1、測試原理圖

圖1 測試原理圖

2、閃測儀面板布局

圖2 面板布局圖

1.欠壓指示 2.充電指示 3.0.2μs/2μs脈寬指示
4.信號輸入 5.電源插座 6.電源開關(guān)
7.增益調(diào)節(jié) 8.操作鍵盤 9.背光調(diào)節(jié)
10.液晶屏
說明：
1、欠壓指示：當(dāng)儀器內(nèi)部電池電壓過低時，欠壓指示燈亮，此時儀器需要充電。
2、充電指示：插上交流220V后，充電指示燈亮，表示此時儀器正在充電。指示燈熄滅，表示電量已充滿。
3、脈寬指示：按下“脈寬”鍵，面板上0.2μs綠燈亮起，表示選擇脈寬為0.2μs，再次按下“脈寬”鍵，面板0.2μs綠燈熄滅，表示選擇脈寬為2μs。
4、信號輸入：用于采樣盒信號輸入。
5、電源插座：本儀器使用50Hz、220V交流電源供電，在充電和測試路徑時使用，插入電源即儀器處于充電狀態(tài)。電池充滿電后，儀器自動保護(hù)。
6、電源開關(guān)：開關(guān)置于“開”時，儀器開機(jī)，反之為關(guān)。
7、增益調(diào)節(jié)：用于調(diào)節(jié)輸入、輸出脈沖幅度大小，使用時應(yīng)根據(jù)屏幕顯示波形進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過小時，脈沖反射很小，甚至無法采樣，如圖3。調(diào)節(jié)過大時，反射脈沖相連與基線無交點(diǎn)甚至基線會變成斜線，如圖4。一般采樣前，增益調(diào)節(jié)旋鈕旋轉(zhuǎn)1/3左右，然后根據(jù)波形大小再進(jìn)行調(diào)節(jié)，重新采樣。

圖3調(diào)節(jié)過小波形圖 圖4 調(diào)節(jié)過大波形圖

8、操作鍵盤：采用輕觸按鍵，用于對儀器進(jìn)行對應(yīng)各項操作，詳細(xì)內(nèi)容見“鍵盤功能說明”。

9、背光調(diào)節(jié)：顯示屏對比度偏暗或偏亮?xí)r，調(diào)節(jié)此處電位器，將對比度調(diào)至合適狀態(tài)。

10、顯示屏：用于儀器界面顯示。

3、液晶顯示說明

本儀器采用320×240高分辨率灰色背光液晶顯示屏LCD，即使在強(qiáng)烈日光下也能清晰顯示。參數(shù)設(shè)置及試驗結(jié)果均顯示在 LCD屏上，全漢字操作界面，圖形清晰，美觀，易于操作。

4、鍵盤功能說明

儀器操作鍵盤采用14個輕觸按鍵作為控制功能鍵，其中有11個是雙功能鍵，鍵盤排列如圖5所示。

圖5按鍵面板圖
各鍵功能如下：
0-9數(shù)字鍵：上電復(fù)位時，數(shù)字鍵可以鍵入年、月、日，在測試狀態(tài)（非菜單狀態(tài)，下同），測故障、測全長，當(dāng)屏幕左上角顯示“鍵入速度000”時，用數(shù)字鍵可以鍵入已知速度值；在脈沖速度狀態(tài)，用數(shù)字鍵可以鍵入已知電纜長度?？傊?dāng)屏幕提示需鍵入數(shù)據(jù)時，0-9鍵就為數(shù)字鍵，否則就為其它功能鍵。
采樣鍵：在測試狀態(tài)，按采樣鍵后，儀器處于等待狀態(tài)。當(dāng)?shù)蛪好}沖信號或高壓閃絡(luò)脈沖信號到來并觸發(fā)控制電路之后，儀器開始工作，記錄脈沖反射信號并處理顯示，在重新按動采樣鍵后，本次采樣波形將取代上次存儲波形。
故障測試時，應(yīng)先重新調(diào)整輸入振幅大小后再按采樣鍵。重復(fù)幾次操作，直到顯示波形標(biāo)準(zhǔn)為止。
1/2上下波形選擇鍵：儀器內(nèi)部有兩個波形存儲區(qū)，用此鍵可隨意選擇其中之一為主進(jìn)行操作（包括采樣、擴(kuò)展）。儀器上電復(fù)位后，自動默認(rèn)對存儲區(qū)1（1波形）進(jìn)行操作（雙屏顯示時屏幕下半部顯示存儲區(qū)1波形，波形前有“1”或“2”）。當(dāng)按動此鍵后，將對存儲區(qū)2（波形2）進(jìn)行操作，再按此鍵又變?yōu)閷Υ鎯^(qū)1波形操作，依次類推。
起點(diǎn)鍵：在測試狀態(tài)屏幕有波形顯示時，當(dāng)光標(biāo)移動到測試波形定標(biāo)起點(diǎn)時，按起點(diǎn)鍵確認(rèn)波形計算起點(diǎn)。然后移動光標(biāo)到波形終點(diǎn)，顯示測試數(shù)據(jù)。當(dāng)光標(biāo)前后移動時，顯示數(shù)據(jù)隨之變化。
如果需要重新確定起點(diǎn)光標(biāo)，可以用擴(kuò)展鍵將波形壓縮或擴(kuò)展，然后移動光標(biāo)到波形起點(diǎn)，按起點(diǎn)確認(rèn)，移動光標(biāo)，屏幕重新顯示測試數(shù)據(jù)。
光標(biāo)移動鍵：“↑”“↓”：按此兩鍵豎形光標(biāo)將下面的波形向上或向下移動，用于波形的重合和分離?！啊薄啊惫鈽?biāo)左右移動鍵：按此二鍵光標(biāo)將向左、向右移動。
速度鍵：“?”：回車與速度鍵為同一鍵。當(dāng)用數(shù)字鍵鍵入了速度值與電纜長度值時，必須按“?”（回車）鍵對數(shù)據(jù)確認(rèn)，否則儀器處于等待狀態(tài)無法工作（不采樣）。在測試狀態(tài)，測故障、測全長時，此鍵用于選擇存入儀器中的四種常用傳輸速度值。當(dāng)連續(xù)按此鍵，屏幕右上角提示變?yōu)殒I入速度000值時，利用數(shù)字鍵可以鍵入被測試電纜的傳輸值，鍵入完畢后按回車確認(rèn)。
脈寬鍵：（0.2/2）：按下“脈寬”鍵，面板上0.2μs綠燈亮起，表示選擇脈寬為0.2μs，再次按下此鍵，面板0.2μs綠燈熄滅，表示選擇選擇脈寬為2μs。
擴(kuò)展鍵：在非鍵入數(shù)狀態(tài)，此鍵為擴(kuò)展顯示波形功能鍵。按此鍵將顯示波形橫向擴(kuò)展13倍。每按一次，波形擴(kuò)展1倍，當(dāng)顯示屏右上角顯示01時，波形已擴(kuò)展13倍。再按此鍵又恢復(fù)波形壓縮狀態(tài)。
單雙波形顯示選擇鍵：按此鍵可以使屏幕由雙波形顯示轉(zhuǎn)為單波形顯（雙波形顯示時，顯示屏上半部顯示2波形，下半部顯示1波形），并隨意轉(zhuǎn)換，本儀器上電（復(fù)位）后，默認(rèn)為上下雙波形顯示、并對存儲區(qū)1（1波形）進(jìn)行操作形式，按此鍵一次將變?yōu)槿聊粏尾ㄐ物@示方式。
該儀器有兩個存儲區(qū)，上電（復(fù)位）后，默認(rèn)存儲區(qū)1存儲數(shù)據(jù)，當(dāng)選擇對存儲區(qū)2（波形2）進(jìn)行操作時，會在第二波形顯示區(qū)（屏幕上半部）出現(xiàn)前次采樣波形，屬于正常現(xiàn)象，重按采樣鍵，本次采樣波形將取代上次存儲波形。
快/慢鍵：按一下，波形下方出現(xiàn)1時，“?”“?”鍵為快動鍵，按動一次光標(biāo)移動8個點(diǎn)陣單位；當(dāng)波形下方出現(xiàn)2時，“?”“?”鍵為慢動鍵，按動一次光標(biāo)移動1個點(diǎn)陣單位。
復(fù)位鍵：為系統(tǒng)硬復(fù)位鍵，儀器無論在任何狀態(tài)，按此鍵將返回到主菜單。

操作界面說明

1、開機(jī)

開機(jī)后顯示界面如圖6所示。

圖6 開機(jī)界面

2、工作選擇

當(dāng)依次鍵入年月日或者直接按“速度”鍵，進(jìn)入第二畫面，按“復(fù)位”鍵直接進(jìn)入工作選擇菜單如圖7。

圖7 “工作選擇”菜單

3、脈沖

進(jìn)入工作選擇菜單后，如圖7所示，4種工作選擇操作，根據(jù)實際測試需要進(jìn)行按鍵選擇，這里以選擇1脈沖法為例，按下“1”鍵，進(jìn)入脈沖選擇界面如圖8。

圖8 “脈沖”菜單

4、測試顯示主界面

主界面分三個區(qū)，上方為計算參數(shù)與結(jié)果區(qū)，如圖9所示。中間為波形顯示（采樣前為接線圖）區(qū)，根據(jù)需要可顯示一條或兩條波形。同時顯示豎線光標(biāo)和時間刻度。

下方為狀態(tài)和日期顯示區(qū)，狀態(tài)顯示分別為脈沖直閃、沖閃1、沖閃2，在脈沖測全長和測故障時則提示要選擇速度，測速度時則提示鍵入全長值，沖閃測量狀態(tài)時只提示速度選擇。

圖9接線圖/波形顯示區(qū)

通過上面各部分及按鍵功能介紹，基本上就可掌握測試儀使用方法。

第三章 儀器操作方法

1、電纜故障測試步驟

（1）在測定電纜故障之間，測試人員除掌握本機(jī)性能與操作方法之外，必須首先確定電纜故障的性質(zhì)，以便采用適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣椒ㄅc測試方法。首先用兆歐表或萬用表在電纜一端測量各相對地及相之間的絕緣電阻，根據(jù)阻值高低確定是低阻短路或斷線開路，或者是高阻閃絡(luò)性故障。

（2）當(dāng)阻值低于100歐姆為低阻故障，0～幾十歐為短路故

障，阻值極高到無限大為開路或斷線故障。是否斷線，還可以將電纜終端相連萬能用表在始端測量被短路接兩相的阻值加以確認(rèn)。此類故障可用低脈沖法直接測定。

（3）當(dāng)阻值很高（數(shù)百兆和千兆）且在做高壓試驗時有瞬間放電現(xiàn)象，此類故障一般稱為閃絡(luò)性故障，可采用直流高壓閃

測法確定。

（4）高阻故障阻值高于低阻故障，可在做高壓實驗時用直流高壓閃測法確定。

（5）按一定方式粗略測試之后再進(jìn)行確定點(diǎn)，必要時需找電纜路徑，丈量電纜長度或距離。

2、低壓脈沖測試法

低壓脈沖測試法具有操作簡單、波形易于識別、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。對于短路、低阻、斷線故障用此法測試，可直接確定故障距離。即使無此類故障，一般高壓閃絡(luò)測試前，也可以低壓脈沖法測電纜全長或速度，與閃絡(luò)測試波形比較，通常會利于波形分析，達(dá)到快速確定故障點(diǎn)目的。

2.1低壓脈沖測試基本原理

測量電纜故障時，電纜可視為一條均勻分布的傳輸線，在電纜一端加脈沖電壓，則此脈沖按一定的速度（決定于電纜介質(zhì)電常數(shù)和導(dǎo)磁系數(shù)）沿線傳輸，當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)（或阻抗不均勻點(diǎn)）就會發(fā)生反射，用閃測儀記錄下發(fā)送脈沖和反射脈沖之間的傳輸時間△T，則可按已知的傳輸速度V來計算出故障的距離Lx，Lx=V·△T/2，如圖10所示。

圖10 測試原理圖

測全長則可利用終端反射脈沖：L=V·T/2

同樣已知全長可測出傳輸速度：V=2L/T

2.2低壓脈沖測試法測全長

測全長操作步驟如下：開機(jī)（上電復(fù)位）→復(fù)位（主菜單）→鍵1（工作選擇菜單）→鍵1（脈沖菜單）→鍵1（測全長），然后根據(jù)屏幕顯示接線圖接線，如圖11所示。

圖11 低壓脈沖測試接線圖

使用脈沖法測試時，按圖11連接后，根據(jù)所測電纜類型，選擇合適傳輸速度和脈寬，調(diào)節(jié)“增益”旋鈕1/3位置，按采樣鍵即可。

根據(jù)顯示波形大小，調(diào)節(jié)“增益”旋鈕，重新采樣。當(dāng)0.2μs脈寬輸入振幅最大還無反射波時，選用2μs脈沖測試。為了便于比較可分別接故障相與另一好相做兩次采樣，如前圖9所示。按“-”“ˉ”鍵可選單波形或雙波形顯示，用“1/2”鍵改變操作區(qū)，選擇當(dāng)前波形1或2。完成采樣后，移動光標(biāo)定起點(diǎn)，再移動光標(biāo)到波形反射點(diǎn)，此時屏幕所顯示的長度就是電纜全長值。對于短電纜最好將終端短路測全長，終端反射改為負(fù)脈沖，定光標(biāo)時，對終端開路電纜以發(fā)射正脈沖上升沿與基線交點(diǎn)為準(zhǔn)定光標(biāo)起點(diǎn)，以反射正脈沖上升沿與基線交點(diǎn)定光標(biāo)終點(diǎn)。

2.3低壓脈沖測試法測速度

測電波在電纜中傳輸速度時，必須知道電纜全長。操作方法如下：開機(jī)（上電復(fù)位）→復(fù)位（主菜單）→鍵1（工作選擇菜單）→鍵1（脈沖菜單）→鍵3（測速度），然后按圖11接線，鍵入全長值并回車。采樣波形、定光標(biāo)方法與測全長時相同，當(dāng)分別定光標(biāo)起點(diǎn)、終點(diǎn)后，屏幕左上角將顯示測試速度值。

2.4低壓脈沖測試法測故障

脈沖法測故障與測全長的測試原理相同，操作方法也基本相同。當(dāng)脈沖菜單出現(xiàn)時，可選鍵1（測全長），也可選鍵2（測故障）。接線方法與圖11相同，電纜連接與被測電纜故障全長相同，其它操作方法也與測全長相同。如果是短路、低阻故障，測試波形如圖12所示。

圖12 低壓脈沖短路、低阻故障波形

定光標(biāo)時，發(fā)射正脈沖上升沿與基線交點(diǎn)定為起點(diǎn)，反射負(fù)脈沖下降沿與基線交點(diǎn)出定為終點(diǎn)。如果是斷線故障，測試波形，定光標(biāo)方法與測全長時相同。

3、沖擊高壓閃測法（沖閃法）

3.1沖閃法基本原理

沖閃法適用于測試高阻泄漏性故障，對其他類型高低阻故障也可用沖閃法測試。測試方法是通過球間隙給電纜施加沖擊電壓，使故障點(diǎn)擊穿放電，而產(chǎn)生反射電壓（或者電流），由儀器記錄這一瞬間狀態(tài)的過程，通過波形分析來測定故障點(diǎn)的位置。它是測高阻及閃絡(luò)性故障的主要方法。同樣取樣方式也分電壓取樣和電流取樣，當(dāng)然細(xì)分還可分為高端和低端電壓取樣，電感與電阻取樣，始端與終端取樣等。由于低端電流取樣接線簡便、可靠安全、波形易于識別，所以電流取樣法非常具有實用價值。

3.2電流取樣沖閃法

沖閃法操作方法如下：開機(jī)（上電復(fù)位）→復(fù)位（主菜單）→鍵1（工作選擇菜單）→鍵3（沖閃1）.根據(jù)工作選擇菜單提示，沖閃分為：沖閃1和沖閃2兩種方式。其中沖閃1是正脈沖觸發(fā)方式（如電流取樣），沖閃2是負(fù)脈沖觸發(fā)方式（如高端電壓取樣）。按推薦選用電流取樣方式，所以按鍵3進(jìn)入沖閃1工作模式。

進(jìn)入沖閃后，按屏幕提示接線圖連接接線和取樣器如圖13所示。

圖13 沖閃法電流取樣接線圖

圖13示意說明：T1.3kVA/0.22kV調(diào)壓器

T2.3kVA/50kV交直流高壓變壓器

D.高壓整流硅堆，大于150kV/0.2A

C.高壓脈沖電容，容量1～8μF，耐壓大于10kV

V.電壓表

B.電流采樣盒（配套附件）

J.高壓球隙（選配附件）

以上設(shè)備除電流取樣器B之外，其余為外配設(shè)備，可

用圖13分體高壓試驗設(shè)備，也可用一體化高壓電源（注意必須將高壓放電棒與高壓地線連接好方可試驗）。

根據(jù)接線圖連接完畢后，再按“速度”鍵選擇傳輸速度或重新鍵入速度值。將增益調(diào)節(jié)旋鈕旋至1/3左右，然后按“采樣”鍵，儀器進(jìn)入等待采樣狀態(tài)。

調(diào)整球隙和“增益”旋鈕后，然后通電對故障電纜升壓。電壓升到一定值，故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)放電，儀器記錄下波形，根據(jù)波形大小可重新調(diào)整輸入振幅，重復(fù)采樣，沖閃測試波形如圖14所示：

波形特點(diǎn)分析如下：第一個小正脈沖為球間隙擊穿而故障點(diǎn)沒有放電時電容器對電纜放電的電流脈沖（輸入幅度小或者儀器的靈敏度低時第一個小脈沖可能不出現(xiàn)）第二個大的正脈沖為故障點(diǎn)擊穿之后形成的短路電流脈沖，其次為由該放電電流脈沖形成的一次、二次等多次反射電流脈沖，由于衰減而幅度逐漸減小。由于故障特性的差異和電容電壓與引線電感的存在而在反射正脈沖的前沿出現(xiàn)負(fù)反沖，計算故障距離時起點(diǎn)為第一個放電正脈沖的前沿，終點(diǎn)為第一次反射正脈沖之前的負(fù)脈沖前沿。（發(fā)射脈沖為正脈沖，反射脈沖也為正脈沖但前沿有負(fù)反沖。因故障性質(zhì)等原因，負(fù)反沖大小有差別，但遠(yuǎn)小于正脈沖的幅值）

定光標(biāo)時，起點(diǎn)光標(biāo)選擇在正脈沖上升沿與基線交點(diǎn)處，終點(diǎn)光標(biāo)選擇在負(fù)反沖下降沿與基線交點(diǎn)處。如無負(fù)脈沖出現(xiàn)，就將終點(diǎn)光標(biāo)定在反射脈沖的上升沿與基線的交點(diǎn)處，故障顯示距離因此將增大10%左右。定點(diǎn)時，應(yīng)將粗測距離壓縮后確定參考點(diǎn)位置。

3.3高壓閃絡(luò)測試波形

（1）故障在測試始端的波形如圖15所示。

圖15 故障在測試始端波形

（2）故障在中間段的波形如圖16所示。

圖16 故障在測試中間段波形

（3）故障在測試終端的波形如圖17所示。

圖17 故障在測試終端波形

3.4閃絡(luò)法測試波形的變化規(guī)律

圖18是根據(jù)閃絡(luò)測試法的波形而繪制的變化規(guī)律圖，只要

仔細(xì)觀查分析就可看出它們中的變化規(guī)律，希望使用者一定要掌握標(biāo)準(zhǔn)波形以及它們在不同區(qū)間的變化規(guī)律。

圖18 閃絡(luò)法測試波形的變化規(guī)律圖

4、高壓閃絡(luò)測試注意事項

高壓閃絡(luò)測試時電壓高達(dá)數(shù)萬伏，因此操作中必須按高壓操作規(guī)程進(jìn)行，還要特別注意以下幾項：

（1）高壓閃絡(luò)測試時，高壓試驗設(shè)備應(yīng)由專業(yè)人員操作，儀器接線，測試中在改變接線、調(diào)整球隙間距時務(wù)必斷電，并對電容器和電纜充分放電，再與地線搭接。

（2）測試前，應(yīng)先對故障電纜加壓放電，確保各連接線點(diǎn)無放電現(xiàn)象，所加電壓已使故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)放電，然后開始投入儀器測試。

（3）正確接地，即將高壓變壓器（T2）高壓尾、操作箱（T1）地線、電流取樣器平行放置于電容地和電纜鎧裝（地線）連線旁邊。所有連接點(diǎn)不能出現(xiàn)打火現(xiàn)象，以確保測試成功及設(shè)備、人身安全。

（4）測試中閃測儀避免使用交流電源。

（5）高壓閃絡(luò)法測試完畢后，必須反復(fù)對電容器及電纜放電，方可用低壓脈沖法重新對電纜進(jìn)行測試操作。