HDDL电缆故障测试仪（闪测仪）使用说明

 

1、测试原理图

图1 测试原理图

2、闪测仪面板布局

图2 面板布局图

   1.欠压指示   2.充电指示   3.0.2µs/2µs脉宽指示
      4.信号输入   5.电源插座   6.电源开关
      7.增益调节   8.操作键盘   9.背光调节
      10.液晶屏
说明：
    1、欠压指示：当仪器内部电池电压过低时，欠压指示灯亮，此时仪器需要充电。
    2、充电指示：插上交流220V后，充电指示灯亮，表示此时仪器正在充电。指示灯熄灭，表示电量已充满。
    3、脉宽指示：按下“脉宽”键，面板上0.2µs绿灯亮起，表示选择脉宽为0.2µs，再次按下“脉宽”键，面板0.2µs绿灯熄灭，表示选择脉宽为2µs。
4、信号输入：用于采样盒信号输入。
    5、电源插座：本仪器使用50Hz、220V交流电源供电，在充电和测试路径时使用，插入电源即仪器处于充电状态。电池充满电后，仪器自动保护。
    6、电源开关：开关置于“开”时，仪器开机，反之为关。
7、增益调节：用于调节输入、输出脉冲幅度大小，使用时应根据屏幕显示波形进行调节。调节过小时，脉冲反射很小，甚至无法采样，如图3。调节过大时，反射脉冲相连与基线无交点甚至基线会变成斜线，如图4。一般采样前，增益调节旋钮旋转1/3左右，然后根据波形大小再进行调节，重新采样。

 

 图3调节过小波形图       图4 调节过大波形图

 

    8、操作键盘：采用轻触按键，用于对仪器进行对应各项操作，详细内容见“键盘功能说明”。

 

    9、背光调节：显示屏对比度偏暗或偏亮时，调节此处电位器，将对比度调至合适状态。

    10、显示屏：用于仪器界面显示。

3、液晶显示说明

本仪器采用320×240高分辨率灰色背光液晶显示屏LCD，即使在强烈日光下也能清晰显示。参数设置及试验结果均显示在 LCD屏上，全汉字操作界面，图形清晰，美观，易于操作。

4、键盘功能说明                 

仪器操作键盘采用14个轻触按键作为控制功能键，其中有11个是双功能键，键盘排列如图5所示。

图5　按键面板图
各键功能如下：
      0-9数字键：上电复位时，数字键可以键入年、月、日，在测试状态（非菜单状态，下同），测故障、测全长，当屏幕左上角显示“键入速度000”时，用数字键可以键入已知速度值；在脉冲速度状态，用数字键可以键入已知电缆长度。总之，当屏幕提示需键入数据时，0-9键就为数字键，否则就为其它功能键。
      采样键：在测试状态，按采样键后，仪器处于等待状态。当低压脉冲信号或高压闪络脉冲信号到来并触发控制电路之后，仪器开始工作，记录脉冲反射信号并处理显示，在重新按动采样键后，本次采样波形将取代上次存储波形。
    故障测试时，应先重新调整输入振幅大小后再按采样键。重复几次操作，直到显示波形标准为止。
      1/2上下波形选择键：仪器内部有两个波形存储区，用此键可随意选择其中之一为主进行操作（包括采样、扩展）。仪器上电复位后，自动默认对存储区1（1波形）进行操作（双屏显示时屏幕下半部显示存储区1波形，波形前有“1”或“2”）。当按动此键后，将对存储区2（波形2）进行操作，再按此键又变为对存储区1波形操作，依次类推。
       起点键：在测试状态屏幕有波形显示时，当光标移动到测试波形定标起点时，按起点键确认波形计算起点。然后移动光标到波形终点，显示测试数据。当光标前后移动时，显示数据随之变化。
    如果需要重新确定起点光标，可以用扩展键将波形压缩或扩展，然后移动光标到波形起点，按起点确认，移动光标，屏幕重新显示测试数据。
      光标移动键：“↑”“↓”：按此两键竖形光标将下面的波形向上或向下移动，用于波形的重合和分离。“←”“→”光标左右移动键：按此二键光标将向左、向右移动。
      速度键：“↵”：回车与速度键为同一键。当用数字键键入了速度值与电缆长度值时，必须按“↵”（回车）键对数据确认，否则仪器处于等待状态无法工作（不采样）。在测试状态，测故障、测全长时，此键用于选择存入仪器中的四种常用传输速度值。当连续按此键，屏幕右上角提示变为键入速度000值时，利用数字键可以键入被测试电缆的传输值，键入完毕后按回车确认。
      脉宽键：（0.2/2）：按下“脉宽”键，面板上0.2µs绿灯亮起，表示选择脉宽为0.2µs，再次按下此键，面板0.2µs绿灯熄灭，表示选择选择脉宽为2µs。
      扩展键：在非键入数状态，此键为扩展显示波形功能键。按此键将显示波形横向扩展13倍。每按一次，波形扩展1倍，当显示屏右上角显示01时，波形已扩展13倍。再按此键又恢复波形压缩状态。
        单双波形显示选择键：按此键可以使屏幕由双波形显示转为单波形显（双波形显示时，显示屏上半部显示2波形，下半部显示1波形），并随意转换，本仪器上电（复位）后，默认为上下双波形显示、并对存储区1（1波形）进行操作形式，按此键一次将变为全屏幕单波形显示方式。
    该仪器有两个存储区，上电（复位）后，默认存储区1存储数据，当选择对存储区2（波形2）进行操作时，会在第二波形显示区（屏幕上半部）出现前次采样波形，属于正常现象，重按采样键，本次采样波形将取代上次存储波形。
      快/慢键：按一下，波形下方出现1时，“”“”键为快动键，按动一次光标移动8个点阵单位；当波形下方出现2时，“”“”键为慢动键，按动一次光标移动1个点阵单位。              
      复位键：为系统硬复位键，仪器无论在任何状态，按此键将返回到主菜单。

操作界面说明

1、开机

    开机后显示界面如图6所示。

图6 开机界面

2、工作选择

    当依次键入年月日或者直接按“速度”键，进入第二画面，按“复位”键直接进入工作选择菜单如图7。

 

图7 “工作选择”菜单

3、脉冲

进入工作选择菜单后，如图7所示，4种工作选择操作，根据实际测试需要进行按键选择，这里以选择1脉冲法为例，按下“1”键，进入脉冲选择界面如图8。

图8 “脉冲”菜单

4、测试显示主界面   

    主界面分三个区，上方为计算参数与结果区，如图9所示。中间为波形显示（采样前为接线图）区，根据需要可显示一条或两条波形。同时显示竖线光标和时间刻度。

    下方为状态和日期显示区，状态显示分别为脉冲直闪、冲闪1、冲闪2，在脉冲测全长和测故障时则提示要选择速度，测速度时则提示键入全长值，冲闪测量状态时只提示速度选择。

图9　接线图/波形显示区

通过上面各部分及按键功能介绍，基本上就可掌握测试仪使用方法。

第三章 仪器操作方法

1、电缆故障测试步骤

（1）在测定电缆故障之间，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。首先用兆欧表或万用表在电缆一端测量各相对地及相之间的绝缘电阻，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。

（2）当阻值低于100欧姆为低阻故障，0～几十欧为短路故

障，阻值极高到无限大为开路或断线故障。是否断线，还可以将电缆终端相连万能用表在始端测量被短路接两相的阻值加以确认。此类故障可用低脉冲法直接测定。

（3）当阻值很高（数百兆和千兆）且在做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，可采用直流高压闪

测法确定。

（4）高阻故障阻值高于低阻故障，可在做高压实验时用直流高压闪测法确定。

（5）按一定方式粗略测试之后再进行确定点，必要时需找电缆路径，丈量电缆长度或距离。

2、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、断线故障用此法测试，可直接确定故障距离。即使无此类故障，一般高压闪络测试前，也可以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。

2.1低压脉冲测试基本原理

测量电缆故障时，电缆可视为一条均匀分布的传输线，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，用闪测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来计算出故障的距离Lx，Lx=V·△T/2，如图10所示。

图10 测试原理图

     测全长则可利用终端反射脉冲：L=V·T/2

    同样已知全长可测出传输速度：V=2L/T

2.2低压脉冲测试法测全长

    测全长操作步骤如下：开机（上电复位）→复位（主菜单）→键1（工作选择菜单）→键1（脉冲菜单）→键1（测全长），然后根据屏幕显示接线图接线，如图11所示。

图11 低压脉冲测试接线图

使用脉冲法测试时，按图11连接后，根据所测电缆类型，选择合适传输速度和脉宽，调节“增益”旋钮1/3位置，按采样键即可。

根据显示波形大小，调节“增益”旋钮，重新采样。当0.2µs脉宽输入振幅最大还无反射波时，选用2µs脉冲测试。为了便于比较可分别接故障相与另一好相做两次采样，如前图9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，终端反射改为负脉冲，定光标时，对终端开路电缆以发射正脉冲上升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。

2.3低压脉冲测试法测速度

 

测电波在电缆中传输速度时，必须知道电缆全长。操作方法如下：开机（上电复位）→复位（主菜单）→键1（工作选择菜单）→键1（脉冲菜单）→键3（测速度），然后按图11接线，键入全长值并回车。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，屏幕左上角将显示测试速度值。

2.4低压脉冲测试法测故障

   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。当脉冲菜单出现时，可选键1（测全长），也可选键2（测故障）。接线方法与图11相同，电缆连接与被测电缆故障全长相同，其它操作方法也与测全长相同。如果是短路、低阻故障，测试波形如图12所示。

   

图12 低压脉冲短路、低阻故障波形

定光标时，发射正脉冲上升沿与基线交点定为起点，反射负脉冲下降沿与基线交点出定为终点。如果是断线故障，测试波形，定光标方法与测全长时相同。

3、冲击高压闪测法（冲闪法）

3.1冲闪法基本原理

冲闪法适用于测试高阻泄漏性故障，对其他类型高低阻故障也可用冲闪法测试。测试方法是通过球间隙给电缆施加冲击电压，使故障点击穿放电，而产生反射电压（或者电流），由仪器记录这一瞬间状态的过程，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。由于低端电流取样接线简便、可靠安全、波形易于识别，所以电流取样法非常具有实用价值。

3.2电流取样冲闪法

冲闪法操作方法如下：开机（上电复位）→复位（主菜单）→键1（工作选择菜单）→键3（冲闪1）.根据工作选择菜单提示，冲闪分为：冲闪1和冲闪2两种方式。其中冲闪1是正脉冲触发方式（如电流取样），冲闪2是负脉冲触发方式（如高端电压取样）。按推荐选用电流取样方式，所以按键3进入冲闪1工作模式。

进入冲闪后，按屏幕提示接线图连接接线和取样器如图13所示。

图13 冲闪法电流取样接线图

图13示意说明：T1.3kVA/0.22kV调压器

  T2.3kVA/50kV交直流高压变压器

               D.高压整流硅堆，大于150kV/0.2A                                     

               C.高压脉冲电容，容量1～8μF，耐压大于10kV

               V.电压表

               B.电流采样盒（配套附件）

               J.高压球隙（选配附件）

以上设备除电流取样器B之外，其余为外配设备，可

 

用图13分体高压试验设备，也可用一体化高压电源（注意必须将高压放电棒与高压地线连接好方可试验）。

    根据接线图连接完毕后，再按“速度”键选择传输速度或重新键入速度值。将增益调节旋钮旋至1/3左右，然后按“采样”键，仪器进入等待采样状态。 

    调整球隙和“增益”旋钮后，然后通电对故障电缆升压。电压升到一定值，故障点发生闪络放电，仪器记录下波形，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14所示：

波形特点分析如下：第一个小正脉冲为球间隙击穿而故障点没有放电时电容器对电缆放电的电流脉冲（输入幅度小或者仪器的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，由于衰减而幅度逐渐减小。由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。（发射脉冲为正脉冲，反射脉冲也为正脉冲但前沿有负反冲。因故障性质等原因，负反冲大小有差别，但远小于正脉冲的幅值）

    定光标时，起点光标选择在正脉冲上升沿与基线交点处，终点光标选择在负反冲下降沿与基线交点处。如无负脉冲出现，就将终点光标定在反射脉冲的上升沿与基线的交点处，故障显示距离因此将增大10%左右。定点时，应将粗测距离压缩后确定参考点位置。

3.3高压闪络测试波形

    （1）故障在测试始端的波形如图15所示。

图15 故障在测试始端波形

（2）故障在中间段的波形如图16所示。

 

图16 故障在测试中间段波形

（3）故障在测试终端的波形如图17所示。

图17 故障在测试终端波形

3.4闪络法测试波形的变化规律

图18是根据闪络测试法的波形而绘制的变化规律图，只要

仔细观查分析就可看出它们中的变化规律，希望使用者一定要掌握标准波形以及它们在不同区间的变化规律。

图18 闪络法测试波形的变化规律图

4、高压闪络测试注意事项

    高压闪络测试时电压高达数万伏，因此操作中必须按高压操作规程进行，还要特别注意以下几项：

    （1）高压闪络测试时，高压试验设备应由专业人员操作，仪器接线，测试中在改变接线、调整球隙间距时务必断电，并对电容器和电缆充分放电，再与地线搭接。

    （2）测试前，应先对故障电缆加压放电，确保各连接线点无放电现象，所加电压已使故障点发生闪络放电，然后开始投入仪器测试。

（3）正确接地，即将高压变压器（T2）高压尾、操作箱（T1）地线、电流取样器平行放置于电容地和电缆铠装（地线）连线旁边。所有连接点不能出现打火现象，以确保测试成功及设备、人身安全。

    （4）测试中闪测仪避免使用交流电源。

    （5）高压闪络法测试完毕后，必须反复对电容器及电缆放电，方可用低压脉冲法重新对电缆进行测试操作。