电缆故障试验分析仪-智慧城市网

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一、LYST-600电缆故障试验分析仪主要技术指标：

1.检测方法：低压脉冲法、高压闪络法。

2.技术参数

①测试距离：低压脉冲法时，大测试距离16Km；高压闪络法时，大测试距离15Km。

②系统测试精度：小于20cm。

③脉冲幅度: 负载阻抗在50Ω时不小于250Vpp。

④长度选择: ﹤1KM、 ﹤3KM、＞3KM三种。

⑤采样频率: 6MHz、12 MHz、24MHz、48 MHz。

⑥读数分辨率: 1m

⑦预置了4种电缆介质的电波传播速度：油浸纸、不滴流：160m/μs；交联聚乙烯：172m/μs；聚氯乙烯：184m/μs；橡套电缆：100m/μs；以及其它类型电缆的电波传播速度自设置。

⑧对于其它类型电缆，利用本机的测速功能可以在输入该类型电缆的已知全长后，测出电波在该电缆中的传播速度。

3.采样方式：电流取样法、电压取样法。

4.工作条件: 温度-20 ~ +55ºC，相对湿度 90%。

5.体积：430×300×190mm。

6.重量：约10kg。

二、LYST-600电缆故障试验分析仪组成框图

系统框图见图一。

图一系统框图

选择“低压脉冲法”时，有250VPP的测试脉冲信号加到被测电缆上和主机的输入电路上。测试波形通过信号及数据处理后显示到屏幕上。

同时在状态显示栏中显示电缆类型、电波传播速度、采样频率、故障距离、测试日期等。

选择“高压闪络法”时，内部脉冲信号断开，仪器处在外触发等待状态。当加到被测电缆上的冲击高压使故障点闪络放电时，单次闪络波形经过电流取样器输入仪器，仪器开始采样，并显示出测试波形。

三、LYST-600测试原理

电缆故障一般分为两大类：短路、开路、低阻故障和高阻闪络、泄露故障。根据雷达测距原理，在测试端向电缆发射一个脉冲信号。在特性阻抗不匹配处，就会产生反射波，将入射波形和反射波形采集下来并显示在屏幕上，用双电子游标卡在波形的两个特征拐点上。根据电波在该类型电缆中传播速度，便可测算出故障点到测试端的距离。

S = VT / 2

S：故障点距测试端的距离。

V：电波在电缆中的传播速度。

T：电波在电缆测试端到故障点间传播一个来回所需的时间。

在V和T已知的情况下，就可计算出S，只需用双电子游标卡在波形的特征拐点上，就可自动完成。

第二章 LYST-600操作界面介绍

系统的操作界面分以下几部分:

上方为型号标识和主机与采样单元通信状态实时显示。

右侧为参数选择菜单（被测电缆类型选择、采样频率选择、测试方法选择、电缆长度选择、两组波形对比、波形打印、波速测量等等）。

下方为选定参数状态显示（显示已经确定的采样频率、电缆类型、测试方法等等）。

屏幕中部为波形显示部分。如图二所示。波形显示又被划分为上下两部分，上半部份为局部波形显示，下半部分为全程波形显示。如图三所示。

图二系统操作界面一

图三系统操作界面二

第三章 LYST-600操作方法与步骤

开机前准备工作及一般测试方法：

1．现场故障测试前应首先检查仪器电量是否充足，若电量不足时，应外接电源，仪器方可正常使用。注意：在使用“高压闪络法”测试时，禁止外接220V电源工作，避免高压信号串入仪器烧坏电路主板，应先对仪器充电，再使用“高压闪络法”测试。

2．开启“电源开关”，待仪器进入Windows桌面系统后，自动进入电缆故障测试系统设置界面。

按下“测试电源”键，此时仪器面板上“闪络、脉冲”指示灯交替闪烁，默认“低压脉冲”状态。（注：如果仪器退出电缆故障测试仪系统后，回到了桌面系统，需要重新进入电缆故障测试系统，可用触摸笔双击桌面系统上电缆仪图标，重新进入电缆故障测试系统设置界面）。

3．根据被测电缆的类型、实际长度及故障性质，用触摸笔点击电缆仪相关触摸键，进行参数初始设置。

4．参数设置完毕（默认“低压脉冲法”），将仪器测试线红、黑二个夹子分别接到被测故障电缆的故障相和另一好相或电缆地线上，点击“采样”键，仪器自动进入数据采集状态，波形同时显示在屏幕上。再次点击“采样”键，仪器便进入“连续”采样状态。操作者可根据屏幕上显示的波形幅度及位置不断调节“位置调节”和“振幅调节”旋钮。调整到波形便于分析为止，再点击“取消采样”触摸键停止采样。

5．如果设置“高压闪络法”，点击“采样”键后，仪器进入“采样中”的等待状态，对故障电缆高压冲闪时，便会自动将“采样盒”采集的信号显示在屏幕上。并且再次进入“采样中”的等待状态，准备采集下一次高压冲闪时的信号。在不断高压冲闪采样过程中调节“位移调节”“振幅调节”旋钮，调整到波形便于分析为止，再点击“取消采样” 触摸键停止采样，然后进行游标操作，得到故障点距测试端电缆长度。

第四章 LYST-600故障测试

一、低压脉冲法检测故障电缆低阻、短路、断路及电缆全长

开启电源开关，待仪器自动进入电缆测试系统预置界面。根据被测故障电缆的类型、实际长度，点击屏幕右侧模拟键中的“电缆种类”、“检测方法”、“长度选择”、“采样频率”等，进行设置。

1．“电缆类型”的选择：依据被测电缆的类型，不断点击“电缆种类”模拟键。观察屏幕下方的当前状态设置栏，直到显示的电缆种类与被测电缆的种类*为止。

2．点击“检测方法” 模拟键，屏幕下方的当前状态设置栏循环显示“低压脉冲法”和“高压闪络法”。选择“低压脉冲法”状态时，仪器面板上的“脉冲”绿色指示灯亮；选择“高压闪络法”状态时，仪器面板上的“冲闪”红色指示灯亮。

3．点击“长度选择”：模拟键，屏幕下方的当前状态设置栏循环显示“﹤1KM、 ﹤3KM、＞3KM三种”。

4．参数设置完毕（选择“低压脉冲法”），将仪器测试线红、黑二个夹子分别接到被测故障电缆的故障相和另一好相或电缆地上，点击“采样”键，仪器自动进入数据采集状态，（如图四所示）波形同时显示在屏幕上。再次点击“采样”键，仪器便进入“连续”采样状态。操作者可根据屏幕上显示的波形幅度及位置不断调节“位置调节”和“振幅调节”旋钮。调整到波形便于分析为止，再点击“取消采样”触摸键停止采样。

5．在进行数据处理时，可根据波形的具体情况对波形进行展宽、压缩、左右移动，再滑动双电子游标判读故障距离。（如图五所示）。

6．“保存”操作步骤：

点击 “保存”按键，屏幕将弹出二级菜单。（如图六所示）。完成波形的保存。

图四采样界面

图五波形、游标操作按键

1—波形左移按键 2—波形右移按键 3—波形低、中、高移动速度切换按键 4—波形压缩按键 5—波形展宽按键 6—波形压缩、展宽还原按键

7—游标微、中、粗移动速度切换按键 8—游标慢速左移按键

9—游标慢速右移按健10—游标选择的切换 11—游标快速左移按键

12—游标快速右移按健

图六波形保存时的提示界面

7．“打开文件”

调用以前保存的波形，用于观察、分析。点击屏幕右侧的“打开文件”按键（如图七所示），选中所需的波形文件，点击打开即可。

图七打开文件

8．“打印波形”

需要打印时，用USB线将仪器面板右侧的USB口与打印机连接，点击“打印文件”按键，显示打印界面，（如图八所示）。此界面显示出即将打印的测试波形和所有相关测试信息。点击“打印机”即可进入打印机型号选择界面，确定打印机后，点击“参数修改”确定打印纸张类型和打印份数。点击“开始打印”键即可由打印机打印出选定的测试波形。

图八打印输出文件格式

注：与计算机相同，必须首先装入与所选打印机匹配的驱动程序才可进行正常打印。

9．“波形对比”是将系统内已经保存的两组同类型电缆波形调出进行对比分析。点击系统操作界面二（图三）屏幕右侧“波形对比”按键，选择所需对比的两组同类型电缆，其中*组波形为主比较数据波形（当前显示的波形），第二组波形为需要选择的副比较波形。如图九所示。点击“选择(w)”,弹出文件夹后，选择需要比较的文件名，点击“打开”键便完成了对比的准备工作。再点击“比较”按键，即可进行两组波形的同屏对比分析。

图九波形对比设置界面

10．“波速测量”：

为了地测量电缆的长度或故障距离，需要对被测电缆的电波传播速度进行重新测量。

图十波速测量过渡界面1

“波速测量”方法如下：

首先选一段和被测电缆相同类型的已知长度电缆（或已知长度的被测电缆）。将仪器检测方法预置在低压脉冲法测试状态，选择适当的“电缆长度”按键，“电缆类型”预置在“其它类型电缆速度未知”。点击“波速测量”，屏幕将弹出 “请选择计算方式”的提示菜单（如图十所示）。点击菜单中的“用实时通讯数据计算速度”和“测量吧”按键后，仪器开始输出测试脉冲，并在屏幕上显示出发射脉冲与回波脉冲波形。将波形适当展宽，并用双电子游标分别卡住发射脉冲和回波脉冲的前沿拐点。两游标间显示的数字为两脉冲间的间隔时间（如图十一所示）。

图十一波速测量过渡界面2

此时，点击“计算速度”按键，界面又弹出提示“请输入已知电缆长度”的子菜单。如图十二所示。

图十二输入电缆长度界面

用数字键输入已知电缆的准确长度后，点击菜单中的“确定”键。屏幕马上显示波速测量结果。在子菜单和“当前参数设置”栏中显示出该电缆中的电波传播速度数值（如图十三所示）。此数值作为今后测试该类型电缆故障时的波速值。点击子菜单中的“离开”按键，屏幕回到初始界面，此时“电缆类型”显示为“其它类型电缆”。

图十三波速测量结果显示界面

点击“采样”键，仪器将进入传播速度输入界面。（如图十四所示）。点击“确定”键，仪器便自动进行数据采集。测试结果界面（如图十五所示）。此时移动游标对波形进行距离标定。

图十四电缆波速输入界面

图十五测试结果界面

11．“返回”

“返回”按键是在需要将当前界面返回到初始设置界面时使用。

13．“退出”

测试完毕，点击“退出”按键，仪器退出测试系统。

二、高压闪络法检测故障电缆的高阻故障

高压闪络法测试故障电缆的高阻故障，仪器进入预置界面，按被测电缆的类型和实际长度，点击“测试方法”和“长度选择”按键，“当前参数设置”界面将用红色显示“高压闪络法”。面板上的红色“闪络”指示灯亮。其界面如（图十六所示）。点击“采样”键后，仪器进入“采样中”的等待状态，对故障电缆高压冲闪时，便会自动将“采样盒”采集的信号显示在屏幕上。并且再次进入“采样中”的等待状态，准备采集下一次高压冲闪时的信号。在不断高压冲闪采样过程中调节“位移调节”“振幅调节”旋钮，调整到波形便于分析为止，再点击“取消采样” 按键停止采样，然后进行游标操作，得到故障点距测试端电缆长度。

高压闪络法测试结果界面如（图十七所示）。

图十六高压闪络法预置界面

图十七高压闪络法测试结果界面

冲击高压闪络法接线原理图，如图十八所示。用散装高压设备进行冲击高压闪络法时的接线示意图，如图十九所示。

图十八冲击高压闪络法接线原理图

图十九散装高压设备采用高压闪络法时接线示意图

采用电流取样法,在仪器输出端接电流取样器，将电流取样器放在电缆地线与电容地线之间的附近。测试线路经检查无误即可进行高压闪络测试。只要冲击电压足够高，故障点将被电弧击穿。电流取样器将采集电缆中的反射脉冲波传送到电缆仪，并触发仪器进行数据采集，在屏幕上显示出电缆的测试波形。

第六章 工作原理

6.1定点原理

在地埋动力电缆的一端施加脉冲高压，使地埋动力电缆的故障点产生放电电弧，放电电弧产生电磁波和振动声波——声磁信号，数显同步定点仪同步接收放电电弧的声磁信号，根据接收的电磁波和声波时间差，用数字方式显示接收机定点探头到故障点的直线距离，接收机把接收的声波经放大后送到耳机，用户依据耳机听到的放电振动声音的大小差别，准确判断出故障点的位置。

定点示意图：定点过程操作示意如图二十所示，冲击高压加在电缆的一端上，使故障点产生放电，操作者手持（声磁）数显同步定点仪接收机及定点探头，在经过电缆故障测试仪初测距离的故障点附近，接收故障电缆放电点的电弧放电振动声音，确定出电缆故障点的位置。

图二十定点过程操作示意图

6.2定点静噪原理

由于定点仪的接收灵敏度很高，在环境噪声比较大情况下定点时，耳机中的环境噪声也比较大。在定点接收机中利用放电电弧的电磁波启动电子开关，当电磁波到达接收机时接通耳机。几秒钟后关断耳机。在放电电弧产生的间歇时间内耳机被关断――实现了放电电弧产生的间歇时间内的静噪。

6.3路径探测原理

在电缆上施加经过音频调制的15KHz电流信号，在电缆上方用数显同步定点仪接收机接收15KHz电流辐射的电磁波。经放大、解调后还原出音频信号送到耳机，用户依据耳机听到的声音变化，可以准确判断出电缆的埋设路径。路径信号产生器与电缆连线示意图如图二十一所示。

图二十一路径信号产生器连线示意图

6.4数显同步定点仪仪器介绍

数显同步定点仪具有电磁和声音同步接收；寻测电缆路径和同步定点功能。

6.5 数显同步定点仪的面板

数显同步定点仪面板如图二十二所示.

图二十二数显同步定点仪面板

前面板:

定点/路径: 定点接收机（配合振动传感探头）/ 路径接收机选择开关。

开关:置于开时，仪器开机，置于关时，仪器关机。

耳机：接耳机插孔。

音量:音量调节，顺时针旋转，音量增大；逆时针旋转，音量减小。

欠压：电池欠压时LED闪烁；充电时LED亮。

数显同步定点仪后面板如图二十三所示.

图二十三数显同步定点仪后面板

后面板:

输入: 连接振动传感器插孔。

充电: 连接充电器插孔。

6.6 数显同步定点仪的振动传感器

数显同步定点仪内置接收电磁波的电磁传感器，外配振动传感器，电磁传感器和振动传感器如图二十四所示。

电磁传感器：电磁传感器（探测磁棒）的轴线是平行于定点仪面板的。

振动传感器：振动传感器的Q9电缆连接到数显同步定点仪后面板的输入插孔。

图二十四定点仪内置的电磁传感器和外配的振动传感器

1.4 路径信号产生器

路径信号产生器用于在地埋电缆路径探测中，在电缆上产生15KHz的电流信号。路径信号产生器面板如图二十五所示。

路径信号产生器面板说明：

电压表: 输出电压指示。

输出调节: 输出电压调节。

选择: 工作方式选择，按键压下为连续方式，按键弹起为调制方式。

输出: 信号输出Q9 插座。

电源开关: 电源开关。

AC220V : 电源输入插座。

图二十六路径信号产生器面板

第七章操作方法

7.1地埋电缆故障的定点

地埋电缆的故障点的测定，需要两个步骤：首先，用电缆故障测试仪测量电缆的测量端到故障点的长度；然后，再利用定点仪确定故障点准确的地面位置，简称定点。定点需要在电缆端点外加冲击高压，用数显同步定点仪探测电缆故障点火花放电时发出的的电磁波及声波，放电声波的大点的地面下方就是电缆故障的位置。

7.2电缆故障定点时外加冲击高压接线图

地埋电缆故障定点时，在电缆端点外加冲击高压接线图如图1所示。

7.3定点接收机接线

将耳机连接到数显同步定点仪面板的输出插孔，再将振动传感器连接到数显同步定点仪后面板的输入插孔。数显同步定点仪的“定点/路径”开关设置在“定点”。顺时针旋转数显同步定点仪面板的音量旋钮。

7.4定点方法和技巧

接入冲击高压发生器对故障电缆作高压冲击 (冲击高压幅度要足以保证故障点充分击穿放电)，将声音振动传感器探头放置在预测量故障电缆故障点距测试端数据对应的大约地面距离的电缆正上方，接通电源，定点/路径置于“定点”档。通过耳机振动波，同时观察距离显示屏。在未听到振动波时，每冲击放电一次，距离显示屏计数并刷新一次，每次显示大数字99.0，在大约地面距离的电缆上方沿路径每间隔三十公分不断移动探头，直至听到故障点的振动波声音。当听到的振动波声音足够强时，显示屏将显示故障点距振动传感器直线距离数。此时可将振动传感器前后左右移动，找到数显值小振动声音大处，即为故障位置。在环境噪声大，故障点的振动波声音较小时，很难区分噪声和故障点振动波时，可将静噪开关打开。冲击高压发生器不放电时，数显同步定点仪接收不到冲击电磁波，声音通道处于关闭状态，实现静噪。一旦冲击高压发生器放电，电磁波同时打开计数和声音通道，直至听到故障点的振动波声音，将振动传感器前后左右移动，找到数显值小振动声音大处，即为故障位置。大大提高定点效率。

7.5电缆埋设路径测量

寻找地埋电缆的埋设路径，是电缆故障测试中的一个重要环节。在电缆端点外加15KHz调制的电流信号，在电缆上方用数显同步定点仪接收机接收15KHz电流信号辐射的电磁波。经放大、解调后还原出音频信号送到耳机，操作者依据耳机听到的声音，确定电缆的埋设路径。

7.6路径信号产生器与电缆连线示意图

路径信号产生器与电缆连线示意图如图二十六所示，在电缆接信号源端，断开电缆钢铠和系统地，路径信号产生器 Q9连接线的红色夹子接钢铠；黑色夹子接系统地，或者接在接地电阻良好的地桩上，电缆的另一端的钢凯应良好接地。

图二十六路径信号产生器与电缆连线示意图

7.7路径探测接收机连接方式

在路径探测中，数显同步定点仪的功能为路径探测接收机，其面板的“定点/路径”开关设置在“路径”。路径探测接收机的电磁传感器（探测磁棒）设置在接收机内部。耳机插在数显同步定点仪的耳机插孔上。

7.8峰值法探测路径的方法和技巧

在地埋电缆一端加入15KHz的电流信号，工作方式设置为“调制”。用路径探测接收机在电缆上方探测电缆上的电流信号，耳机到调制的断续声波。

峰值法探测路径时，接收机的探测磁棒轴线平行于大地，且探测磁棒轴线和电缆埋设方向正交，探测磁棒接收电缆发出的水平电流磁场（磁力线）分量。如图27所示，当探测磁棒偏离电缆正上方时，电缆发出的环状磁力线的水平分量减小，并且随探测磁棒逐渐远离被测电缆，听到的声音也逐渐变小。探测磁棒位于电缆正上方时，听到的声音大，向被测电缆两边移动声音逐渐减小。大声音点的下方为电缆的埋设路径。此方法没有谷值法精度高。

图 27 峰值法路径探测原理图

7.9谷值法探测路径的方法和技巧

在地埋电缆一端加入15KHz路径信号，工作方式设置为调制。定点/路径仪置于“路径”档，用耳机15KHz调制的断续声波。

谷值法探测路径时，接收机的探测磁棒轴线垂直于大地，探测磁棒接收电缆发出的垂直电流磁场（磁力线）分量。如图二十八所示，当探测磁棒在电缆正上方，电缆发出的环状磁力线的垂直分量为0，听到的声音小。随着探测磁棒偏离电缆正上方，电缆发出的磁力线的垂直分量增加，探测磁棒接收到磁力线的垂直分量增大，听到的声音变大。随着偏离电缆的距离的增加，磁力线变弱，声音又变小。小声音点的下方即为电缆的埋设路径。