電纜故障測試儀原理
智能型電纜故障測試儀是陜西意聯電氣在智能電纜故障測試儀的基礎上，自主研發的又一新型電纜故障測試系統。該系統采用先進的弧反射技術，利用RCS算法，進行故障點位置的自動搜索，達到快速預定位，解決了用戶對“復雜難懂的波形”不易讀懂這一難題。
該系統主要由電纜故障測試儀主機、多次脈沖產生器、路徑信號發生器、路徑/故障定位儀、一體化高壓發生器組成。多次脈沖電纜故障測試儀主機和多次脈沖產生器用于測量電纜全長及故障距離；路徑信號發生器和路徑/故障定位儀用來確定埋地電纜的路徑、埋設深度以及故障點的準確位置；一體化高壓電源產生直流沖擊高壓，為脈沖電容充電，使電纜故障點擊穿放電，配合定位儀準確定位故障點；一體化高壓發生器內置電容及高壓放電裝置，現場無需接線，主動自動可控放電。
整套測試系統廣泛應用于35KV以下各種不同截面的鋁芯、銅芯電力電纜、高頻同軸電纜及市話電纜的低阻、短路、開路及各種高阻故障的探測，是廣大廠礦企業、冶金、石化系統、電廠、機場、鐵路和供電等部門保障安全供電的必備設備。
特性及關鍵技術參數
電纜故障測距儀：
顯示方式：大屏幕電容觸摸
操作方式：win8操作系統。
故障預定位測試方法：低壓脈沖法；高壓沖閃取樣法;弧反射法（多次脈沖法）
軟件支持6波形同屏疊加對比，容易發現隱含故障點
一鍵測距——無需分析波形，只需點擊自動測距按鈕，直接得到電纜全長和故障距離
可測試各種35KV以下不同電壓等級、不同截面、不同介質及各種材質的電力電纜的各類故障，包括：開路、短路、低阻、高阻泄漏、高阻閃絡性故障
可測試鐵路通信控制電纜、電力電纜的各類故障
可測量長度已知的任何電纜中電波傳播的速度
可測量電纜故障故障性質、測試電力電纜埋設路徑、埋設深度及故障點準確位置
采樣頻率：6.25MHz、12.5MHz、25MHz、50MHz、100MHz（自適應脈寬）
測試長電纜：100km
測試短電纜(盲區)：無盲區
測試誤差：系統相對誤差±1%
準確定點誤差：±0.2m
供電方式：220V或內置鋰電池
待機時間：連續使用6小時左右
遠程服務支持：可以通過手機wifi上網連接公司服務器，實現遠程在線測試
工作環境溫度：-20℃～+40℃，相對濕度：RH≤85%（25℃）
外形尺寸：393mm X 261mm X 122mm
重量：<5Kg
多次脈沖產生器：
無需額外供電，方便實用、安全可靠。
高沖擊電壓40KV。
內置沖閃測試法。無需額外取樣器。
路徑信號發生器：
信號頻率：12KHz正弦信號。
大發射功率：Pmax=20W。
發射效率：η=98%。
LED實時輸出功率監測,有利于判斷接線是否良好，確保路徑信號成功發射！
發射機保護：過壓保護及短路保護，允許發射線長時間短路。
輸出功率等級：12級。
適配阻抗范圍：4Ω~2ΚΩ。
供電方式：19V 4A電源適配器。
路徑/故障定位儀（路徑接收部分）：
接收路徑信號：12KHz正弦信號。
接收靈敏度：-90dBmW。
路徑尋側方法：峰值法、谷值法（面板上一鍵切換）。
測深方法：45度角法。
路徑信號指示：十級LED強度指示及蜂鳴提示音。
供電方式：9V單節堿性干電池。
路徑/故障定位儀（故障定位部分）：
獨有的數字信號處理技術，在極短時間內準確測量瞬時聲場強度，然后穩定顯示，減少測試人員的疲勞感。
磁信號接收精準，充分利用沿線磁信號做故障點導向信號，放電實時顯示，明顯提高故障定點效率。
高靈敏度、低噪聲，聲場靈敏度-97dBmW；磁場靈敏度-80dBmW。
極低功耗，單節9V堿性干電池可用4-5小時。
高壓放電同時可以粗測電纜路徑，明顯提高故障定點效率。
配套的定點傳感器具有低噪聲、高靈敏度、防水特性。
一體化內置電容高壓發生器：
拉桿式結構，現場無需接線
將升壓設備、脈沖電容、電纜放電裝置、安全放電裝置全部集成，測試完成自動放電，放電時間和放電頻率主動可控
改變沖擊電壓無需斷電，無需調節高壓放電間距
輸出直流電壓：0-32kV連續可調。
輸出能量：2000J/4S或4uF/32KV。
大充電電流：40mA
具有單次、周期兩種放電方式
周期放電時間：可調
供電電源：電壓220V，頻率50Hz
輸出功率：1000W
高壓部分整體固化處理，防潮絕緣。
工作環境相對濕度：RH≤85%（25℃）。
外形尺寸：長493mm X寬246mm X 高408mm。
儀器重量：20Kg
電纜故障測試儀使用新方法
故障預定位方法
故障預定位有三種方法：低壓脈沖法、高壓沖閃法和弧反射法（多次脈沖法）。低壓脈沖法可以測試電纜全長，也可以測試金屬性短路或者斷線故障的故障長度；高壓沖閃法和弧反射法可以測試高阻故障的故障長度。
故障預定位——低壓脈沖法
以測量約90米左右交聯電纜的全長為例介紹低壓脈沖測試流程：
第1步：按“低壓脈沖法接線圖”接線，高壓輸出線夾電纜某一相(比如紅相)；
第二步：打開平板計算機電源，并打開測試界面，波形采集設置區的“相”選擇“紅”，確認電纜終端開路，“測試范圍”選擇“4-500m”，“測試方法”選擇“低壓脈沖”，此時波形采集區出現終端開路波形；
第三步：點擊波形信息記錄區中第1行上的“添加/清空”按鈕，波形采集區中的波形被復制到波形分析區；
第四步：確認電纜終端短路，波形采集區出現終端短路波形，重復第三步(注意：點擊第二行“添加/清空”按鈕)，波形分析區將存在終端開路和終端短路兩條波形；
第五步：測量類型選擇區的傳輸速度選擇“172m/us交聯”，點擊自動分析工具區的 “脈沖分析”按鈕，標尺自動對應到波形分析區電纜始端和終端位置，“測量結果”顯示的值即為電纜全長，所測試的電纜全長顯示為91.3米。
故障預定位方法——高壓沖閃法（一）
以全長100米，故障距離88米左右的交聯電纜故障長度為例介紹高壓沖閃測試流程，按照“高壓沖閃法接線圖”進行接線：
接線注意事項：
1. 如果為單相故障，“高壓出”接電纜故障相，“負載地”連接銅屏蔽或鎧裝，“機殼地”避開電纜接地線接入地網，如果電纜有鋼鎧，將其接地，如下圖。
2. 如果為相間故障，“高壓出”接電纜故障相，“負載地”連接另外一故障相，“機殼地”避開電纜接地線接入地網。如果電纜有鋼鎧，將其接地，如下圖。
故障預定位方法——高壓沖閃法（二）
以全長100米，故障距離88米左右的交聯電纜故障長度為例介紹高壓沖閃測試流程，按照“高壓沖閃法接線圖”進行接線：
接線注意事項：
1. 一體化高壓發生器輸出引線與電纜和鎧裝（屏蔽層、故障相）要可靠連接，否則連接點會有放電現象，影響故障測試，并且放電產生的電弧將燒壞測試鉗甚至危害到操作者。
2. 機殼接地要可靠的與地連接，并應與負載地分開，操作時盡量不要接觸一體化高壓發生器的金屬部分，以防殼體上感應的電壓對人體產生傷害。
3.一體化內置電容高壓發生器斷電后有自動放電功能，但使用完畢拆線前一定要用放電棒再次進行放電，確認線路無電后才能拆除測試線。
4. 高壓放電時，故障點和內置高壓放電球隙都會產生強烈的火花放電，不要在可燃氣體環境中使用該設備。并且要確保整條電纜所在的位置附近都沒有可燃氣體或可燃物！
操作步驟：
第1步：按照“高壓沖閃法接線圖”進行接線，高壓輸出線夾電纜某一故障相(比如紅相)；
第二步：打開平板計算機電源，并打開測試界面，波形采集設置區的“相”選擇“紅”，務必確認電纜終端開路，而且紅相與其它相、地線、機殼之間都保留10厘米以上絕緣距離，“測試范圍”選擇“4-500m”，“測試方法”選擇“高壓沖閃”；
第三步：進行升壓操作，直到發生高壓放電，這時測試界面上的波形采集區出現一條高壓沖閃波形。觀察幾次高壓放電時產生的波形，調節測試主機操作面板上面的幅度旋鈕，直到波形幅度適中。
第四步：點擊波形信息記錄區中第1行上的“添加/清空”按鈕，波形采集區中的波形被復制到波形分析區；
第五步：測量類型選擇區的傳輸速度選擇“172m/us交聯”，點擊自動分析工具區的 “沖閃分析”按鈕，測量類型選擇區中“測量結果”顯示的值即為故障長度，所測試的故障長度為88.49米。
故障預定位方法——多次脈沖法
以全長100米，故障距離85米左右的交聯電纜故障長度為例介紹弧反射測試流程：
第1步：按照“多次脈沖法接線圖”進行接線，高壓輸出線夾電纜某一故障相(比如紅相)；
第二步：打開平板計算機電源，并打開測試界面，波形采集設置區的“相”選擇“紅”，務必確認電纜終端開路，而且紅相與其它相、地線、機殼之間都保留10厘米以上絕緣距離)，“測試范圍”選擇“4-500m”，“測試方法”選擇“弧反射”；
第三步：進行升壓操作，直到發生高壓放電，這時測試界面上的波形采集區出現一條弧反射波形。
第四步：點擊波形信息記錄區中第1行上的“添加/清空”按鈕，波形采集區中的波形被復制到波形分析區；
第五步：測量類型選擇區的傳輸速度選擇“172m/us交聯”，點擊自動分析工具區的 “脈沖分析”按鈕，測量類型選擇區中“測量結果”顯示的值即為故障長度，所測試的故障長度為84.3米。
“峰值法”電纜路徑尋測
路徑信號接收設備設置步驟：
步驟1 用信號線將路徑傳感器和路徑/故障定位儀的“探棒”接口相連；
步驟2 將路徑/故障定位儀的“定點/路徑”模式開關切換到“路徑”模式，然后打開路徑/故障定位儀的電源開關，開機8秒內顯示電池電量（電量低于“7”時需更換電池！）；
步驟3 路徑/故障定位儀的“峰值法/谷值法”切換到“峰值法”；
步驟4 路徑/故障定位儀的“磁(路徑)增益”順時針旋轉到頭。
具體方法：
步驟1 始終保持路徑傳感器的豎直天線與地面垂直，在電纜可能鋪設的位置附近調節路徑/故障定位儀的“磁(路徑)增益”旋鈕，使 “聲/路徑信號” 的示數處于4~8之間；
步驟2 原地旋轉路徑傳感器的水平天線（水平天線越垂直電纜走向，信號越強），當“聲/路徑信號”的示數相對小時，水平天線與電纜平行（未必是電纜正上方）；當“聲/路徑信號”的示數相對大時，水平天線與電纜垂直，見圖：峰值法信號特點示意圖a；
水平天線與電纜垂直時，在水平天線的指向方向前后平移路徑傳感器（當水平天線始終垂直電纜時，距離電纜越近，信號越強），直到在此方向上“聲/路徑信號”的示數達到大，此時路徑傳感器的正下方即為電纜所在位置。信號強度顯示呈現“A”型變化規律，見圖：峰值法信號特點示意圖b。
“谷值法”電纜路徑尋測
將路徑/故障定位儀的“峰值法/谷值法” 切換到“谷值法”，其它設置與“峰值法”相同。
具體方法：
始終保持路徑傳感器的豎直天線與地面垂直，在離地等高的平面上，向各個方向平移路徑傳感器，當“聲/路徑信號”的示數達到小而對應兩邊示數卻較大時，此時路徑傳感器的正下方即為電纜所在位置。信號強度顯示呈現“M”型變化規律，見圖：估值法信號特點示意圖。
“峰值法”運用范圍較廣泛，推薦選用“峰值法”進行電纜路徑尋測。
電纜埋設深度探測
如需對電纜的埋設深度進行探測，可以采用４５°角法測試。具體方法如下：路徑信號接收設備設置與谷值法相同。明確電纜路徑后，在電纜正上方將路徑傳感器向與電纜走向垂直的方向傾斜４５°角，然后保持角度不變向此方向平移，當出現“Ｍ”型信號特征的較弱點時，從電纜正上方平移過的距離就是電纜埋設深度。見圖:電纜埋設深度探測示意圖。
設備使用注意事項：
1.測試時如需調節高壓放電球隙間距，要首先切斷220V電源，然后用放電棒對電容充分放電，防止殘留電荷傷及人身!
2.測試完成后，拆線之前一定要先切斷220V電源，然后用放電棒對電容充分放電。確保電容上面沒有殘余電量后再動手拆線！
3.. 高壓放電時，故障點和高壓放電球隙都會產生強烈的火花放電，嚴禁在可燃氣體（如瓦斯）環境中使用該設備，并且要確保整條電纜所在的位置附近都沒有可燃氣體或可燃物！如遇因此發生的安全事故與設備生產廠商無關！
設備維護保養：
1.好是專人保管，專人使用；儀器使用完畢后要注意保持干凈整潔，測試線盤放整齊裝箱。
2.如果是干電池供電的，要定期更換電池，防止電池漏液損壞儀器；如果是充電鋰電池供電，長期不用時，存放前一般要給電池充足電，并且放置3~6個月左右需要重新給設備充電。
