為迎接電力工業時代的到來，揚州國試電氣有限公司公司以IT時代的快速發展為契機，徹底摒棄瞭以往電纜故障測試機的局限性，開發瞭此款全新的供應GS902電纜故障測試機系統。本系統集嵌入式計算機技術、網路化服務技術、USB通信技術，數字信號處理技術於一身，極大提高瞭機器的使用功能、利用價值以及現場操作的便捷性。整套系統滿足中華人民共和國電力行業標準《DL/T849.1～ DL/T849.3-2004》電力設備專用測試機器通用技術條件，供應GS902電纜故障測試機系統由系統主機和故障精確定位機以及電纜路徑機三部分組成，用於電力電纜各類故障的測試，電纜路徑、電纜埋設深度的尋測，以及同軸通信電纜和市話電纜的開路、短路故障的精確測試。

圖1.1測試主機正視圖圖 1.2測試主機側視圖

圖 1.3測試軟件

1.1供應GS902電纜故障測試機測試主機功能及特性

l 內置工業計算機，鋰電池供電，使用壽命長，性能穩定,主機重量小於5KG!

l 12.1英寸工業級液晶觸摸屏，WINDOWS XP系統平臺。

l 全麵的通信介面，實現與外界無縫通信:

l 兩個USB 2.0介面（主機右側）。

l 支持3G無線上網（主機右側）。

l 多種采樣頻率:100MHz、50MHz、25MHz、12.5MHz、6.25MHz，兼顧長短電纜測試需求。脈沖寬度與采樣頻率自適應匹配。

l 人性化的測試軟件：

l 自動采樣，操作簡單。

l 瞬時快照，捕捉良好波形。

l 輕松卡位，無需拖動標尺，標尺點擊到位！

l 高低壓獨立測試通道保證高壓信號不擊穿主機。

l 完善的鋰電池保護功能(過壓保護，過流保護，欠壓保護，過熱保護)有效防止電池老化。

l 長期閒置後，可以邊充電邊工作，零充電等待時間。

l 完善的鋰電池狀態監控功能：

l 充電中有充電指示（充電燈紅色）；

l 充電完成後有充完指示（充電燈變綠色）；

l 電池單獨供電時有欠壓指示（欠壓燈亮同時蜂鳴器響）；

l 較好的抗乾擾能力高壓沖閃不死機；

l 強勁的病毒防禦能力：內置硬件防火墻。

1.2供應GS902電纜故障測試機測試附件功能及特性

l 多種數字信號處理技術的應用將信噪比再提高10dB以上。

l 超乎想象的高靈敏度能接收低於-100dB毫瓦的放電聲音信號，能洞察地下細微的放電聲音。

l 大功率路徑信號發生器能發射100W以上的路徑信號。

l 路徑尋測誤差±10厘米，路徑信號清晰準確。

l 定點功能完善，獨特的電子強聲探頭，以及先進的數字相關信號處理技術將信噪比提高10dB以上。超乎想象的高靈敏度能接收低於－100dBm的聲音信號，能夠洞察地下的細微聲音。

1.3性能指標

l 可以測試各種具有固定特性阻抗的電纜的各類故障，包括：開路、短路、低阻、高阻泄露、高阻閃絡故障。

l 可以測試各種具有固定特性阻抗的電纜的電波傳播速度。可以側視電纜的走向及埋設深度。

l 主機測試距離：大於40km；最短測試距離：5-10m；測試誤差：相對誤差小於1%；分辯率：1m-1.5m；采樣頻率：100MHz，50MHz，25MHz，12.5MHz，6.25MHz（脈沖寬度與采樣頻率自動匹配）；電源與功耗：AC220V 10W DC 16.8V（5200mAh）10W；重量：小於5Kg；工作環境溫度：-10℃～40℃；工作環境相對濕度：RH≤85%（25℃）。外形尺寸：410mmx290mmx300mm。精確定點誤差：±0.2m。

l 路徑發生器輸出信號連續15KHz；路徑信號發生器輸出功率最大100W。

二測試主機介紹

2.1供應GS902電纜故障測試機測試主機硬件介紹

本測試主機的麵板如圖2.1所示，左側的區域是觸摸屏區域，右側的按鈕功能如下：

圖2.1 主機麵板

電源：主機電源開關，點擊開機，點擊關機。

復位：內部測試電路復位按鈕，開機自動復位，無需手動復位。

沖閃/脈沖：顯示主機的工作方式，綠燈為低壓脈沖工作方式；紅燈為高壓沖閃工作方式。

信號：測試脈沖輸入輸出信號介面。對於低壓脈沖工作方式，用低壓測試線直接連接在電纜上收發低壓脈沖；對於高壓沖閃工作方式，用高壓測試線接收高壓沖閃脈沖。

幅度：調節信號的幅度大小。便於準確讀波形。

本機器具有豐富的通信功能，主機右側提供瞭圖2.2所示的各種介面：

圖2.2 主機右側介面

USB：2個USB介面，可以插鼠標，鍵盤，U盤，無線上網卡等等。

網口：可以將網線插到此介面實現上網功能。

欠壓：主機用電池工作時，如果電池欠壓，需要充電，此燈亮，同時蜂鳴器響，提示您將隨機電源插入電源介面。為主機充電並提供電源。

充電：充電狀態指示紅燈亮充電中；綠燈亮充電完成。

電源：主機電源適配器介面。用於為主機充電或者提供電源。

2.2供應GS902電纜故障測試機測試主機軟件介紹

開機之後，進入windows桌麵。

測試軟件如圖2.3所示，可分為菜單欄，波形信息欄，人工卡位區，自動卡位區，控製區五部分。

圖2.3 測試軟件

(1) 菜單欄

菜單欄包括3個菜單：

“保存波形”菜單：用來將人工卡位區的波形存儲在默認目錄 “C:Program Files電纜機”內。波形的相關信息自動存儲。

“查看波形”菜單：用來將存儲在硬碟上的波形顯示在人工卡位區。波形信息自動顯示在右側的信息欄中。

“標準波形”菜單：當用戶不知道如何確定故障距離時，打開此命令，彈出一個對話框，提示用戶如何卡位。

(2) 波形信息欄

波形信息欄裡顯示3個信息：依次顯示在屏幕的右側，“采樣頻率”，“采樣方式”，“電波速度”。

(3) 自動卡位區

自動卡位區用來顯示正在采集到的波形，當前采集到的波形始終在自動卡位區裡，隻有點擊暫存按鈕，波形才會調入下麵的手動分析區裡。

(4) 人工卡位區

人工卡位區用來分析波形，判斷故障位置，以及測試電波速度。在卡波形時綠色標尺和紅色標尺不分前後。在打算定標尺的位置用觸摸筆點擊，則紅色或者綠色標尺將移動到您點擊的位置。這時可以對其進行左右微調；在另一個放置標尺的位置點擊，則標尺移動到點擊的位置，這時也可以對其進行左右微調。當兩個標尺之間的距離隨著標尺的移動隨時更新。

(5) 控製區

控製區顯示在屏幕的下方。這些按鍵的功能如下：

◆“采樣方式設置” ：設置采樣方式為低壓脈沖測試或沖閃測試（高壓）。

◆“采樣頻率設置” ：設置采樣頻率為100MHz-6.25MHz，脈沖寬度自適應，無需考慮，你隻要根據電纜的長短選擇好采樣頻率就可以。

可以做如下的參考：

●5m＜L＜615 m 采樣頻率100MHz

●615m＜L＜1229 m 采樣頻率50MHz

●1229m＜L＜2458 m 采樣頻率25MHz

●2458＜L＜4915 m 采樣頻率10MHz

●4915m＜L＜50000m 采樣頻率5MHz

◆“測試距離/測試速度”：選擇測試距離頁如下圖：

選擇好電波速度後就可以測試距離；選擇測試速度如下圖：

輸入全長值按同樣的卡位方法對標尺卡位後就可以測電波速度。

單次/連續

選擇好單次後，點擊一次采樣按鈕，進行一次采樣；選擇好連續後，點擊一次采樣按鈕，波形不停的刷新，在連續采樣時可以點擊暫存按鈕將當前的波形調入人工卡位區內。

采樣采樣按鈕，點擊開始采樣，獲取波形。

左移及右移當前標尺左右移動按鈕在人工卡位區某處點擊後，某個標尺會移動到此位置，然後可以用如下的按鈕對此標尺的位置進行微調。

暫存暫存按鈕點擊此按鈕波形采集窗口的波形會復製到人工卡位區。

當“同步、異步”按鈕顯示同步時，兩個波形顯示區同步放大縮小，這時波形的顯示比例受“人工區域”的比例控製；再次點擊“同步、異步”按鈕則其顯示異步，此時采集窗口的顯示比例受自動卡位區控製；人工卡位區的顯示比例受人工卡位區的顯示比例控製。

顯示比例控製：用於調節人工卡位區以及自動卡位區的顯示比例。

退出點擊退出測試軟件。

三測試附件介紹

3.1路徑信號發生器介紹

本路徑信號發生器輸出15KHz路徑信號，使用時將3芯電源線插入電源插座，打開電源開關，將低壓測試線的紅夾子夾在電纜的鎧裝上，或者一根好相上，鎧裝或者好相的遠端接地，低壓測試線的黑夾子也要接地。這樣信號構成回路。

打開電源開關調整信號發生器的輸出功率至表針的1/3處。此時大功率信號施加在電纜上，構成回路。接線圖如圖3.1所示：

圖3.1 路徑信號發生器接線圖

為瞭確認信號已經發射到電纜上麵，將路徑信號接收機打開，切換到路徑測試模式，將磁性天線插入路徑通道內，在耳機內聽到吱吱的聲音說明路徑信號已經發射出去。可以進行路徑測試瞭。

3.2集成型定點路徑信號處理機介紹

一、用途：

本產品用於埋地動力電纜絕緣故障點的快速、精確定位及電纜埋設路徑和埋設深度的準確探測。

二、主要特點：

本機器用特殊結構的聲波振動傳感器及低噪聲專用器件作前置放大，大大提高瞭機器定點和路徑探測的靈敏度。在信號處理技術上，用數字顯示故障點與傳感探頭間的距離，極大地消除瞭定點時的盲目性。對電纜溝內架空的故障電纜，過去定點時，全電纜的振動聲使任何定點機束手無策，無法判定封閉性故障的具體位置。如今，隻要將本機器傳感器探頭接觸故障電纜或近旁的電纜上，便可精確顯示故障距離及方向，毫不費力地快速確定故障位置。另外，應用工頻自適應對消理論及高Q工頻陷波技術，大大加強瞭在強工頻電場環境中對50Hz工頻信號的抑製及抗乾擾能力，縮小瞭定點盲區。在機器功能上，利用聲電同步接收顯示技術，有效地克服瞭定點現場環境噪音乾擾造成的定點困難問題。尤其是故障距離的數字顯示省去瞭操作員對復雜波形的分析判斷，在相當程度上替代瞭閃測機的粗測距離功能。對於數百米長的故障電纜，一般不用粗測便可實施定點，真正實現瞭高效、快速、準確。利用15KHz幅度調製電磁波和幅度檢波技術作路徑探測和電纜埋設深度測定，避免瞭原等幅15KHz信號源時電視機行頻對定點機的乾擾。

機器操作極其簡便，打開電源開關即可，無須換擋和功能選擇。

機器的另一顯著特點是結構緊湊、小巧、模塊化，便於攜帶維修，功能強大。

三、麵板示意圖如圖3.2所示：

1.音量調節 2.距離顯示屏 3.電壓指示表 4.電源開關

5.欠壓指示燈 6.充電指示燈 7.耳機插座 8.定點/路徑

四、主要性能指標：

1．數顯距離：最大500米，最小0.1米。

2．粗測誤差小於10%，定點誤差為零。

3．電磁通道增益>110dB (30萬倍)。

4．電磁通道接收機靈敏度<5μV。

5．聲音通道音頻放大器增益<120dB (信噪比4:1時100萬倍)。

6．50Hz工頻抑製度>40dB (100倍)。

7．聲電同步顯示監聽：即現場定點時，數字屏在沖擊高壓形成的沖擊電磁波作用下,重復計數一次，並顯示故障距離或滿亮 (500.0米)。同時，由高阻耳機監聽電纜故障點在沖擊放電擊穿時火花產生的地震波，以便排除環境雜波乾擾。

8．聲波傳感器探頭換成15KHz電磁傳感探頭時，可作電纜路徑和電纜埋設深度的精確探測。

9．電源：6V免維護電瓶 1.2AH。

10．功耗： <120mA (0.7W)

11．工作環境：濕度80% 溫度-10 co—— 50 co

五、原理簡介：

本機器由電磁波傳感器，聲波振動傳感器，數據處理器，LED距離顯示器及音頻放大器五大部分組成。

原理框圖如圖3.3所示：

圖3.3 原理框圖

在進行沖擊高壓放電定點時，電磁傳感器接收到由電纜輻射傳來的電磁波後，送至數據處理器，經放大整形處理，啟動內部的距離換算電路工作。當聲音傳感器接收到由地下傳來的故障點地震波後也送至數據處理器放大整形，產生計數中斷信號，讓距離顯示器顯示最終處理結果 (故障距離數)。並凍結顯示數字，提供穩定觀察。第二次沖擊放電時重復上述過程並刷新上次顯示數據。由於電磁波傳播速度極快，遠高於地表聲波傳播速度，根據電磁波與聲波的傳播時間差，利用公式I=TV (I：距離，單位米； T：時間差單位秒； V：聲波在地表層或電纜中的傳播速度，XXX米/秒)，由數據處理電路換算出故障距離來。

音頻放大器可放大聲音振動傳感器拾取的微弱地震波信號，由耳機監聽其大小，配合顯示屏數據精確定點。

如果地震波太弱，形不成計數中斷信號，距離顯示器將自動發出中斷信號使其滿亮顯示500.0米。

六、機器操作使用方法：

1．定點：在沖擊高壓發生器對故障電纜作高壓沖擊時 (沖擊高壓幅度要足夠高，以保證故障點充分擊穿放電)，將聲音震動傳感器探頭放置在電纜路徑 (或故障電纜本體) 上方，撥動電源開關，接通電源，定點機置“路徑”擋。一方麵通過耳機監聽地震波，另一方麵觀察距離顯示屏。在未聽到地震波時 (測聽點距故障點太遠)，每沖擊放電一次，距離顯示屏計數並刷新一次，每次顯示滿量500.0米，在電纜上方沿路徑不斷移動傳感探頭，直至聽到故障點的地震波聲音（此時表明距故障點不遠瞭）。當聽到的地震波聲音足夠強時，距離顯示屏將顯示故障距離數。此時便可將傳感器探頭直接按數顯距離數放在相應處。在該處前後移動探頭，找到數顯值最小處，此處即為故障精確位置。且此數顯值也是電纜的當地大致埋設深度（此時耳機中聲音應是最大，而且每次聽到的聲音均與數顯的刷新顯示同步）。

2．尋測路徑：此時在欲測電纜始端加入15KHz調幅路徑信號源，在機器的輸入端口插入15KHz探棒，並垂直於地麵，定點機置“路徑”檔，用耳機監聽 15KHz斷續波的聲音。當探棒位於電纜正上方時聲音最小，探棒下方即為埋設的電纜。沿埋設方向探出的每個最小聲音點的連線即為該電纜的精確埋設路徑。

3．測電纜埋設深度：在測到電纜的路徑時，將探棒頭垂直緊貼地麵上的聲音最小點使探棒沿電纜路徑傾斜45度（此時聲音變大），然後再沿電纜路徑垂直方向平行移動探棒，同時用耳機監聽聲音，當再次聽到最小的聲音時，探棒在地麵上移動的距離即為電纜的埋設深度。

七、註意事項：

1．在有條件的情況下，一般應用閃測機首先粗測出電纜故障距離，再精確測定電纜埋設路徑方向，然後才用此機器實施定點。按此程序將確保快速準確故障定位。千萬不要在路徑不明的情況下實施定點。

2．在無閃測機粗測故障距離的情況下，應先用本機器精確測定路徑後再實施定點。

3．探頭及主機屬精密機器，絕不可跌落和碰撞。

4．不要輕易拆卸探頭及機器，以防人為損壞。

八、簡單維護修理：

1．定點狀態，接通電源，數位顯示屏發光正常，“音量調節”電位器調至最大，耳機略有噪聲，但輕敲擊聲音探頭時，耳機無任何反應。可能故障：A探頭的輸出電纜插頭未插到位；B插頭內電纜芯線脫焊或折斷；C探頭電纜有斷線；應逐項檢查排除。

2．定點狀態時，探頭靈敏度明顯降低，輕敲擊探頭時，耳機內聲音很小。可能故障：由於運輸中的野蠻裝卸，探頭受到強力沖擊、跌撞，導致探頭內傳感器薄片脫落，輕搖探頭時會聽到探頭內有異常撞擊聲。此時應小心擰開探頭的上端蓋，用電烙鐵焊開探頭內小圓盒頂端的兩根由小孔內引出的引線，反時針擰開小圓盒，將盒內的傳感器薄片重新用環氧樹脂或AB膠粘牢。待固化後，按拆卸的反程序焊接安裝好即可。

3．定點機使用數小時後（或久置不用），發現數位管亮度明顯下降，耳機中聲音明顯變弱，一般情況是機內電池電壓不足。此時應給電池充電。充電方法是將主機盒從皮套中取出（有的皮套下端留有充電小孔則不必取出）。將充電器插入220V市電，充電器電壓選擇開關置“6V”或“7.5V”，用萬用表檢查充電器輸出插頭，其芯線為“+”，外為“—”，將Φ3.5插頭插入定點機充電孔開始充電。一般充6—10小時即能充足使用。充電時可用萬用表電壓檔在插頭外任一小插頭上監視充電電壓。當監視充電電壓到8—8.5V時，即可認為電池以充足可正式投入使用。一般充足電後可連續工作10小時。

數顯同步定點機的操作技巧

任何一種機器設備，在充分瞭解性能、特點後，方能事半功倍地發揮其功能。該定點機盡管操作極其簡單方便，但在使用時也得根據現場特點，巧妙地使用，才能充分發揮其優勢。

從使用說明書中介紹的原理知道，此定點機靠機器中的電磁傳感器接收到故障電纜在沖擊放電時產生的輻射電磁波後開始計數，而在聲音傳感器接收到故障點放電時產生的地震波後停止計數。電磁波與聲音震動波之間的時間差乘以地下聲波傳播的速度，便是探頭至故障點的直線距離（即數字屏顯示的數值）。也就是說，隻有在沖擊閃絡之後，探頭測聽到故障點傳來的地震波使計數器停止計數後，所顯示的數值才是有效而可信賴的。但是，在現場進行故障點定位時有可能出現兩種情況，一是探頭距故障點太遠，高壓設備對電纜沖擊放電時，定點機隻是由電磁傳感器接收到輻射電磁波後計數器開始計數，而沒有地震波來使計數器停止計數，耳機也聽不到地震波。所以此時計數器將一直計到原設定數500.0米。而且每沖擊放電一次，計數器將重新刷新一次，但仍顯示500.0米，屏幕信息僅告訴操作者高壓設備的沖擊閃絡功能正常，可放心沿電纜路徑繼續測聽。第二種情況是沖擊閃絡時，耳機已能聽到足夠強的地震波聲，計數器不再顯示滿量程500.0米。而是顯示某一固定數值。（有可能末尾兩位數有跳動），此固定數值重復顯示的機率相當高。此時操作者可以斷定：數顯距離即為探頭到故障點的直線距離。

當能確定故障距離後，下一步是沿電纜路徑，任意移動探頭一米左右，以判斷方向。如果讀數減小一米，證明移動方向正確。若讀數增加一米，說明遠離故障點。便可按屏顯距離直接移動探頭至故障點附近。此時，地震波強度加大，屏顯數明顯減小。隻要在該處仔細緩慢地移動探頭，總會發現某點的讀數最小。無論探頭往任何方向移動，讀數將會增大。那麼該點恰好是電纜故障點的正上方。此刻的屏顯數即為該點的電纜埋設深度。而且此時用耳機監聽的話，會發現此點正是地震波的最大點。

在實際的電纜故障定位現場，情況往往非常復雜。有四點是應註意的。

一、若現場環境噪聲很大（如車輛流量大的公路旁、走的人多的街道或在工地附近等）。閃絡沖擊放電時，除故障點傳來的振動波外，還有汽車引擎聲、喇叭聲、腳步聲、說話聲、機器轟鳴聲……。這些噪聲將嚴重地影響定點機計數屏的讀數穩定性。使得讀數似乎雜亂無章。其實，還是有其規律性的，仔細觀察讀數便可發現，計數屏的讀數總有一個相對穩定的最大讀數，無論噪聲乾擾如何變化，隻要噪聲不是連續的，此最大讀數的出現率非常高。此讀數即是故障點的距離。對計數屏上經常出現的無規律小讀數，不必理會。隨著探頭接近故障點，其最大讀數會逐漸減小。當穩定的最大讀數變到最小時，此處即為故障點精確位置。

二、如果定點現場有連續的較大噪聲，如電動機、鼓風機、排風扇、發電機、真空泵等發出的聲音，將會導致數顯失效，無論探頭放置何處，數顯屏總是出現零點幾米（甚至0.1米）小數值。此時隻能利用定點機的聲、電同步探測功能聽測與數字屏刷新計數同步的地震波，用人的判斷力去區分環境乾擾噪聲，以振動波的最大點去確定故障位置，不必去關心數顯屏的讀數。

三、定位現場的電纜故障點位於埋地穿管之中。沖擊放電時，在穿管的兩個端口處聲音最大，而在管子中央部位可能聽不到聲音，便有可能出現兩管口有固定讀數，而在其餘地方（如管子中央部位或遠離管口）僅顯示滿亮500.0米，此時便可根據兩個穩定讀數點的數值變化規律判斷管中故障位置。隻要挖出穿管，便可以用探頭在管子上實施精確定位。此時的誤差一般不會超過10㎝。四、若故障電纜位於電纜溝的排架上，且是封閉性故障（即電纜外皮未破，沖擊放電時，故障點的閃絡僅在芯線與外皮之間，外麵看不到火花）。沖擊放電時，在電纜本體上有長距離的較強振動，用聲測法和同步定點法都無法確定振動的最大位置。此時的常規定點機將完全失效，而定點機便可發揮其特長瞭。隻要將探頭放置在具有強烈振動電纜本體上，數顯屏將會在沖擊閃絡的同時記錄下探頭距故障點的距離，操作者便可很快根據距離指示數，將探頭放置在故障點附近，尋找數顯屏最小讀數所對應的位置，此位置便是精確的故障點。註意，有時會出現沖閃時電纜全線都有微小振動的現象，各處強度幾乎一樣，隻是接頭處可能聲音稍大些。這是對電纜進行沖擊放電時電纜出現的“電動機”效應，千萬不要被此聲音迷惑。故障點的振動聲很大，與全線“電動機”效應振動的微小振動聲音有明顯差別。可以不必理會此種微小振動，徑直去找明顯的較大的振動波（故障點發出的）。

值得註意的是由於定點機電磁傳感器靈敏度較高，定點機主機過分靠近運行電纜時，該電纜的工頻輻射會嚴重乾擾計數器，其現象是計數器的後兩、叁位數位管會不停地閃動，無法正常計數。此時，隻要將主機旋轉90度，用主機側麵對準電纜，且遠離運行電纜，便可減少工頻輻射乾擾，使計數屏正常讀數。

有的部門、單位，由於電纜較少，且單根電纜的長度均較短，例如500米以內。在經濟條件不太好的情況下，可以不必購買用於粗測的價格昂貴的智能電纜故障探測機，配置2-3臺數顯同步定點機即可。電纜發生故障時，隻要配上高壓沖擊閃絡設備，進行高壓沖擊閃絡，使故障點充分放電，由2-3人攜帶定點機沿電纜路徑聽測各個可能發生故障的電纜接頭（一般電纜的中間接頭及端頭出現故障的機率在90%以上）。如果故障點不在接頭處，操作人員可分頭沿電纜路徑一米、一米的進行聽測，一般也可在一小時之內對故障點進行精確定位。隻有在故障電纜長度大於500米，甚至達數公裡時，利用智能電纜機粗測故障距離，方能作到快、準、省地找到故障位置。

在進行電纜故障的精確定點時，首先應保證沖擊高壓產生設備的沖擊電壓應足夠高，使故障點充分擊穿放電（可從球隙放電的聲音大小及清脆響亮程度判斷，也可從電纜機屏幕上的波形有無大振蕩波形判斷）。為促使故障電纜的故障點放電聲足夠大，可以加大沖擊閃絡電壓的能量。其方法是適當提高沖擊電壓，並且盡可能加大儲能電容的容量，如加大到2-10μF。這樣可以使故障點放電時產生更大的聲波振動，增大定點機探頭探測的距離。加快定點速度及提高準確性。對於低壓動力電纜。粗測與定點方法完全與高壓動力電纜相同。所不同的隻是所加沖擊電壓較高壓電纜低得多。據經驗，一般沖擊電壓最高可以加到10KV以上，隻要保證電纜端頭三叉處不被擊穿放電即可。由於所加的是脈沖沖擊高壓，持續時間一般僅有1-3mS。盡管瞬時功率較大但平均功率卻很小，10KV的沖擊高壓對低壓電纜一般情況下是完全無損傷的。據全國各地對於低壓動力電纜的故障檢測成功實例說明，低壓動力電纜在故障定位時，沖擊高壓加到10KV左右是沒有什麼問題的，定點安全、準確而快速。

最後要說明一點的是，無論高壓動力電纜還是低壓動力電纜，在故障點破裂受潮和故障點金屬性接地情況下，沖擊高壓閃絡時，故障點一般不會產生閃絡性放電。所以，一般定點機聽不到放電聲，造成定點失敗。一定要換用別的方法實施定點。不要輕易懷疑。

高壓發生器介紹

如圖3.4所示是沖閃法接線圖，原理是將220V的市電通過操作箱調壓為0-220V，經過直流升壓變壓器輸出高壓脈動直流給脈沖電容充電，當脈沖電容的電壓足夠高時擊穿球隙同時擊穿故障點，電容放電。然後電容繼續充電，如此循環……

圖3.4 沖閃法測試高壓發生器接線圖

圖3.4中：T1：3KVA/0.22KV調壓器

T2：3KVA/50KV交直流高壓變壓器

D ：高壓整流矽堆，大於150KV/0.2A

C ：高壓脈沖電容，容量1∽2μF，耐壓小於40KV

V ：電壓表

B ：采樣盒（配套附件）

J ：高壓球隙

請註意：升壓之前，一定要將放電棒接好，一旦高壓發生器經過上電過程，在碰觸高壓發生器之前一定要將電容放電，方可操作，否則十分危險！

電力電纜的高阻故障（高阻故障：故障點的直流電阻大於該電纜的特性阻抗的故障為高阻故障）幾乎占全部故障率的90%以上。沖閃方式用於測試高阻泄漏性故障及高阻閃絡性故障，大部分電纜高阻故障都可以使用沖閃方式測試。依據故障性質又分為沖擊高壓閃絡法（沖閃法）和直流高壓閃絡法（直閃法，球隙間距調為0）。

沖閃方式測試故障，采用電流取樣法。電流取樣接線簡單，安全性高，波形易於識別。

調整球隙（若放電，放電球隙清脆響亮，操作箱電流大於10A-15A否則視為未放電，請重新調整球隙，提高沖閃電壓），電壓升到一定值，故障點發生閃絡放電，機器記錄下波形。根據波形大小可重新調整輸入振幅，重復采樣，直到采到相對標準的波形。

註意：調整球隙一般1mm大約代表3KV，請根據被測電纜電壓等級適當調整。

高壓閃絡測試時，由於工作電壓極高，稍有不慎就會對人身及設備造成損失，因此操作中應註意以下幾點：

高壓閃絡測試時，高壓試驗設備應由專業人員操作，機器接線，調整時應斷電並徹底放電。

高壓試驗設備電源與測試機工作電源分開使用，測試機連線應遠離高壓線。沖閃法時，電腦應斷掉外接電源及鼠標。

高壓尾、操作箱接接地端必須可靠與電纜鎧裝及大地相連，以確保測試成功及設備、人身安全。

測試前，應先對故障電纜加壓放電，確保各連接線點無放電現象，所加電壓已使故障點發生閃絡放電，然後開始用機器測試。

在有易燃物品的環境中利用高壓測試時，應有保護措施。

用直閃法時一定要註意監視高壓電流，以防電流過大而燒壞高壓變壓器。

電纜故障的測試過程：

為順利快速的解決電纜故障，測試電力電纜故障請遵循以下步驟：

一、分析電纜故障性質，瞭解故障電纜的類型。

不同性質的電纜故障要用不同的測試方法，而不同介質的電纜的電波傳播速度。不同耐壓等級的電纜則有不同的耐壓要求。而被測試電纜的接頭位置及最近是否在電纜上方進行施工作業。這些在測試前都最好做到心中有數。

二、用測試主機的低壓脈沖法測試電纜長度，校對電纜的電波傳輸速度。

測試電纜全長可以讓我們更加瞭解故障電纜的具體情況，判斷是高阻還是低阻故障，判斷電波速度是的準確性（準確的電波傳輸速度是提高測試精度的保證。當速度不準確時，可反算速度）。這些都可以用低壓脈沖測試方法來解決。

三、選擇合適的測試方法，用測試主機進行電纜故障粗測。

對不同電纜故障要用不同的方法，低阻故障（開路、短路等）要用低壓脈沖法測試；而高阻故障（泄漏、閃絡等）則要用閃絡法方法測試。選擇合適的測試方法，用測試機主機對電纜進行故障距離粗測。低阻故障用低壓脈沖法測量，高阻故障用高壓閃絡法測量。

故障性質	絕緣電阻	故障的擊穿情況
開路	￥	在直流高壓脈沖下擊穿
低阻	小於10分之一特性阻抗	絕緣電阻不是太低時，可用高壓脈沖擊穿
高阻	大於10倍特性阻抗	高壓脈沖擊穿
閃絡	￥	直流或高壓脈沖作用下擊穿

註：電力電纜的特性阻抗一般為10—40W之間。是由電纜的單位長度的電阻，電感，電容決定的特性參數，不要將特性阻抗與絕緣電阻，以及電纜的直流電阻混淆。

低壓脈沖法測試比較簡單，直接測試。而高壓閃絡法測量則需要註意接線及所加直流電壓的高低。10KV油浸紙電纜和交聯乙烯電纜的最高耐壓分別為50KV和35KV，一般不得超過電纜的最高耐壓，高壓設備的地線必須與被測電纜的鉛包接地良好連接。

四、用路徑機探測埋地電纜的走向；

精確定點前首先必須知道電纜的路徑，若已知路徑可省去此步驟。

五、用定點機對故障點精確定位；

接好高壓設備，根據電纜的性質及電纜的耐壓等級來決定升壓程度。保證故障點充分擊穿。然後用定點機對電纜故障點進行精確定位，最後確定在1米范圍內。

四附錄

4.1測試主機測距測速原理

　　本機器采用時域反射（TDR）原理，對被測電纜發射一系列電脈沖，並接收電纜中因阻抗變化引起的反射脈沖，再根據電波在電纜的電波傳播速度和兩次反射波的特征拐點代表的時間，可測出測試端到故障點的距離為：

S=VT/2 或者 V=2S/T

式中：S代表故障點到測試端的距離。

V代表電波在電纜中的傳播速度。

T代表電波在電纜中來回傳播所需要的時間。

這樣，在V已知和T已經測出的情況下，就可計算出故障點距測試端的距離；在全長S已知和T已經測出的情況下，就可以計算出電波傳播速度。可見，無論是測試故障（距離），還是測試電波傳播速度，隻需要測試T即可，而T的測試隻需要在波形上用2個標尺確定起點和終點即可，並且上述的計算公式完全由計算機自動實現，無需人工計算。

綜上所述，波形卡位是關鍵的一步，對於不同的故障類型，典型波形的特點不一樣，下麵就典型波形做詳細分析：

4.1.1低壓脈沖波形

低壓脈沖用於測試電纜中電波傳播的傳播速度，電纜全長，低阻故障（故障相電阻值低於1K）和開路故障及短路故障。

凡是電纜故障點的絕緣電阻下降到該電纜的特性阻抗(電纜的特性阻抗一般為幾十到幾百歐)以下，甚至電流電阻為零的故障均稱為低阻故障或短路故障。典型的短路故障波形如圖4.1所示。

凡是電纜故障點的絕緣電阻無窮大或雖與正常電纜的絕緣電阻值相同，但電壓卻不能送達用戶端的故障均稱為開路（斷路）故障。典型的開路故障波形如圖4.2所示。

圖 4.1 典型的短路波形

圖 4.2 典型的開路波形

根據電纜的測試波形我們可以判斷故障的性質，當發射脈沖與反射脈沖反極性時，表示是短路故障；當發射脈沖與反射脈沖同極性時，則是開路故障。

開路故障的反射信號與發送脈沖極性相同，短路故障的反射信號與發送脈沖極性相反。確定光標時，對終端開路電纜以脈沖上升沿與基線交點為準定光標起點及終點。

4.1.2沖閃（直閃）波形

波形總特點：脈沖為一系列主能量分佈於基線上方的脈沖群。因故障性質等原因。會出現不同類型的波形特點：

第一類典型的沖閃波形：此類波形的形成是因為故障點距離始端不是特別近，脈沖間有明顯的拐點，屬於最典型的波形。卡位方法如圖，從某個脈沖的上升拐點及下降拐點作為兩個標尺的位置。

圖4.3第一類典型的沖閃波形（故障點距離始端不太近）

第二類典型沖閃波形：此類波形的形成是因為故障點距離始端比較近，脈沖間出現混疊，不過從波形的周期性仍然能夠對故障點做出大致判斷。卡位方法如圖，得到的故障距離值乘以90%。

圖 4.4第二類典型的沖閃波形（故障點距離始端比較近）

第三類典型的沖閃波形：此時由於故障點距離始端非常近隻有十幾米以內，沖閃波形嚴重混疊，隻能看到由於高壓系統包括電纜在內的分佈參數得到的大震蕩波形，如果此時用標尺按第二種典型的沖閃波形卡位的話，故障距離可能會上千米，與事實嚴重不符合，根據我們的經驗，如果故障距離達到上千米的話應該出現第一類典型的沖閃波形。所以，遇到此類波形，最好將測試設備移到終端進行測試，方便波形卡位，方便故障定點。

圖 4.5第三類典型的沖閃波形（故障點距離始端隻有十幾米）