一、SZST電力電纜故障綜合測試儀用途
SZST電力電纜故障綜合測試儀用于電力電纜的故障測試，是一套集成化設(shè)備，包括兩臺(tái)儀器及相關(guān)附件：
1. SZST電力電纜故障綜合測試儀（以下簡稱主機(jī)）
主機(jī)有以下功能：
l 低壓脈沖測距
l 脈沖電流測距
l 聲磁同步定點(diǎn)
l 路徑探測
2. SZST電力電纜故障綜合測試儀（以下簡稱信號發(fā)生器）
信號發(fā)生器用于路徑探測的信號發(fā)射。
SZST電力電纜故障綜合測試儀相對于傳統(tǒng)的分體設(shè)備，其設(shè)備件數(shù)、體積、重量均大幅縮減，且功能強(qiáng)大、簡單易用、小巧便攜，是傳統(tǒng)設(shè)備的換代產(chǎn)品。
二、SZST電力電纜故障綜合測試儀功能特點(diǎn)
1. 功能全：
l 低壓脈沖故障測距
l 脈沖電流故障測距
l 聲磁同步精準(zhǔn)定點(diǎn)
l 電纜路徑探測
2. 故障測距功能：
l 低壓脈沖法：適用于低阻、短路、斷線故障的精準(zhǔn)測距。
l 脈沖電流法：適用于高阻、閃絡(luò)型故障的測距，使用電流耦合器從地線上采集信號，與高壓部分隔離，**可靠。
3. 精準(zhǔn)定點(diǎn)功能：
l 聲磁同步接收，抗干擾能力強(qiáng)。
l 聲磁信號波形顯示，信號和噪聲易于區(qū)分。
l 光標(biāo)測量聲磁延時(shí)，精準(zhǔn)判斷故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近。
l 可根據(jù)磁場波形的初始極性，在定點(diǎn)的同時(shí)進(jìn)行路徑探測。
4. 路徑探測功能：
l 信號發(fā)生器：
? 大容量鋰離子電池供電，擺脫市電束縛。
? 全自動(dòng)功率匹配和保護(hù)，無需人工調(diào)整。
? 較大功率輸出。
l 音峰／音谷法路徑探測。
l 信號幅值顯示。
l 可進(jìn)行80％法或45°法測深。
5. 大屏幕液晶顯示，界面友好、簡單易用。
6. SD卡存儲(chǔ)測試波形，存儲(chǔ)容量大，可導(dǎo)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行存檔、分析和打印。
7. 內(nèi)置大容量鋰離子電池供電，配快速充電器。
8. 電源管理：根據(jù)不同功能開啟不同的電源通路，盡量減小功耗；若15分鐘沒有任何操作，儀器將自動(dòng)關(guān)機(jī)；電池欠壓時(shí)也將自動(dòng)關(guān)機(jī)，以保護(hù)電池。
9. 集成化設(shè)備，小巧便攜。
三、SZST電力電纜故障綜合測試儀技術(shù)指標(biāo) (M為主機(jī)，T為信號發(fā)生器，M&T為共同特性)
1. 測距功能（M）：
(1) 測距模式：低壓脈沖、脈沖電流。
(2) 采樣頻率：100MHz。
(3) 分辨率：低壓脈沖模式1m；脈沖電流模式4m。
(4) 低壓脈沖模式發(fā)射電壓：30V。
(5) 測距范圍：30km。
(6) 盲區(qū)：2m。
2. 聲磁同步定點(diǎn)功能（M）：
(1) 聲音信號通頻帶：中心頻率400Hz，帶寬200Hz。
(2) 信號增益：80dB。
(3) 定點(diǎn)精度：0.1m。
3. 路徑探測功能（M）：
(1) 接收頻率：1kHz。
(2) 增益：80dB。
4. 路徑探測信號發(fā)生器（T）：
(1) 發(fā)射頻率：1kHz。
(2) 發(fā)射功率：≥3.5W。
(3) 輸出特性：開路電壓≥100Vp-p；短路電流≥300mA；
根據(jù)實(shí)際負(fù)載全自動(dòng)匹配；自動(dòng)短路保護(hù)。
5. 電源：
(1) 電池（M&T）：內(nèi)置鋰離子電池組，標(biāo)稱電壓7.4V，容量3000mAH。
(2) 功耗：主機(jī)（M）400mA，可連續(xù)使用時(shí)間>6小時(shí)；
信號發(fā)生器（T）500mA?？蛇B續(xù)使用時(shí)間>5小時(shí)；
(3) 充電器（M&T）：輸入AC220V±10%，50Hz；標(biāo)稱輸出8.4V，DC1A。
(4) 充電時(shí)間（M&T）：<4小時(shí)。
6. 顯示方式：主機(jī)（M）320×240點(diǎn)陣大屏幕液晶；信號發(fā)生器（T）：表頭。
7. 體積（M&T）：210mm×160mm×65mm。
8. 質(zhì)量：主機(jī)（M）0.7kg；信號發(fā)生器（T）0.7kg。
9. 使用條件（M&T）：溫度:-10℃－40℃，濕度5-90％RH，海拔<4500m。
四、SZST電力電纜故障綜合測試儀基本測試步驟
1、一般步驟：
（1） 故障性質(zhì)診斷
（2） 故障測距
（3） 路徑探測
（4） 精準(zhǔn)定點(diǎn)
2、故障性質(zhì)的診斷和測試方法的選擇。
在電纜發(fā)生故障后，須首先判斷電纜的故障性質(zhì)。
首先用兆歐表在電纜的一端測量各相對地及相間的絕緣電阻。如果兆歐表的測量值為零，則可能還有零到上百kΩ的電阻，故還須用萬用表測量電阻值；如各相對地及相間絕緣電阻很高，絕緣正常，則應(yīng)測試導(dǎo)體是否斷線：在電纜的一端將三相短接并對地短路，在另一端重復(fù)測量，判斷是否斷線。
明確故障性質(zhì)后，需選擇不同的測距和定點(diǎn)方法，見下表：
表1-4-2：故障性質(zhì)和測試方法選擇表
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故障
性質(zhì)
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故障表現(xiàn)形式
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測距方法
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定點(diǎn)方法
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1
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低阻
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兆歐表測量：0
萬用表測量：＜ 200Ω
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低壓脈沖
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音頻法（備選）
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聲磁同步
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2
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斷線
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導(dǎo)體不連續(xù)
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聲磁同步
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3
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高阻
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兆歐表測量：＞0
或：
兆歐表測量：0
萬用表測量：≥ 200Ω
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脈沖電流
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4
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閃絡(luò)
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兆歐表測量：絕緣正常
耐壓試驗(yàn)：不通過
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備注：（1）表中陰影部分表示：脈沖電流測距和聲磁同步定點(diǎn)需要配套使用高壓沖擊信號發(fā)生器（該高壓發(fā)生器不包含在本套設(shè)備中，需另配）。
（2）音頻法定點(diǎn)低阻故障為備選方案，聲磁同步不成功時(shí)選用，需配套使用路徑探測信號發(fā)生器。
第2章 SZST電力電纜故障綜合測試儀組成和簡介
本綜合測試儀包括兩臺(tái)儀器及相關(guān)附件：
1.SZST電力電纜故障綜合測試儀（簡稱主機(jī)）
主機(jī)有以下功能，并根據(jù)不同功能使用相應(yīng)附件：
l 低壓脈沖測距，附件：低壓脈沖測試線
l 脈沖電流測距，附件：脈沖電流耦合器
l 聲磁同步定點(diǎn)，附件：定點(diǎn)傳感器、耳機(jī)
l 路徑探測，附件：路徑傳感器、耳機(jī)
2. SZST電力電纜故障綜合測試儀路徑探測信號發(fā)生器（簡稱信號發(fā)生器）
信號發(fā)生器用于路徑探測的信號發(fā)射，附件：輸出連接線、接地釬。
3. 通用附件：充電器。
一、SZST電力電纜故障綜合測試儀（M：主機(jī)）
主機(jī)外觀結(jié)構(gòu)如圖2-1-1所示：
圖2-1-1 主機(jī)外觀和接口
圖2-1-2 主機(jī)面板
主機(jī)面板上有以下內(nèi)容：
1. 液晶屏幕：
顯示各種信息，顯示的內(nèi)容在以后章節(jié)中有詳細(xì)介紹。
2. 模式選擇鍵及相應(yīng)指示燈：
面板右上角區(qū)域的按鍵用來選擇儀器測試模式，選中后按鍵旁邊的指示燈亮。
（1） 低壓脈沖 鍵：進(jìn)入低壓脈沖測距模式（開機(jī)默認(rèn)）。
（2） 脈沖電流 鍵：進(jìn)入脈沖電流測距模式。
（3） 定點(diǎn) 鍵：進(jìn)入聲磁同步精準(zhǔn)定點(diǎn)模式。
（4） 路徑 鍵：進(jìn)入路徑探測接收模式。
3. 測試鍵和信號指示燈（面板右下角區(qū)域）：
（1） 測試 鍵：低壓脈沖模式：按一下進(jìn)行一次測試;
脈沖電流模式：按一下進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài);
定點(diǎn)、路徑模式：無效。
（2） 信號 指示燈：低壓脈沖模式：進(jìn)行測試時(shí)閃亮一次;
脈沖電流模式：觸發(fā)時(shí)閃亮一次;
定點(diǎn)模式：磁場觸發(fā)時(shí)閃亮一次;
路徑模式：無效。
4. 測距模式（低壓脈沖/脈沖電流）相關(guān)按鍵的基本功能：
面板左下角區(qū)域的按鍵基本是為了測距功能服務(wù)。按鍵上直接標(biāo)注的功能為其基本功能定義，直接按鍵即執(zhí)行基本功能：
（1） 范圍 ＋/－鍵：用來改變當(dāng)前測試范圍（量程）。
（2） 
和
鍵：用來移動(dòng)光標(biāo)。
（3） 定位／確定 鍵：定位功能：自動(dòng)移動(dòng)光標(biāo)，定位故障點(diǎn)。
確定功能：當(dāng)某些操作需要時(shí)，用來進(jìn)行確認(rèn)。
（4） 增益 ＋/－：用來調(diào)整信號增益。
（5） 開關(guān) 鍵：長按1秒鐘有效，用來打開或關(guān)閉儀器電源。
（6） 
鍵：背光鍵，用來打開和關(guān)閉液晶屏背光。背光功能為按鍵抬起執(zhí)行。
（7） 存儲(chǔ) 鍵：用來存儲(chǔ)當(dāng)前波形。
（8） 后翻 和 前翻 鍵：當(dāng)調(diào)出SD卡已存儲(chǔ)的波形時(shí)，用來選擇需要查看的波形，后翻選擇上一個(gè)，前翻選擇下一個(gè)。
5. 測距模式相關(guān)按鍵的上檔（Shift）功能：
按住Shift鍵（基本功能的鍵）不放，再按其它鍵，則執(zhí)行鍵旁邊標(biāo)注的上檔功能：
（1） 波速 ＋/－鍵：用來調(diào)整電纜波速度。
（2） 
和
鍵：比例縮放鍵，用于對波形的縮小／放大顯示。
（3） 光標(biāo)切換 鍵：用來切換虛實(shí)光標(biāo)。
（4） 暫存 鍵：在儀器內(nèi)存中暫存當(dāng)前波形，以備雙波形比較。
（5） 比較 鍵：同時(shí)顯示當(dāng)前波形和暫存波形，以便比較兩波形的異同。
（6） 調(diào)出 鍵：調(diào)出SD卡中存儲(chǔ)的歷史波形。
儀器頂部接口板見圖2-2-2所示：
圖2-1-3 主機(jī)頂接口板
6. 測距插口：低壓脈沖模式下，接低壓脈沖測試線；
脈沖電流模式下，接脈沖電流耦合器。
7. 定點(diǎn)插口：定點(diǎn)模式下，接定點(diǎn)傳感器。
8. 路徑插口：路徑模式下，接路徑傳感器。
9. SD存儲(chǔ)卡插槽：SD卡用來存儲(chǔ)測距波形。需要時(shí)將SD卡插入插槽，按壓到底；需要取出時(shí)，按一下SD卡，將自動(dòng)彈出。
主機(jī)側(cè)面接口板見圖2-1-4所示：
10.耳機(jī)插口：用來在定點(diǎn)、路徑模式下，接耳機(jī)監(jiān)聽聲音。
11.充電插口：用來接充電器，對儀器內(nèi)置電池充電。
12.聲音增益：定點(diǎn)模式下，用來調(diào)整聲音信號增益。
13.磁場/路徑增益：定點(diǎn)模式下，用來調(diào)整磁場信號增益。
路徑模式下，用來調(diào)整路徑信號增益。
圖2-1-4 主機(jī)側(cè)接口板
二、ST-500電纜路徑探測信號發(fā)生器（T：信號發(fā)生器）
信號發(fā)生器外觀結(jié)構(gòu)如圖2-2-1所示：
圖2-2-1 信號發(fā)生器外觀和接口
信號發(fā)生器面板如圖2-2-2所示：
圖2-2-2 信號發(fā)生器面板
信號發(fā)生器面板上有以下內(nèi)容：
1. 表頭：正常情況下用來顯示輸出電流，其滿幅值為500mA；
按 電池檢測 鍵則顯示電池水平，指針位于綠**域表示電池電量正常，若指針位于黃**域，表示電池欠壓，仍可工作一小段時(shí)間，建議充電；若指針低于黃**域，表示電池電量不足，可能無法開機(jī)，需充電后再使用。
2. 開關(guān) 鍵：長按1秒鐘有效，用來打開或關(guān)閉儀器電源。
3. 電池檢測 鍵：用來檢測電池電量水平，按下后觀察表頭顯示可判斷電池電量是否正常。本功能在開機(jī)和關(guān)機(jī)狀態(tài)下均可使用，
4. “電源“指示燈：用來表示電源狀態(tài)。開機(jī)后，本指示燈亮。若電池電量正常，則常亮；若電池欠壓，則閃爍；若嚴(yán)重欠壓，則自動(dòng)關(guān)機(jī)，燈滅。
5. “信號”指示燈：用來表示信號輸出狀態(tài)。若選擇“連續(xù)”輸出模式，則常亮；若選擇“斷續(xù)”輸出模式，則閃爍。
主機(jī)側(cè)面接口板見圖2-1-4所示：
6. 輸出模式選擇開關(guān)：用來選擇連續(xù)或斷續(xù)輸出。斷續(xù)輸出時(shí)以輸出0.5秒，停止0.5秒的節(jié)奏發(fā)射信號。
7. 輸出插口：用來接輸出連接線，對目標(biāo)電纜發(fā)射信號。
8. 充電插口：用來接充電器，對儀器內(nèi)置電池充電。
圖2-2-3 信號發(fā)生器側(cè)接口板
第三章 SZST電力電纜故障綜合測試儀低壓脈沖法測距
一、適用范圍
低壓脈沖法用于電纜的低阻、短路及斷線故障；還可用于測量電纜的長度、波速度；也可用于區(qū)分電纜的中間頭、T型接頭和終端頭。
低壓脈沖法使用時(shí)域反射法（TDR）原理，又叫脈沖反射法。測試時(shí)向電纜注入一低壓脈沖，脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn)，如短路點(diǎn)、故障點(diǎn)、中間接頭等，脈沖產(chǎn)生反射，回送到測量點(diǎn)被儀器記錄下來,如圖3-2-1所示：
圖3-2-1 低壓脈沖法原理圖
從儀器發(fā)射脈沖開始計(jì)時(shí)，到接收到故障點(diǎn)的反射脈沖共需時(shí)Δt；脈沖行波傳播速度為V，則故障點(diǎn)距離Lx為：
（3-1）
（3-2）
其中
為故障點(diǎn)的輸入阻抗，為線路的特性阻抗。從式3-2可得到：斷線故障反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相同；而短路（混線）故障的反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相反。因此通過識(shí)別反射脈沖的極性，可以判定故障的性質(zhì)。如圖3-2-1和圖3-2-2所示：
