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一、簡介

    GDBN-C2000智能電纜故障測試儀是我公司在電力工業(yè)快速進(jìn)步的契機(jī)下，根據(jù)行業(yè)發(fā)展和市場需求，研發(fā)生產(chǎn)的電力電纜故障測試專用系統(tǒng)設(shè)備。其主要用于電力電纜開路、短路、接地、低阻、高阻閃絡(luò)性及高阻泄漏性故障的測試，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；還可以電波測速、測定線纜長度等，并可建立電纜檔案以便日常維護(hù)管理。

   基于TDR技術(shù)實(shí)現(xiàn)的多次脈沖核心技術(shù)，徹底改變了傳統(tǒng)的測試方式，使得原來較難解決的高阻故障波形閱讀問題從根本上得以解決，經(jīng)過多次脈沖產(chǎn)生器可以將任何復(fù)雜的高阻波形轉(zhuǎn)化為非常熟悉又便于識別的低壓脈沖短路故障波形，徹底解決了長期以來用戶不會識別復(fù)雜高阻故障波形的難題，使關(guān)鍵的粗測水平得以質(zhì)的提升。

   該產(chǎn)品采用了國際最高水平的時(shí)域反射（TDR）技術(shù)，故障波形自動(dòng)判距、簡單明了，使用方便愉快；整機(jī)采用工控塑料機(jī)箱，小巧精致，易攜帶；人機(jī)界面友好，即使非專業(yè)人員操作，依然可以很快熟悉并使用，高效、準(zhǔn)確的完成電纜故障測試工作。

   該產(chǎn)品是利用多次脈沖法技術(shù)完成測試的重要組成設(shè)備，其采用阻容特性，“暫時(shí)存儲”部分沖擊能量。將沖擊高壓信號引導(dǎo)到故障電纜的故障相上，瞬間又將“存儲”的部分能量再次施加到故障電纜的故障相上，保證故障點(diǎn)充分擊穿，形成并延長故障點(diǎn)擊穿后的電弧和持續(xù)時(shí)間，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)并啟動(dòng)多次脈沖自動(dòng)觸發(fā)裝置和TDR電纜故障綜合測試儀（根據(jù)TDR測試方法選擇，可分別測試三次脈沖波形和多次脈沖波形）。

  本說明書中介紹的多次脈沖技術(shù)需在C2000測試儀的基礎(chǔ)上增加多次脈沖耦合器才能實(shí)現(xiàn)該功能

二、功能特點(diǎn)

  1.用于35kV及以下不同等級、不同截面、不同介質(zhì)及各種材質(zhì)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(luò)性故障。

  2.可配合高壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電纜故障測試的低壓脈沖法、沖擊閃絡(luò)法、三次脈沖法、多次脈沖法、速度測量法。

  3.全中文操作軟件和使用界面，子菜單方式和文字提示實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。

  4.工業(yè)級彩色觸摸液晶屏顯示，全中文操作軟件和使用界面，子菜單方式和文字提示實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。

  5.全局波形和局部波形同步顯示，便于整體分析和細(xì)節(jié)調(diào)整。

  6.采用多次脈沖法測試時(shí)，界面同時(shí)采集8條真實(shí)波形，更便于判讀和降低測試誤差，提高測試精度；任何高阻故障均呈現(xiàn)最簡單的類似低壓脈沖短路故障波形特征，極易判讀。

  7.內(nèi)置電源供電，在無電源環(huán)境中均可長時(shí)間使用。

  8.體積小、重量輕、使用方便，檢測故障成功率和測試精度高。

  9.在任何環(huán)境下性能穩(wěn)定，不死機(jī)，信號采集高壓保護(hù)措施安全。

  10.內(nèi)置存儲/調(diào)出功能，可方便將數(shù)據(jù)及波形保存或調(diào)出重新分析。

  11.測試信號提供多種脈沖寬度，無測試盲區(qū)。

三、技術(shù)參數(shù)

  1.采樣方法：低壓脈沖法、沖擊閃絡(luò)法、速度測量法

  2.采樣速率：100 MHz、80 MHz、20MHz、10 MHz

  3.脈沖寬度：0.2μs、0.5μs、1μs、2μs

  4.波速設(shè)置：交聯(lián)乙烯、聚氯乙烯、油浸紙、不滴油和未知類型自設(shè)定

  5.沖擊高壓：35kV及以下

  6.測試距離：＜40km，盲區(qū)≤10m

  7.分 辨 率：1m

  8.測試精度：1m

  9.顯示方式：工業(yè)級彩色觸摸液晶屏

  10.操作方式：觸摸屏操作、物理旋鈕操作

  11.分析設(shè)置：滾屏、縮放、保存、調(diào)出、波移等功能

  12.工作電源：內(nèi)置電池供電

  13.連續(xù)工作：≥8h（亦可使用外接電源使用），充電電源AC220V±10%

  14.儲存功能：具有數(shù)據(jù)存儲功能，可存儲大量現(xiàn)場波形及數(shù)據(jù)，并隨時(shí)調(diào)出使用

  15.外形尺寸：長330mm×寬270mm×高140mm

  16.重    量：3.0kg

四、工作原理

  本產(chǎn)品采用的是時(shí)域反射（TDR）原理，即對電纜發(fā)射一電脈沖，電脈沖將在電纜中勻速傳輸，當(dāng)遇到電纜阻抗發(fā)生變化的地方（故障點(diǎn)），電脈沖將產(chǎn)生反射。測距主機(jī)將電脈沖的發(fā)射和反射的變化以時(shí)域形式通過液晶屏顯示出來，通過屏幕上的波形可直接判讀故障距離。

五、儀器操作面板及界面說明

  1.操作面板介紹

  ① 開關(guān)按鍵：按下自鎖接通電源，再按解鎖斷開電源。開機(jī)2分鐘無任何操作時(shí)，屏幕將變暗進(jìn)入屏保節(jié)能狀態(tài)。

  ② 幅度旋鈕：順時(shí)針旋動(dòng)幅度增大；逆時(shí)針旋動(dòng)幅度減小。（需采樣刷新才有變化）

  ③ 位移旋鈕：順時(shí)針旋動(dòng)中值向上走動(dòng)；逆時(shí)針旋動(dòng)中值向下走動(dòng)。（需采樣刷新才有變化）

  ④ 信號端口：航空插座，用于連接采樣線。

  ⑤ USB端口：用于連接專用外接設(shè)備導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

2.工作界面介紹

①采樣方式 

   按“”鍵，彈出采樣方式選擇子菜單。子菜單中包括：“低壓脈沖”、“閃絡(luò)方法”、“三次脈沖”、“八次脈沖”和“速度測量”。儀器開機(jī)默認(rèn)“低壓脈沖”，根據(jù)測試需要，可選擇相應(yīng)的采樣方式，再按“采樣方式”鍵退出。

②脈寬

  按“”鍵，彈出脈沖寬度選擇子菜單。子菜單中包括7個(gè)選項(xiàng)，分別為：0.05μs、0.1μs、0.2μs、0.5μs、1μs、2μs、8μs。根據(jù)測試距離選擇合適的脈寬，按對應(yīng)的子菜單鍵可以對脈沖寬度進(jìn)行選擇，儀器開機(jī)默認(rèn)0.2μs，再按“脈寬”鍵退出此項(xiàng)功能。注意：在高壓閃絡(luò)法測試中此項(xiàng)不做選擇。

③電纜類型

  按“”鍵，彈出電纜類型選擇子菜單，有“交聯(lián)乙烯”、“聚氯乙烯”、“油浸紙型”、“不滴油型”和“未知類型”5個(gè)選項(xiàng)，儀器開機(jī)默認(rèn)為“交聯(lián)乙烯”，可根據(jù)需要按對應(yīng)的電纜類型鍵。若被測電纜不屬于四種已知類型，則應(yīng)按“未知類型”鍵，彈出計(jì)算器對話框，調(diào)整波速數(shù)值，達(dá)到選定值后按“”鍵，再按“電纜類型”鍵退出此項(xiàng)功能。注意：波形速度最大300m/μs，不同介質(zhì)的電纜中電波傳播速度不同，因此在測試故障之前必須選定介質(zhì)類型，以確定電波傳播速度。

④精度

  按“”鍵，彈出讀數(shù)精度選擇子菜單，共分為“1米”、“2米”、“4米”和“8米”4種測量精度，儀器開機(jī)默認(rèn)為“2米”，再按“精度”鍵退出此項(xiàng)功能。注意：當(dāng)選中0.05μs脈寬時(shí)，電腦自動(dòng)鎖定讀數(shù)精度為1米；當(dāng)選中8μs時(shí)，電腦自動(dòng)鎖定讀數(shù)精度為8米；選擇其他脈寬時(shí)，可以按讀數(shù)精度鍵任意調(diào)節(jié)，根據(jù)測量需要選取合適的檔位。

⑤縮放

  按“”鍵進(jìn)入縮放功能，系統(tǒng)提供3種壓縮比例，分別為“1:1”、“1:2”和“1:3”，通過左移“”鍵或右移“”鍵可對波形進(jìn)行3種比例的循環(huán)壓縮，在屏幕右下角可以觀察到壓縮比例，再按“縮放”鍵退出此功能。由于波形數(shù)據(jù)量很大，每次采樣后屏幕上顯示的是上半部紅色波形為1:1放大的波形；下半部藍(lán)色波形為1:3壓縮的波形。有時(shí)為了觀察波形細(xì)節(jié)，須進(jìn)行波形縮放操作。

⑥滾屏

  按“ ”鍵，通過左移“”鍵或右移“ ”鍵可對波形進(jìn)行整屏移動(dòng)，再按“滾屏”鍵退出此功能?？s放不能滿足分析時(shí)可執(zhí)行“滾屏”功能，將波形分段分屏顯示，儀器默認(rèn)顯示第一段第1屏波形。

⑦保存

  按“”鍵，彈出保存對話框，提示要保存的號段，此時(shí)按“是”，即屏中上半部顯示的紅色波形被保存在該號段，按“否”退出。

⑧調(diào)出

  按“”鍵，彈出調(diào)出對話框，通過左移“”鍵或右移“”鍵選擇需要調(diào)出波形的號段，再按“是”即調(diào)出所選號段的波形，以藍(lán)色顯示在屏幕下半部；此時(shí)屏幕上半部原有的紅色波形不變，以便與調(diào)出的藍(lán)色波形對比。

⑨全長

  在“速度測量”方式下，按“”鍵，彈出“電纜長度”輸入數(shù)字鍵盤，初始值為“0”米，輸入電纜長度值后，按“”鍵，即完成電纜全長的輸入。

⑩延時(shí)

  設(shè)置脈沖觸發(fā)時(shí)間，此功能一般不用。

?波移

  按“ ”鍵后，當(dāng)前進(jìn)入波形上移對比，再次按下“波移”鍵退出此功能。且此功能在調(diào)出波形、多次波形等情況下有效。

?定位

  按“”鍵后，當(dāng)前游標(biāo)的位置即被確定為測試起點(diǎn)，同時(shí)該游標(biāo)移動(dòng)的距離被清零。此鍵就是用于確定測量起始點(diǎn)。

?自動(dòng)判距

  按“”鍵，游標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)定位，顯示屏上方自動(dòng)顯示故障距離。

??左移或右移

  移動(dòng)游標(biāo)定位時(shí)，每按左移“”鍵或右移“”一次，定位游標(biāo)尺左/右移一個(gè)單位點(diǎn)（像素）；當(dāng)按住不動(dòng)時(shí)，游標(biāo)以八個(gè)單位點(diǎn)的速度連續(xù)移動(dòng)，松開左移“”鍵或右移“”游標(biāo)即可停止移動(dòng),同時(shí)在距離顯示處顯示游標(biāo)移動(dòng)的距離。

?返回

  返回上級步驟，此功能僅在八次脈沖測試時(shí)，用于波形分析的邏輯按鍵，一般不用。

??采樣和多次采樣

  在低壓脈沖法測量時(shí)，按“”鍵一次，系統(tǒng)執(zhí)行一次自動(dòng)觸發(fā)采樣，屏幕的波形顯示區(qū)能馬上顯示出發(fā)射脈沖和回波脈沖。上半部紅色波形為局部放大波形，下半部藍(lán)色波形為全局波形。

  在閃絡(luò)法測量時(shí)，按一次“”鍵，此鍵反變色“”，系統(tǒng)一直處于執(zhí)行等待外部觸發(fā)采樣狀態(tài)，當(dāng)獲得觸發(fā)信號時(shí)，系統(tǒng)將采集到高壓閃絡(luò)波，并以紅色波形為局部放大波形顯示在屏幕上半部，以藍(lán)色波形為全局波形顯示在屏幕下半部。每獲得一次觸發(fā)信號，系統(tǒng)采樣一次并刷新波形。注意：當(dāng)無外部觸發(fā)時(shí)，再按一次“”鍵，此鍵回復(fù)原色，系統(tǒng)解除采樣。

  在三次脈沖/八次脈沖測量時(shí)，先按“”鍵一次，系統(tǒng)執(zhí)行一次低壓脈沖自動(dòng)觸發(fā)采樣，調(diào)整幅度和中值等參數(shù)，再按“”鍵一次，此鍵反變色“”，儀器一直處于執(zhí)行等待外部觸發(fā)采樣狀態(tài)，當(dāng)獲得觸發(fā)信號時(shí)，系統(tǒng)將采集到多次脈沖波形，并顯示到屏幕上。注意：當(dāng)無外部觸發(fā)時(shí)，再按一次“”鍵，此鍵回復(fù)原色，系統(tǒng)解除采樣。

六、測試方法的操作簡介

  1、低壓脈沖法測試電纜的斷線、短路故障距離

  1）接線：

  先將雙夾測試線接至“信號”端口，再將測試線的紅夾子夾在故障電纜的一個(gè)故障相，黑夾子夾在故障電纜的另一個(gè)故障相。

低壓脈沖法連線示意圖

2）開機(jī)：

   按下開關(guān)鍵，屏幕將顯示開機(jī)界面；點(diǎn)觸一下液晶屏進(jìn)入測試界面。此時(shí)系統(tǒng)默認(rèn)測試方式為“低壓脈沖法”、脈寬“0.2μs”、電纜類型為“交聯(lián)乙烯”、精度“2m”。然后依據(jù)被測電纜絕緣材質(zhì)、長度等因素再調(diào)整默認(rèn)項(xiàng)目為適合本次測試的內(nèi)容。

3）采樣：

   點(diǎn)擊“采樣”鍵，儀器發(fā)出測試脈沖并自動(dòng)觸發(fā)捕捉到反射脈沖。此時(shí)界面將顯示電纜的斷線和短路波形如下圖示。若波形的幅度、位置不合適，操作者可調(diào)節(jié)“中值”或“幅度”，再重新采樣刷新，直到操作者認(rèn)為回波的幅度和位置適合分析定位為止。

4）判讀：

  低壓脈沖波的判讀比較容易，只要將游標(biāo)分別定位到發(fā)射波及反射波的起點(diǎn)即可（詳見波形分析基礎(chǔ)理論），游標(biāo)通過左移鍵或右移鍵操作。

2、低壓脈沖法測試電纜長度（全長）              

  1）接線：

  先將雙夾測試線接至（預(yù)定位儀后側(cè)板）采樣端口，再將測試線的紅夾子夾在電纜的一個(gè)好相，黑夾子夾在電纜的另一個(gè)好相。

  2）與上述“低壓脈沖法測試電纜的斷線、短路故障距離”中的2）、3）、4）相同。

3、波速測量

  儀器直接給出了4種常用電纜的平均波速，有時(shí)也會碰到需要測試未知波速的電纜，此時(shí)就要用到波速測量功能。波速的測試方法如下：

  1）選一條已知長度的電纜，最好是100米以上，越長測量結(jié)果越準(zhǔn)確。

  2）接線：與“低壓脈沖法測試電纜長度”中的1）相同。

  3）開機(jī)：按下開關(guān)鍵，屏幕將顯示開機(jī)界面；點(diǎn)觸一下液晶屏進(jìn)入測試界面。采樣方式調(diào)整為“速度測量”；按“全長”鍵將電纜類型顯示區(qū)調(diào)整為已知電纜的長度。

  4）與上述“低壓脈沖法測試電纜的斷線、短路故障距離”中的2）、3）、4）相同。距離顯示區(qū)顯示的就是該電纜的波速。

4、沖擊閃絡(luò)法測試電纜的高阻故障距離

  1）接線： 

  首先，按要求完成高壓閃絡(luò)的接線；

  然后，用雙夾測試線將采樣盒與測距主機(jī)相連接，再把采樣盒放置于高壓電容器的接地線旁邊。

  如下圖示：

2）開機(jī)：

  首先開啟沖擊閃絡(luò)并保證故障點(diǎn)放電充分；按下測距主機(jī)開關(guān)鍵，屏幕將顯示開機(jī)界面；點(diǎn)觸一下液晶屏進(jìn)入測試界面。采樣方式選擇“高壓閃絡(luò)”。

3）采樣：

  點(diǎn)觸一次采樣鍵，此時(shí)采樣鍵變色儀器處于采樣等待中；故障點(diǎn)每放一次電，儀器采樣刷新一次，同時(shí)可調(diào)節(jié)中值、幅度旋鈕配合采樣，直到波形適合分析為止。再次點(diǎn)觸采樣鍵，此時(shí)采樣鍵回復(fù)原色儀器停止采樣。

4）判讀：

  按照閃絡(luò)波的分析判讀方法（詳見波形分析基礎(chǔ)理論）將起始游標(biāo)和終止游標(biāo)分別卡到一個(gè)周期的起點(diǎn)和終點(diǎn)。

沖擊閃絡(luò)法測試波形示例

5、多次脈沖法測試電纜的高阻故障距離

  1）接線： 

  首先，按要求完成多次脈沖法的接線；

  然后，用測試線將多次脈沖耦合單元與測距主機(jī)相連接。

  如下圖示：

2）開機(jī)：

  首先按下測距主機(jī)開關(guān)鍵，屏幕將顯示開機(jī)界面；點(diǎn)觸一下液晶屏進(jìn)入測試界面。采樣方式選擇“低壓脈沖”，并調(diào)整采集一個(gè)合適的低脈沖波形，在選擇“三次脈沖”或“八次脈沖”；其次開啟沖擊高壓并保證故障點(diǎn)放電充分。

3）采樣：

  點(diǎn)觸一次采樣鍵，此時(shí)采樣鍵變色儀器處于采樣等待中；故障點(diǎn)放一次電，儀器采樣刷新，直到波形適合分析為止。反之，再次點(diǎn)觸采樣鍵。

4）判讀：

  按照多次脈沖法的分析判讀方法（詳見波形分析基礎(chǔ)理論）將起始游標(biāo)和終止游標(biāo)分別卡到一個(gè)周期的起點(diǎn)和終點(diǎn)，或選擇自動(dòng)卡位，讀取故障距離。