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电缆故障分析仪

简要描述:

LYST-400E电缆故障分析仪一般可分为两大类:低阻(短路)和高阻(断路)故障。仪器根据电波在电缆中传输的过程中,遇到电缆的特性阻抗发生变化的地方会产生反射波的原理对电缆故障进行测试。再根据电波在电缆中的传播速度和两次反射波的特征拐点代表的时间,可测出故障点到测试端的距离。

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*章 LYST-400E电缆故障分析仪功能简介

一、组成方框图如图1.1所示

图1.1  仪器组成方框图

二、LYST-400E电缆故障分析仪测试原理

电力电缆故障一般可分为两大类:低阻(短路)和高阻(断路)故障。仪器根据电波在电缆中传输的过程中,遇到电缆的特性阻抗发生变化的地方会产生反射波的原理对电缆故障进行测试。再根据电波在电缆中的传播速度和两次反射波的特征拐点代表的时间,可测出故障点到测试端的距离。

计算公式为: S=VT/2

S代表故障点距测试端的距离

V代表电波在电缆中的传播速度

T代表电波在电缆中来回传播所需要的时间

这样,在V和T已测定的情况下,就可计算出S,即故障点距测试端的准确距离。

三、LYST-400E面板功能介绍

操作界面如图1.2所示。

图1.2操作界面

1、电源开关,当开关置于中间位置为关闭状态;当开关置于路径位置为路径仪工作状态;当开关置于闪测位置为闪测仪工作状态。

2、LCD液晶显示器,用于显示测试波形及参数。

3、数字功能键盘。

4、振幅旋钮,用于调节测试脉冲波形的振幅。

5、位移旋钮,用于调节测试脉冲波形的水平位置。

6、输入接口,被测信号的输入端。

7、PC机接口,用于连接PC机。

8、打印机,用于打印屏幕上的波形及参数。

9、电源插座及保险管,输入AC220V、2A。

10、保险管,当工作在路径仪状态时保险管起作用。

11、输出,路径仪15KHz信号输出端。

12、启动,过载报警后,重新启动路径仪。

13、输出调节,调节路径仪输出的信号幅度。

14、工作指示灯。

15、过载指示灯。

四、LYST-400E功能键介绍

数字功能键盘有16个功能键(其中10个键是双功能键或多功能键)。

按键使用说明如下:

键盘标有0~9阿拉伯数字的十个功能键便是双功能或是多功能键(其中“0”、“1”、“2”、“4”、“5”、“6”、“7”、是多功能键)它们分别代表0~9十个阿拉伯数字,以便在自选介质情况下输入电缆的传播速度或者在预置日期和电波测速时使用这些数字键。打开电源即可显示开机状态标志,按任意数字键进入专家提示,如图1。3工作种类选择界面(除8功能键外)。

在“工作种类选择”菜单中选择高压闪络测试方法,则按数字键“2”,屏幕右下角即出现“高压”二字,此时仪器便处在高压测试状态,按“采样”键,等待采集波形和数据。如选择低压脉冲测试方法,则按数字键“1”,此时屏幕进入低压状态下的“脉冲宽度选择”界面 ,如图1.4所示

用户根据电缆长短不同可分别选择脉冲宽度,例如:要测200m电缆可选0.1μs 或0.2μs ,如选0.1μs,按数字键“1”即可,其他类同。

五、LYST-400E高压和低压脉冲测试状态下各功能键的作用

第二章  低压脉冲测试方法

一、低压脉冲法测试对象

低压脉冲测试法适用于测试电缆的开路、短路故障及电缆全长和电波的传输速度。凡是电缆的相间或相对地绝缘电阻下降至该电缆特性阻抗,甚至直流电阻为零的故障均为低阻或短路故障。凡是电缆绝缘电阻无穷大到虽与正常电缆的绝缘电阻相同,但电压却不能馈至用户端的故障均为开路故障,或称断路故障。

二、低压脉冲法操作步骤

1、屏幕显示“开机状态标志”时。

2、按任意一个数字键,使仪器处于“工作种类选择”状态(具体操作见*章“功能键介绍”),然后按“1”键,仪器便工作在低压脉冲测试状态。

3、脉冲宽度选择。脉冲宽度预置“0.2μs”时可测短于1000米的电缆,脉冲宽度预置“2μs”时,电缆测试长度则能达到10多公里。

4、按“采样”键,根据采样波形调节振幅和移位旋钮,使波形幅度处于合适位置(即无限幅)。

5、介质选择。按 “介质”键,?根据实际电缆进行介质选择。仪器预置了四种常用电力电缆的传播速度和一个“自选速度”。每按一次该键,屏幕上方循环转换一次介质:“油浸纸:160m/μs;不滴流160 m/μs;交联172 m/μs;聚氯184 m/μs;自选速度”。当实际电缆不属于上述四种常用电力电缆时,则可置“自选速度”位,此时,可通过多功能数字键输入被测电缆的传播速度。

6、采样频率选择,屏幕上方显示的频率“40MHZ”字样,表示仪器高速转换器的采样频率为40MHZ,仪器预置有40MHZ、、20MHZ、、10MHZ和5MHZ四种采样频率,测试电缆时,可根据被测电缆故障点到测试端的距离来选择。若电缆长度(或故障点)在几十米到1000米范围内,可选用40MHz采样频率;在1000米到2500米范围内,可选用20MHz采样频率;在2500米到3500米范围内可选用10MHz采样频率;若电缆特长或故障距离较远时,则选用5MHz采样频率。

7、将测试线插头插到仪器的输入插口上,测试线的芯线(红色夹)与电缆相线连接,测试线的屏蔽层连线(黑色夹)与电缆地线连接,如图2.1所示:

8、按 “采样”键,则屏幕显示出如图2.2、图2.3所示波形:

9、按动键,将游标线移动到脉冲起始点t1,再按动“定位”键,游标定位后,再按键,将活动游标移到反射脉冲拐点t2位(如图上所示游标位置),则屏幕下便自动显示出故障点到测试端的距离。

 

第三章  高压闪络测试方法

一、高压闪络法测试对象

高压闪络测试法适用于测试电缆的高阻故障(高阻泄漏故障和高阻闪络性故障)。电力电缆的绝大部分故障属于高阻故障,我们知道,凡是电缆故障点的直流电阻大于该电缆的特性阻抗的故障均称为高阻故障。高阻故障又分为高阻泄漏性故障和高阻闪络性故障,而高压闪络法又分为直流高压闪络法(简称直闪法)和冲击高压闪络法(简称冲闪法)。用低脉冲法是无法对高阻故障进行测试的,因为故障点等效阻抗几乎等于电缆特性阻抗,所以其反射系数几乎为零,因得不到反射波而无法测试。

二、直流高压闪络法(直闪法)操作步骤

1、电缆故障测试设备接线示意图,如图3.1所示(电压取样)

 

说明:

①、可以是操作箱,可以是自耦调压器,功率要求1~5KW。

②、可以是交直流两用PT,功率1~5KW,1~2之间联接有仪表端子。

③、为高压电容器,容量为2~8μF,电压40KV。

④、放电球,控制加电压高低。

⑤、取样器,采用不同的测试方法有不同的接线方法;请看取样器背后说明。

⑥、主机,电缆故障测试仪。

注:④、⑤为⑥的配套附件。

2、直闪法操作步骤:

⑴、接通主机电源,(开机状态标志时)按任意数字键。

⑵、将“工作种类选择”置“高压”状态(见功能键介绍)。

⑶、按“采样“键,调节振幅及移位旋钮,使波形幅度处于合适位置,做好采样准备。

⑷、接通调压器初级电源,缓慢升高电压,观察高压输出电表指示,当故障点击穿后,停止升压。当故障点闪络放电后屏幕上出现如图3.2所示的直闪波形:

图3.2  直闪波形

⑸、移动游标。按键,移动游标到t1位,再按“定位”键将游标定位,然后再按键将游标移到t2位(如图3.2所示游标位置),屏幕下方便显示出故障点到测试端的距离。若移动游标到t3或t4位,屏幕下方便显示出两倍或三倍故障点到测试端的距离。

三、冲击高压闪络法(冲闪法)操作步骤

冲击高压闪络法又分为两种:冲击高压电压闪络法(简称冲击电压法)和冲击高压电流闪络法(简称冲击电流法)。

1、冲击电压法。仪器“工作选择”仍置“高压”位,其测试过程与直闪法相同只是改一下取样器接线方法。当按过“采样”键后,缓慢升高调压器电压,当故障点闪络放电后,屏幕上便显示出如图3.3、图3.4所示波形:

图3.3为冲L波形全貌,为一衰减的余弦振荡波形式,说明故障点已放电。

图3.4为冲L测量波形。

键,使游标至t1位(注意:不是t0;而是t1位为读数起点),按“游标定位”键,再按键,将活动游标移动到t2拐点处(如上图所示),此时,屏幕下方显示的数据即为故障点到测试端的距离。

2、冲击电流法。冲击电流取样为主要测试方法,其优点是:使用方便,安全波形测试准确。

冲击电流取样法接线示意图,如图3.5所示:

图3.5  设备接线示意图

波形如图3.6所示

图3.6

操作方法与直闪法相同。

四、使用注意事项

1、凡电缆故障电阻值大于该电缆特性阻抗值的故障均不能呈现短路反射。

2、采用高压闪络法测试时,必须将仪器置“高压”状态,否则无法测试将损坏仪器。

3、在进行直闪法测试或冲闪法测试时,必须严格按地线的连接方式进行连接。正确的接地方式应将大电流的地线和小电流的地线分别接到被测电缆的铅包地上,使之大电流在放电时不经过测试地直接加到电容C的地端。严禁所有地线串联一起再接到被测电缆的外铠地上 ,否则,当高压击穿放电的瞬间,大电流通过测试仪才回到电容C的地端,造成仪器的*损坏。为了保证仪器设备的安全,请用户必须按照如图所示的正确方法连接。

4、在进行直闪法测试时,必须用微安表监测故障电缆的泄放电流。一旦闪络停止,电流指示增大,应立即停止测量,换用冲闪法测试。

5、测试结束后分别关掉主机电源和调压器(高压发生器)初级电源,必须进行高压放电。放电时,应先进行小电流慢速放电,严禁直接对地短路放电,以防大电流经地线造成仪器损坏。

 

第四章  波速测定及介质预置

一、波速测定

欲知电缆故障点到测试端的距离,必须知道电波在电缆中的传播速度。通过大量实验,已得出下述四种电力电缆的电波传播速度:

油浸纸电缆:V=160m/μs            不滴流电缆:V=160 m/μs

交联乙烯电缆:V=172m/μs          聚氯乙烯电缆:V=184m/μs

由于电波在电缆中的传播速度与电缆介质有关,故将这四种常见电缆的传播速度已在仪器中预置,使用时只需按“介质”键,选择出现场实际电缆的传播速度即可。当实际使用的电缆不属于上述四种介质电缆,也不知道电波在被测电缆中的传播速度,可用本仪器来测定,方法如下:

首先,测试仪器放于低压脉冲方式下,将仪器的输入线与电缆好相接连,按“采样”键采集波形。再按“测速”键后,通过双功能键,键入电缆的实际长度(注意:长度不能超过1万米,留下的位数为四位,若长度不是四位数时即不超过千米时,则在前补足零。如长度140米,则应键入0140米。),这时,屏幕上方将显示“测速:长度××××米”字样。然后,移动游标至发射矩形脉冲起点,将游标定位后,再移动游标到电缆终端反射点,这时,屏幕下方便会出现“速度×××m/μs’’字样,这个数字便是被测电缆的电波传播速度。

二、介质预置

前已指出,要测出故障点距测试端距离,必须知道电波在电缆中的传播速度。而常见的油浸纸电缆,交联乙烯电缆,不滴流电缆和聚氯乙烯电缆的传播速度已在仪器中预置,使用时,只需连续按动“介质”键,即可选择这四种介质电缆的一种。

三、采样频率选择

见第二章低压脉冲法操作步骤6。

四、脉冲宽度预置

见第二章低压脉冲法操作步骤3。

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