为冲击高压闪络法，利用传统的电流取样法进行测试。 九．仪器使用注意事项 1．在进行故障测试前应仔细阅读仪器使用说明书，掌握好操作步骤和仪器的安全接线。 2．本电缆故障测试仪的主要特点之一是无外接电源，设备全部由机内内置电池提供。这给仪器的使用带来很大的方便，提高了安全因素。机内电源电池的状态由荧屏右上方电池电量显示百分比。不足时会有声音提示。在每次到现场测试电缆故障时，必须将机的电池电压充足。外接电源充电时，“测试电源”开关上的指示灯亮，表示正在进行充电。一般充电四个小时即可。电池电压充足以后可以保证正常工作2小时左右。仪器在使用时可接交流电源进行浮充使用。但是在进行高压闪络测试时，必须与外部交流市电完全断开。 3．为节约内置电源，在作波形分析而不进行数据采集时，可以按起“测试电源”开关，断开A/D采样器的电源。但进行数据采集时必须按下“测试电源”开关。否则，将无法进行采样。 4．由于仪器在冲击闪络（二次脉冲法）状态工作时，电缆地线到高压设备间的连接地线上将产生数千伏的瞬时高压，仪器的“二次脉冲产生器”接地线时，一定要将仪器地线直接接到系统地上而不能接在别处。否则在进行冲击高压时有可能造成仪器死机，甚至损坏仪器。 5．一般情况下机内电脑和数据采集器不会有问题。如果有问题，多数情况是连接电缆接触不良。可用替换法从仪器的提示信息予以排除。 6．仪器属高度精密的电子设备。非专业人员千万不要轻率拆卸。仪器有问题，请及时与经销商或本公司联系。如因人为因素造成仪器损坏，将使你失去仪器保修的权利。 7、此仪器要退出测试状态并关机时，应按“返回”键和“退出”键逐步退到桌面系统，再按正常程序关闭计算机。计算机关闭后，请将面板上的“电源开关”键弹起，以确保计算机不再耗电。 - 21 -