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電纜故障
一、系統(tǒng)組成
電纜測試管理系統(tǒng)由電纜故障測試系統(tǒng)、路徑信號產(chǎn)生器、路徑信號接收器和定位儀等幾部分組成,可完成電纜故障的測試和電纜資料的管理兩項(xiàng)任務(wù)。
筆記本電腦進(jìn)行測量控制、數(shù)據(jù)處理和電纜資料管理。
故障測試系統(tǒng)與筆記本配合,用于測量故障點(diǎn)的距離,也可以測量電纜的長度和電波在電纜中的傳播速度。
路徑信號產(chǎn)生器產(chǎn)生頻率30KHz、大幅度30V的斷續(xù)正弦波信號,用于尋測電纜路徑。
路徑信號接收器用來接收路徑信號,用于查找電纜走向和估測電纜埋設(shè)的深度。
定位儀用于故障點(diǎn)的jingque定位。
二、技術(shù)性能
- 故障測試系統(tǒng)
●可測試各種電力電纜的各類故障及同軸通信電纜和市話電纜的開路、短路故障。
●可測量長度已知的任何電纜中電波傳播的速度。
●測試距離:不小于40千米
●系統(tǒng)誤差:小于1米
●采樣頻率:25MHz
●小分辨率:0.2米
●測試盲區(qū):小于16米
●電源:直流12V(免維護(hù)電瓶)
●重量:5Kg
2、路徑信號產(chǎn)生器
●輸出信號頻率:30KHz
●振蕩方式:斷續(xù)
●輸出功率:30W
●電源:220V±10%
●重量:4Kg
3、定位儀
●測試靈敏度:50Ω內(nèi)阻的信號源輸出300Hz信號,定點(diǎn)儀在維持輸出為2V、信雜比優(yōu)于20:1的情況下輸入信號不大于10μv。
●輸入阻抗:不小于1.2KΩ。
●使用2×2000Ω耳機(jī)。
●工作電壓:DC9V±10%。
●使用環(huán)境溫度:-20℃~70℃
三、進(jìn)入和退出系統(tǒng)
啟動Windows 后,雙擊桌面上的“測試管理系統(tǒng)”圖標(biāo),屏幕顯示主控界面如右圖。
按“測試”按鈕進(jìn)入測試方式;按“管理”按鈕進(jìn)入電纜資料和測試資料的管理;按“幫助”進(jìn)入幫助系統(tǒng);按“退出”可退出測試管理系統(tǒng)。
diyi部分 電纜故障測試
一、測試原理
本儀器采用時(shí)域反射(TDR)原理測量電纜故障的距離。對于低阻、開路故障,儀器向被測電纜發(fā)射一系列電脈沖,有故障的電纜會在故障點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)反射信號(如果沒有電纜故障,反射為電纜全長);對于高阻故障,給電纜上加一沖擊直流負(fù)高壓,使故障點(diǎn)產(chǎn)生反射脈沖。我們根據(jù)發(fā)射脈沖和反射脈沖的時(shí)間差及電纜中電波的傳播速度,可測出故障點(diǎn)到測試端的距離為:
S=VT/2
式中:S代表故障點(diǎn)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(shí)間
在速度V已知和時(shí)間T已經(jīng)測出的情況下,就可計(jì)算出故障點(diǎn)距測試端的距離S 。
這一切只需稍加人工干預(yù),就可由計(jì)算機(jī)自動完成,測試故障迅速準(zhǔn)確。
二、測試系統(tǒng)控制面板介紹
測試面板可分為四部分:菜單欄、狀態(tài)欄、圖形顯示區(qū)、功能鍵區(qū)。
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菜單欄包括“數(shù)據(jù)管理”和“測試幫助”兩個(gè)菜單:
“數(shù)據(jù)管理”菜單:包括“打印”、“讀盤”、“存盤”、“結(jié)束”四個(gè)菜單項(xiàng)。
選擇“打印”可將屏幕顯示內(nèi)容用打印機(jī)打印出來;選“存盤”可將測試的波形和數(shù)據(jù)存儲于電腦的硬盤或外存儲器(如U盤等)中,作為資料保存;選“讀盤”可調(diào)出以前測試時(shí)存儲的波形,以供事后分析;選“結(jié)束”可退出該控制面板。
2、狀態(tài)欄
狀態(tài)欄里顯示四個(gè)方面的信息:左邊是測試方式;第二個(gè)是選擇的電纜介質(zhì)所對應(yīng)的電波速度(若是測速度,則不顯示介質(zhì)信息);第三個(gè)是故障距離(或電纜長度);右邊顯示測試日期。
3、圖形顯示區(qū)
圖形顯示區(qū)用來顯示采樣所得的波形,電腦內(nèi)存儲的波形也可以通過讀盤或調(diào)用在此顯示,供使用人員分析。
4、功能鍵區(qū)
功能鍵區(qū)由14個(gè)按鍵組成,可分為三類。
初始化數(shù)據(jù):包括測試方法和介質(zhì)選擇兩個(gè)鍵。
測試方法:有兩種選擇,“測故障”和“測速度”。
基本的測試方法有三種,“低壓脈沖”、“沖閃”、“直閃”。
“低壓脈沖”有“2μs”和“0.2μs”兩種脈寬可選擇。
“沖閃”包括“電感電壓取樣”,“電阻電壓取樣”,“電流取樣”三個(gè)菜單項(xiàng);
“直閃”包括“電壓取樣”“電流取樣”兩個(gè)菜單項(xiàng)。
介質(zhì)選擇:
程序初始化時(shí)設(shè)置為“油浸紙型”,如果是其它介質(zhì)的電纜,可根據(jù)電纜的介質(zhì)選擇。
共有四種類型供選擇:“油浸紙型”、“不滴流型”,“交聯(lián)乙烯”,“聚氯乙烯”,“自選介質(zhì)”五個(gè)菜單項(xiàng)。
選擇其中一項(xiàng)就等于選擇一種速度,即電波在該電纜中的傳播速度。
數(shù)據(jù)采樣與測量:共有八個(gè)按鍵。
“采樣”鍵:在系統(tǒng)測試時(shí)采用。每按動一次“采樣”鍵,系統(tǒng)便采集一次數(shù)據(jù),并可以在圖形顯示區(qū)繪出波形圖來。
“擴(kuò)展”鍵:為了jingque計(jì)算故障距離,按此鍵可將顯示的波形擴(kuò)展后再計(jì)算故障距離。每按一次波形擴(kuò)展一倍,按四次為一個(gè)循環(huán)。
“卷動”鍵:波形被擴(kuò)展后,故障點(diǎn)特征波形可能會處于diyi屏以外的其它屏內(nèi),按此鍵可將顯示內(nèi)容一屏一屏地向左移動,直到故障波形在當(dāng)前屏內(nèi)顯示出來,便于光標(biāo)jingque定位。
“歸位”鍵:需要光標(biāo)快速回到屏幕左端時(shí)按此鍵。
“定位”鍵:計(jì)算距離起點(diǎn)鍵。在光標(biāo)移動到特征波形的起始拐點(diǎn)處按此鍵。
“左移”鍵和“右移”鍵:這兩個(gè)鍵用于控制光標(biāo)的左右位移。當(dāng)按動它們時(shí),游標(biāo)移動,每按一次移動一個(gè)單位。
如果需要快速移動游標(biāo),可以用鼠標(biāo)拖動游標(biāo),到合適的位置松開即可;也可以在波形的特征點(diǎn)上點(diǎn)鼠標(biāo)的左鍵直接對準(zhǔn)游標(biāo)。
“復(fù)位”鍵:系統(tǒng)復(fù)位鍵。無論系統(tǒng)處于何種狀態(tài),按此鍵均可退回到系統(tǒng)主界面。
“存儲”鍵:按此鍵可將測試的波形和數(shù)據(jù)存儲于電腦內(nèi)存中。(“存儲”與數(shù)據(jù)管理菜單里的“存盤”不同。“存盤”是將數(shù)據(jù)存儲在磁盤上,可長期保存,而“存儲”只是將數(shù)據(jù)存儲在電腦內(nèi)存中,關(guān)機(jī)后數(shù)據(jù)會丟失。)
“調(diào)用”鍵:與“存儲”配合使用。按此鍵可在屏幕上顯示上次存儲的內(nèi)容,以便分析與計(jì)算。
“比較”鍵:按此鍵可將當(dāng)前采樣的的波形和存儲在電腦內(nèi)存內(nèi)的波形同時(shí)顯示在屏幕上,用戶可對這兩幅波形進(jìn)行比較分析。
“平移”鍵:按此鍵進(jìn)入圖形左右移動功能,點(diǎn)“左移”“右移”鍵可將屏幕上顯示的兩個(gè)波形的起點(diǎn)對齊,以便計(jì)算距離。
三、故障測試
故障測試一般分以下幾個(gè)步驟:
首先摸清故障電纜的基本情況:用搖表及萬用表測量故障電纜的絕緣電阻,并用低壓脈沖測量電纜的全長、是否有斷線、短路等。
第二、根據(jù)故障的具體情況確定合適的測試方式,測量電纜故障距離。一般我們把斷線故障和直流電阻值在100Ω以下的電纜故障稱為低阻(開路)故障,采用低壓脈沖法測試,其它的故障采用沖閃法或直閃法。
第三、探測故障點(diǎn)附近電纜埋設(shè)的路徑及深度。
后確定故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。
測試前將電纜始端和終端頭的所有連線斷開。
測試系統(tǒng)的面板上有“輸入振幅”和“位移”兩個(gè)旋紐,分別用來調(diào)整下次采樣的輸入信號幅度和波形的上下位置。
1、低壓脈沖方式
低壓脈沖用于測試電纜中電波傳播的速度、電纜全長、低阻故障和開路故障。
儀器連接如右圖。
將測試系統(tǒng)的通信端口與筆記本電腦的USB接口連接,測試系統(tǒng)的輸入線分別加到故障電纜的地線和故障相。根據(jù)故障的具體情況,也可以把輸入線加在兩個(gè)相線上測試。
●測速度
對于有些電纜,電波傳播的速度未知,必須通過測試來確定。我們只要知道電纜的全長,就可以通過測試計(jì)算出該電纜中電波傳播的速度。
在“測試方法”菜單選擇“測速度”,根據(jù)電纜的長度選擇“0.2μS”或“2μS”,一般500 m以下用0.2μS。鍵入電纜全長后按“采樣”鍵,配合調(diào)整“位移”和“幅度”旋紐,使信號的幅度和基線處于便于觀察的位置。
移動游標(biāo)至低壓脈沖的下降沿后按“定位”,再移動游標(biāo)至反射信號的前沿,屏幕上即可顯示此種電纜中電波的傳播速度。如果發(fā)射和接收的波形離的太近,可按“擴(kuò)展”鍵將波形擴(kuò)展后再計(jì)算。
- 測故障
在“測試方式”菜單選擇“測故障”,并選擇適當(dāng)?shù)拿}沖寬度,按“采樣”后屏幕即顯示故障波形。
開路故障的反射信號與發(fā)送脈沖極性相同,短路故障的反射信號與發(fā)送脈沖極性相反。
注:由于測電纜全長時(shí)的接線及波形與測開路故障時(shí)*相同,所以程序中未單獨(dú)列出測全長菜單。
附錄二 電纜測試管理系統(tǒng)配套表
名稱及型號 單位 數(shù)量 備注
電纜故障測試系統(tǒng) 臺 1
路徑信號產(chǎn)生器 臺 1
路徑信號接收器 個(gè) 1
定位儀 個(gè) 1
電流取樣盒 個(gè) 1
放電球隙 部 1
耳機(jī) 付 1
脈沖電容器 臺 1
操作箱 臺 1
交直流高壓試驗(yàn)變壓器 臺 1