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一、簡(jiǎn)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)步的契機下，根據行業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)需求，研發(fā)生產(chǎn)的電力電纜故障測試專(zhuān)用系統設備。其主要用于電力電纜開(kāi)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(huà)電纜的開(kāi)路、短路故障的精確測試；還可以電波測速、測定線(xiàn)纜長(cháng)度等，并可建立電纜檔案以便日常維護管理。

   基于TDR技術(shù)實(shí)現的多次脈沖核心技術(shù)，徹底改變了傳統的測試方式，使得原來(lái)較難解決的高阻故障波形閱讀問(wèn)題從根本上得以解決，經(jīng)過(guò)多次脈沖產(chǎn)生器可以將任何復雜的高阻波形轉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(cháng)期以來(lái)用戶(hù)不會(huì )識別復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(jiǎn)單明了，使用方便愉快；整機采用工控塑料機箱，小巧精致，易攜帶；人機界面友好，即使非專(zhuān)業(yè)人員操作，依然可以很快熟悉并使用，高效、準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(cháng)故障點(diǎn)擊穿后的電弧和持續時(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(shuō)明書(shū)中介紹的多次脈沖技術(shù)需在C2000測試儀的基礎上增加多次脈沖耦合器才能實(shí)現該功能

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(lèi)故障，包括：開(kāi)路、短路、低阻、高阻泄漏、高阻閃絡(luò )性故障。

  2.可配合高壓設備實(shí)現傳統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)現人機互動(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)現人機互動(dòng)。

  5.全局波形和局部波形同步顯示，便于整體分析和細節調整。

  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最簡(jiǎn)單的類(lèi)似低壓脈沖短路故障波形特征，極易判讀。

  7.內置電源供電，在無(wú)電源環(huán)境中均可長(cháng)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)境下性能穩定，不死機，信號采集高壓保護措施安全。

  10.內置存儲/調出功能，可方便將數據及波形保存或調出重新分析。

  11.測試信號提供多種脈沖寬度，無(wú)測試盲區。

三、技術(shù)參數

  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.波速設置：交聯(lián)乙烯、聚氯乙烯、油浸紙、不滴油和未知類(lèi)型自設定

  5.沖擊高壓：35kV及以下

  6.測試距離：＜40km，盲區≤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.分析設置：滾屏、縮放、保存、調出、波移等功能

  12.工作電源：內置電池供電

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

  14.儲存功能：具有數據存儲功能，可存儲大量現場(chǎng)波形及數據，并隨時(shí)調出使用

  15.外形尺寸：長(cháng)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。測距主機將電脈沖的發(fā)射和反射的變化以時(shí)域形式通過(guò)液晶屏顯示出來(lái)，通過(guò)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(shuō)明

  1.操作面板介紹

  ① 開(kāi)關(guān)按鍵：按下自鎖接通電源，再按解鎖斷開(kāi)電源。開(kāi)機2分鐘無(wú)任何操作時(shí)，屏幕將變暗進(jìn)入屏保節能狀態(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(xiàn)。

  ⑤ USB端口：用于連接專(zhuān)用外接設備導出數據。

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(kāi)機默認“低壓脈沖”，根據測試需要，可選擇相應的采樣方式，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，分別為：0.05μs、0.1μs、0.2μs、0.5μs、1μs、2μs、8μs。根據測試距離選擇合適的脈寬，按對應的子菜單鍵可以對脈沖寬度進(jìn)行選擇，儀器開(kāi)機默認0.2μs，再按“脈寬”鍵退出此項功能。注意：在高壓閃絡(luò )法測試中此項不做選擇。

③電纜類(lèi)型

  按“”鍵，彈出電纜類(lèi)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(lèi)型”5個(gè)選項，儀器開(kāi)機默認為“交聯(lián)乙烯”，可根據需要按對應的電纜類(lèi)型鍵。若被測電纜不屬于四種已知類(lèi)型，則應按“未知類(lèi)型”鍵，彈出計算器對話(huà)框，調整波速數值，達到選定值后按“”鍵，再按“電纜類(lèi)型”鍵退出此項功能。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(lèi)型，以確定電波傳播速度。

④精度

  按“”鍵，彈出讀數精度選擇子菜單，共分為“1米”、“2米”、“4米”和“8米”4種測量精度，儀器開(kāi)機默認為“2米”，再按“精度”鍵退出此項功能。注意：當選中0.05μs脈寬時(shí)，電腦自動(dòng)鎖定讀數精度為1米；當選中8μs時(shí)，電腦自動(dòng)鎖定讀數精度為8米；選擇其他脈寬時(shí)，可以按讀數精度鍵任意調節，根據測量需要選取合適的檔位。

⑤縮放

  按“”鍵進(jìn)入縮放功能，系統提供3種壓縮比例，分別為“1:1”、“1:2”和“1:3”，通過(guò)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(guān)察到壓縮比例，再按“縮放”鍵退出此功能。由于波形數據量很大，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；下半部藍色波形為1:3壓縮的波形。有時(shí)為了觀(guān)察波形細節，須進(jìn)行波形縮放操作。

⑥滾屏

  按“ ”鍵，通過(guò)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。縮放不能滿(mǎn)足分析時(shí)可執行“滾屏”功能，將波形分段分屏顯示，儀器默認顯示第一段第1屏波形。

⑦保存

  按“”鍵，彈出保存對話(huà)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調出

  按“”鍵，彈出調出對話(huà)框，通過(guò)左移“”鍵或右移“”鍵選擇需要調出波形的號段，再按“是”即調出所選號段的波形，以藍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，以便與調出的藍色波形對比。

⑨全長(cháng)

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

⑩延時(shí)

  設置脈沖觸發(fā)時(shí)間，此功能一般不用。

?波移

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

?定位

  按“”鍵后，當前游標的位置即被確定為測試起點(diǎn)，同時(shí)該游標移動(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)游標定位時(shí)，每按左移“”鍵或右移“”一次，定位游標尺左/右移一個(gè)單位點(diǎn)（像素）；當按住不動(dòng)時(shí)，游標以八個(gè)單位點(diǎn)的速度連續移動(dòng)，松開(kāi)左移“”鍵或右移“”游標即可停止移動(dòng),同時(shí)在距離顯示處顯示游標移動(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，系統執行一次自動(dòng)觸發(fā)采樣，屏幕的波形顯示區能馬上顯示出發(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“”，系統一直處于執行等待外部觸發(fā)采樣狀態(tài)，當獲得觸發(fā)信號時(shí)，系統將采集到高壓閃絡(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，系統采樣一次并刷新波形。注意：當無(wú)外部觸發(fā)時(shí)，再按一次“”鍵，此鍵回復原色，系統解除采樣。

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

六、測試方法的操作簡(jiǎn)介

  1、低壓脈沖法測試電纜的斷線(xiàn)、短路故障距離

  1）接線(xiàn)：

  先將雙夾測試線(xiàn)接至“信號”端口，再將測試線(xiàn)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(xiàn)示意圖

2）開(kāi)機：

   按下開(kāi)關(guān)鍵，屏幕將顯示開(kāi)機界面；點(diǎn)觸一下液晶屏進(jìn)入測試界面。此時(shí)系統默認測試方式為“低壓脈沖法”、脈寬“0.2μs”、電纜類(lèi)型為“交聯(lián)乙烯”、精度“2m”。然后依據被測電纜絕緣材質(zhì)、長(cháng)度等因素再調整默認項目為適合本次測試的內容。

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(xiàn)和短路波形如下圖示。若波形的幅度、位置不合適，操作者可調節“中值”或“幅度”，再重新采樣刷新，直到操作者認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，只要將游標分別定位到發(fā)射波及反射波的起點(diǎn)即可（詳見(jiàn)波形分析基礎理論），游標通過(guò)左移鍵或右移鍵操作。

2、低壓脈沖法測試電纜長(cháng)度（全長(cháng)）              

  1）接線(xiàn)：

  先將雙夾測試線(xiàn)接至（預定位儀后側板）采樣端口，再將測試線(xiàn)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(xiàn)、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(huì )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(cháng)度的電纜，最好是100米以上，越長(cháng)測量結果越準確。

  2）接線(xiàn)：與“低壓脈沖法測試電纜長(cháng)度”中的1）相同。

  3）開(kāi)機：按下開(kāi)關(guān)鍵，屏幕將顯示開(kāi)機界面；點(diǎn)觸一下液晶屏進(jìn)入測試界面。采樣方式調整為“速度測量”；按“全長(cháng)”鍵將電纜類(lèi)型顯示區調整為已知電纜的長(cháng)度。

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

  首先，按要求完成高壓閃絡(luò )的接線(xiàn)；

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

  如下圖示：

2）開(kāi)機：

  首先開(kāi)啟沖擊閃絡(luò )并保證故障點(diǎn)放電充分；按下測距主機開(kāi)關(guān)鍵，屏幕將顯示開(kāi)機界面；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)可調節中值、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(jiàn)波形分析基礎理論）將起始游標和終止游標分別卡到一個(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(xiàn)： 

  首先，按要求完成多次脈沖法的接線(xiàn)；

  然后，用測試線(xiàn)將多次脈沖耦合單元與測距主機相連接。

  如下圖示：

2）開(kāi)機：

  首先按下測距主機開(kāi)關(guān)鍵，屏幕將顯示開(kāi)機界面；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(kāi)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(jiàn)波形分析基礎理論）將起始游標和終止游標分別卡到一個(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。