電纜故障定位儀是故障點(diǎn)放電時(shí)會(huì )產(chǎn)生聲波和電磁波，聲波和電磁波之間又有一定的內在聯(lián)系，利用好它們之間的表象及聯(lián)系，可使我們準、快、易找到故障點(diǎn)。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
● 測試精度高，路徑探測與高阻故障定點(diǎn)的誤差均不大于0.2m。
● 同步接收電纜故障點(diǎn)放電時(shí)發(fā)出的磁場(chǎng)和聲音信號，并可對信號進(jìn)行數字處理，使儀器具有很強的抗干擾能力。
● 磁場(chǎng)和聲音信號波形在液晶顯示器上顯示，波形直觀(guān)，容易識別。
● 探測方法以波形識別為主，耳機監聽(tīng)為輔，操作者不易疲勞。
● 利用光標確定磁場(chǎng)和聲音信號之間的延時(shí)，進(jìn)而確定測量點(diǎn)與故障點(diǎn)的相對距離，便于準確地測定故障點(diǎn)的位置。
● 能夠記錄聲磁信號，使操作者有充足的時(shí)間對信號進(jìn)行分析、比較、判斷，克服了傳統的測量?jì)x器信號一瞬即逝的缺點(diǎn)。
● 具有背光、自動(dòng)關(guān)機及充電保護等功能。
● 鋰電池供電，具有自放電率低、無(wú)記憶效應的優(yōu)點(diǎn)。
● 體積小，重量輕，便于攜帶。
第二章 技術(shù)指標
● 故障定點(diǎn)精度：£0.2m
● 路徑探測精度：£0.2m
● 功耗：1.5W
● 充電器輸入電壓： AC 220V±10%
● 充電器輸出電壓： DC 12V
● 重量: 1kg(不含探頭)
● 體積: 200×165×90mm
● 使用環(huán)境溫度: -10°C～+40°C
第三章 面 板
液晶顯示屏：用于顯示采集到的磁場(chǎng)、聲音波形以及各種提示信息。
同步指示發(fā)光二極管：儀器每被磁場(chǎng)信號觸發(fā)一次，該發(fā)光二極管閃亮一次，提示故障點(diǎn)已經(jīng)放電。如果探頭放在離故障點(diǎn)幾米范圍內時(shí)，可在同時(shí)聽(tīng)到一個(gè)不同于環(huán)境噪聲的放電聲。
耳機插孔：電纜故障定位儀接耳機插頭，輸出儀器放大和處理過(guò)的聲音信號給耳機，監聽(tīng)電纜故障點(diǎn)放電聲。
磁場(chǎng)增益旋鈕：在進(jìn)行聲磁同步測試時(shí)，用來(lái)調節儀器磁場(chǎng)放大器的增益，使儀器能夠正確地被電纜故障點(diǎn)擊穿放電時(shí)所發(fā)出的磁場(chǎng)信號觸發(fā)。
聲音增益旋鈕：用來(lái)調節儀器聲音放大器的增益，使屏幕顯示的聲音波形幅值足夠大而不失真，耳機監聽(tīng)到的聲音清晰而不刺耳。
開(kāi)機鍵：開(kāi)機用。
關(guān)機鍵：關(guān)機用。
轉換鍵：用于轉換顯示磁場(chǎng)波形和聲音波形。
暫停鍵：電纜故障定位儀可使儀器暫停觸發(fā)，以便仔細觀(guān)察和分析波形，此時(shí)屏幕上有“暫停觸發(fā)”字樣閃爍，再按一下該鍵，回到正常工作狀態(tài)。
記憶鍵：按動(dòng)此鍵，將保存當前的波形。每保存一次將沖掉上次保存的波形，關(guān)機后保存的波形將消失。
比較鍵：按動(dòng)該鍵，將同時(shí)顯示當前波形和已記憶的波形，以便比較。再次按動(dòng)該鍵，記憶的波形消失。
背光鍵：當環(huán)境光線(xiàn)較暗，看不清楚屏幕上的內容時(shí)，按動(dòng)該鍵，液晶的背光點(diǎn)亮，就可以看清楚屏幕上的內容。再次按動(dòng)該鍵，背光消失。在背光點(diǎn)亮10分鐘內，若無(wú)任何按鍵操作，背光將自動(dòng)關(guān)閉。
背光非常耗電，長(cháng)時(shí)間不使用時(shí)，請及時(shí)關(guān)閉。
t 和 u ： 光標的左移鍵和右移鍵。按動(dòng)一次左移鍵或右移鍵，光標向左或向右移動(dòng)一格，如果按下鍵后手不離開(kāi)，光標將快速移動(dòng)，手抬起，光標停止移動(dòng)。
在聲磁同步測試時(shí)，電纜故障定位儀光標鍵用于標定聲磁延時(shí)值的大小，以估計故障點(diǎn)的遠近，將光標移動(dòng)到故障點(diǎn)放電聲音波形的起始處，聲音界面右上角顯示的便是聲磁延時(shí)值。光標處于其他位置，顯示的數值沒(méi)有意義。
后面板
圖4.2 后面板
信號輸入插座：接探頭輸出插頭。在聲磁同步測試時(shí)，探頭送來(lái)的是磁場(chǎng)和聲音信號。
充電插孔：當電量不足時(shí)，把充電器的輸出插頭插入該孔給機內電池充電。
第五章 定點(diǎn)儀的使用
5.1 故障定點(diǎn)前的準備工作
(1) 故障測距
當電纜發(fā)生故障后，*先使用電纜故障測距儀或其他電纜故障測距儀器配合高壓發(fā)生裝置粗測出故障點(diǎn)距離，根據電纜敷設的圖紙資料判斷出故障點(diǎn)的大概位置。
(2) 使用高壓裝置使電纜故障點(diǎn)擊穿放電
為了進(jìn)行故障定點(diǎn)，電纜故障定位儀應在電纜的一端接高壓發(fā)生裝置，周期性地對電纜施加沖擊高壓脈沖，使電纜故障點(diǎn)擊穿放電。
圖5.1中，T1是調壓器，T2是高壓試驗變壓器,D是高壓硅堆，G是球間隙，C是電力電容器或的脈沖電容器，應選用較大容量的電容，容量大的電容器能使故障點(diǎn)產(chǎn)生較強的放電聲，便于故障定點(diǎn)，一般使用的電力電容器的容量為1-4μF，額定電壓6-10kV。
按圖5.1接好線(xiàn)后，先把T1調回底，再接通電源，逐步調高T1的輸出電壓，直至球間隙擊穿放電。一般情況下，若放電聲音響亮清脆，表明故障點(diǎn)已經(jīng)擊穿，此時(shí)也可以通過(guò)電纜故障測距儀測試到的波形判斷電纜故障點(diǎn)是否放電。如果故障點(diǎn)沒(méi)有被擊穿，需要停下放電裝置，將電容和電纜上的電放掉后，加大球間隙的間隔，重復上述過(guò)程，直至故障點(diǎn)能夠被擊穿放電。
電壓越高，電容容量越大，故障點(diǎn)放電時(shí)的聲音信號也就越強，探測起來(lái)越容易。
電纜故障定位儀在故障定點(diǎn)時(shí)，若故障點(diǎn)離高壓裝置比較近，球間隙放電的聲音也可能會(huì )被探頭接收到，而且不易和故障點(diǎn)放電的聲音信號相區分，這時(shí)可將高壓裝置移到電纜的另一端。
對于斷線(xiàn)故障，應在電纜遠端將故障相導體與地線(xiàn)短接。若斷線(xiàn)同時(shí)伴隨電阻接地故障，盡量采用按圖5.1的接線(xiàn)方法，使放電發(fā)生于芯線(xiàn)和地之間，這樣聲音信號容易傳到地面。
5.2 工作原理
（1） 路徑探測原理
當高電壓使電纜故障點(diǎn)擊穿放電時(shí)，強大的瞬間電流會(huì )在電纜周?chē)a(chǎn)生一個(gè)強磁場(chǎng)信號，電纜兩側的磁場(chǎng)極性是相反的。電纜故障定位儀在實(shí)際的路徑測試中，該儀器正是利用了這個(gè)原理，比如；當把探頭放在一點(diǎn)測試到的磁場(chǎng)極性為正，當探頭移動(dòng)到另一個(gè)位置后，測試到的磁場(chǎng)極性變?yōu)樨?，正說(shuō)明電纜處于這兩個(gè)測試點(diǎn)之間，反復測試即可確定電纜的路徑。
（2） 高阻故障定點(diǎn)原理-聲磁同步法
電纜高阻故障點(diǎn)在高電壓下放電時(shí)，在電纜周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)信號，同時(shí)在故障點(diǎn)也產(chǎn)生振動(dòng)聲音信號。在故障點(diǎn)正上方，聲音從故障點(diǎn)傳到地面需要的時(shí)間短，而感受到的聲音強度大。
儀器采集電纜故障點(diǎn)在擊穿放電時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)和聲音信號，將兩種波形顯示在液晶顯示屏上，并用耳機監聽(tīng)聲音。當檢測到故障點(diǎn)放電聲音波形時(shí)，電纜故障定位儀通過(guò)移動(dòng)光標可以標定出聲音與磁場(chǎng)信號到達探頭的時(shí)間差（聲磁延時(shí)值）。由于磁場(chǎng)傳播速度遠遠大于聲音傳播速度，因此磁場(chǎng)的傳播時(shí)間可以視為零，聲磁延時(shí)值就可以看作是聲音信號從故障點(diǎn)傳播到探頭所用的時(shí)間。因此聲磁延時(shí)值小并且聲音強度大的點(diǎn)，就是故障點(diǎn)。通過(guò)耳機監聽(tīng)和判斷聲音波形的幅值可以辨別聲音的強度。
儀器正是利用磁場(chǎng)信號來(lái)觸發(fā)，觸發(fā)后立即開(kāi)始采集磁場(chǎng)和聲音信號。
5.3 儀器的現場(chǎng)安裝
● 將探頭的輸出電纜插頭插入儀器后面板上的信號輸入插孔，探頭平放于地面，用于接收信號。
● 耳機插頭插入儀器前面板上的耳機插孔，用于監聽(tīng)聲音。
● 將兩段提桿相接后，再擰上手球，然后旋入探頭上部的螺孔。
● 若現場(chǎng)地面比較松軟，需要將探針旋入探頭底部，然后垂直插入地面，以提高探測靈敏度。
5.4 屏幕內容
（1） 磁場(chǎng)信號界面
開(kāi)機后，屏幕顯示歡迎界面約兩秒鐘后，進(jìn)入提示狀態(tài)，顯示的是磁場(chǎng)信號的參考波形以及其他信息，等待放電磁場(chǎng)信號的觸發(fā)，如圖5.3所示。
圖5.3 開(kāi)機后磁場(chǎng)信號參考波形及界面
液晶屏上的內容有：
● 磁場(chǎng)波形：在屏幕中部顯示，波形在儀器被觸發(fā)后更新，用于尋找路徑以及判斷儀器是否被正確觸發(fā)。
● 磁場(chǎng)方向：即磁場(chǎng)極性，由儀器自動(dòng)判斷，用來(lái)探測電纜路徑。
● “電池符號”：電池符號中黑色部分的多少表示電池中電量的多少，電池符號閃爍時(shí)，應盡快對電池進(jìn)行充電；電量水平下降到零時(shí)，儀器將自動(dòng)關(guān)機。
（2） 聲音信號界面
按動(dòng)“轉換”鍵進(jìn)入聲音信號界面。若儀器未被觸發(fā)過(guò)，聲音界面中顯示聲音參考波形。
圖5.4 聲音信號參考波形及界面
● 聲音波形：在屏幕中部顯示，在儀器電纜故障定位儀被磁場(chǎng)信號觸發(fā)后更新，用于進(jìn)行故障點(diǎn)定位。
● 光標：通過(guò)“t”和“u”鍵移動(dòng)，用來(lái)標定聲音波形的起始位置，確定聲磁信號延時(shí)值的大小。
● 屏幕右上角的“＋”或“-”是指示當前磁場(chǎng)極性，和磁場(chǎng)界面上的符號保持*。
● 聲磁延時(shí)：在屏幕右上角用數字顯示，如圖5.4中的“22x0.2ms”，表示的是光標所在位置和屏幕左側之間的液晶點(diǎn)數。屏幕左側作為聲音波形的零點(diǎn)。
液晶橫向的一個(gè)點(diǎn)代表0.2毫秒的時(shí)間，實(shí)際使用中只用液晶點(diǎn)數代表聲磁延時(shí)。
● “大小”：表示聲音信號的強弱，大值為99%。
5.5 增益調節
(1) 磁場(chǎng)增益調節
磁場(chǎng)增益的調節非常重要，請仔細閱讀本小節
故障定點(diǎn)和路徑探測都需要調節磁場(chǎng)增益。
啟動(dòng)高壓裝置，向電纜施加沖擊高壓，使故障點(diǎn)周期性地擊穿放電。電纜故障定位儀調整磁場(chǎng)增益旋鈕，使儀器能夠且僅在高壓信號發(fā)生器向電纜施加沖擊高壓時(shí)觸發(fā)。觸發(fā)時(shí)“同步指示”發(fā)光二極管閃亮，磁場(chǎng)和聲音波形更新。
磁場(chǎng)增益調整要適當。如果磁場(chǎng)增益調得過(guò)小，儀器不能在電纜故障點(diǎn)放電時(shí)可靠觸發(fā)；如果調得過(guò)高，則干擾磁場(chǎng)易使儀器誤觸發(fā)。
增益調節適當時(shí)，同步指示二極管閃亮的頻率和高壓裝置放電的頻率相同，磁場(chǎng)波形也正確。
如果同步指示二極管閃亮的頻率和高壓裝置放電的頻率不相同，說(shuō)明儀器被連續誤觸發(fā)，一般是由于磁場(chǎng)增益調節過(guò)大造成的，應將其適當調小。
磁場(chǎng)增益旋鈕一般調至三分之一到二分之一的位置。
放電產(chǎn)生的磁場(chǎng)和干擾磁場(chǎng)波形有明顯的不同。放電磁場(chǎng)波形幅值較大，頻率較低，波形平滑，與半個(gè)周期或一個(gè)周期的正弦波相似；而干擾磁場(chǎng)波形幅值較低，頻率較高，毛刺較多，形狀沒(méi)有規律。
（2） 聲音放大增益調節
故障定點(diǎn)時(shí)需要調節聲音增益。
觀(guān)察儀器觸發(fā)后顯示的聲音波形，調節聲音增益，使聲音波形幅值足夠大（以接近于滿(mǎn)屏的三分之二為佳），且不失真。儀器能夠自動(dòng)判斷聲音增益是否合適，若聲音信號幅值的“大小”值達到99%，則在屏幕下部提示“增益大”，若小于8%，則提示“增益小”，增益合適時(shí)則不提示。
在定點(diǎn)時(shí)可以使用耳機來(lái)監聽(tīng)聲音信號，增益的調節同樣影響到監聽(tīng)到的聲音強度。耳機監聽(tīng)只是作為一種輔助手段，所以不應*根據耳機監聽(tīng)到的效果來(lái)調節聲音增益。如果感到監聽(tīng)到的聲音大小不合適，可以使用耳機本身的音量旋鈕進(jìn)行調節。
5.6 路徑探測
在電纜的全長(cháng)范圍內都能探測電纜路徑。在進(jìn)行路徑探測時(shí)可以不去管聲音波形。
*先在電纜路徑附近的地面上選定一個(gè)點(diǎn)放置探頭，觀(guān)察儀器觸發(fā)后顯示的磁場(chǎng)波形極性，若波形的開(kāi)始是向上的，則方向是“+”，反之是“-”。沿電纜走向的垂直方向，選另一點(diǎn)放置探頭，當儀器再次觸發(fā)后觀(guān)察磁場(chǎng)波形，如果這兩點(diǎn)得到的磁場(chǎng)方向不同，說(shuō)明電纜位于兩點(diǎn)之間；電纜故障定位儀否則電纜位于這兩點(diǎn)的同側，應繼續沿這個(gè)方向或反方向移動(dòng)探頭，直至找出電纜的具體位置。沿電纜方向移動(dòng)探頭，重復上述測試過(guò)程，定出若干個(gè)電纜所在位置,多個(gè)電纜位置點(diǎn)的連線(xiàn)即是電纜的路徑。
若需要探測完好電纜的路徑，電纜故障定位儀可以將電纜的一條芯線(xiàn)在高壓裝置的對端與電纜的地線(xiàn)短路，以形成放電回路，放電時(shí)電壓不必太高。
當多條電纜同一路徑鋪設時(shí)，可以用這種方法進(jìn)行故障電纜的鑒別。若儀器在某一條電纜的兩側（水平或垂直位置）測試到的磁場(chǎng)方向不同，說(shuō)明這條就是故障電纜。
5.7 故障定點(diǎn)
在故障定點(diǎn)時(shí)，請嚴格按照以下步驟進(jìn)行。
(1). 確定故障點(diǎn)已被擊穿放電，具體參照第5.1章節中的“故障定點(diǎn)前的準備工作”。
（2）. 根據故障測距結果和電纜路徑確定故障點(diǎn)的大體范圍，在這個(gè)范圍內進(jìn)行故障點(diǎn)的精確定點(diǎn)。
（3）. 將探頭放在電纜的上方,按照第5.5章節中的“增益調節”，調節好增益旋鈕的位置，保證儀器能夠正確觸發(fā)。
（4）.先把耳機上的旋鈕和“聲音增益”旋鈕旋到約二分之一的位置。測試過(guò)程中，要適當調節聲音增益，使聲音波形幅值約為滿(mǎn)屏的三分之二為佳。
（5）.按動(dòng)“轉換”鍵進(jìn)入聲音界面。如果故障點(diǎn)放電發(fā)出的聲音信號能夠被儀器接收到，則其波形將明顯不同于噪聲波形。
儀器的抗干擾能力很強，顯示的放電聲音波形比較穩定，但偶爾的強烈干擾也會(huì )造成波形變形嚴重以致無(wú)法分辨，這時(shí)可以在同一點(diǎn)多進(jìn)行幾次測試。圖5.6給出了兩個(gè)典型的聲音波形。
在定點(diǎn)過(guò)程中，可以使用耳機來(lái)監聽(tīng)聲音。若探頭距離故障點(diǎn)足夠近，則能夠在“同步指示”發(fā)光二極管閃亮的同時(shí)，聽(tīng)到一個(gè)不同于環(huán)境噪音的故障點(diǎn)放電聲。如果感覺(jué)聲音的強度不舒服，可以調節耳機上的旋鈕。
電纜故障定位儀在進(jìn)行聲音信號鑒別時(shí)，波形識別是主要手段，耳 機監聽(tīng)是輔助手段，可以用來(lái)驗證波形識別的結果。一般來(lái)說(shuō)，如果能監聽(tīng)到故障點(diǎn)放電聲，則波形早已能夠正確識別；反之，由于人的聽(tīng)覺(jué)分辨能力較差及環(huán)境噪音等原因，從波形上能夠識別出的故障點(diǎn)放電聲音信號，監聽(tīng)卻并不一定能分辨得出。應注意的是，由于放電磁場(chǎng)信號很強，不可避免地對聲音信號產(chǎn)生影響，有時(shí)在離故障點(diǎn)較遠的地方，能監聽(tīng)到一個(gè)很小的聲音信號，它不同于環(huán)境噪音，在不同的位置聲音強度不變，這時(shí)可以斷定這種聲音是放電磁場(chǎng)產(chǎn)生的干擾，而不是信號。
如果沒(méi)有測量到聲音信號，說(shuō)明探頭的位置距離故障點(diǎn)還比較遠，應沿電纜路徑方向將探頭移動(dòng)約1至2米的距離重新探測。
由于故障測距和地面測量都存在誤差，尤其在故障點(diǎn)較遠或地形復雜時(shí)，誤差可能比較大，所以在*先確定的一二十米的小范圍內沒(méi)有采集到故障點(diǎn)放電信號時(shí)，應適當擴大探測范圍，繼續尋找。若在較大的范圍內還是沒(méi)有采集到聲音信號，應檢查故障測距是否正確，必要時(shí)，要再次進(jìn)行測距。如果故障電阻偏低，造成故障點(diǎn)放電信號過(guò)于微弱而不易探測時(shí)，應盡量提高放電電壓，或加大電容容量，再進(jìn)行定點(diǎn)，也要適當縮小每次移動(dòng)探頭的距離。
（6）. 判斷故障點(diǎn)遠近
儀器采集到放電信號后，可以利用聲磁延時(shí)值來(lái)判斷故障點(diǎn)的遠近。
儀器一旦被磁場(chǎng)信號觸發(fā)，就開(kāi)始記錄聲音信號，聲音波形的零點(diǎn)就是儀器被觸發(fā)的時(shí)刻。在故障點(diǎn)的放電聲音信號還沒(méi)有傳到探頭時(shí)，波形比較平直，或僅有微弱的不規則的噪聲波形，聲音信號到來(lái)時(shí)，波形開(kāi)始有較明顯的變化，前面一段相對平直波形的長(cháng)度代表了聲磁延時(shí)值的大小。
儀器電纜故障定位儀采集到聲音信號波形后，光標可能在零點(diǎn)，也可能在其他位置，此時(shí)顯示的時(shí)間值沒(méi)有意義，需要使用“t”和“u”鍵將光標移動(dòng)到放電聲音波形開(kāi)始出現的位置，如圖5.7，此時(shí)顯示的時(shí)間值就是聲磁延時(shí)值，即放電聲音信號從故障點(diǎn)傳到探頭需要的時(shí)間。故障點(diǎn)距離越遠，聲磁延時(shí)值越大，故障點(diǎn)距離越近，聲磁延時(shí)值越小，。
圖5.7中，光標所在位置是聲音波形的起始點(diǎn)，此時(shí)屏幕右上角顯示的即為聲磁延時(shí)值。
圖5.7 聲磁延時(shí)值的標定
將探頭沿電纜路徑方向移動(dòng)一段較小的距離，重新測試，如果測得的聲磁延時(shí)值變小，說(shuō)明這次比上次更加靠近了故障點(diǎn)，反之說(shuō)明遠離了故障點(diǎn)。反復進(jìn)行上述操作，直至找到一個(gè)聲磁延時(shí)值小的位置，就可以判斷故障點(diǎn)在這一點(diǎn)的正下方。
如果保持聲音增益不變，還能夠利用聲音強度的不同來(lái)輔助定點(diǎn)。通過(guò)觀(guān)察表示聲音幅值“大小”值以及用耳機監聽(tīng)來(lái)分辨聲音的強弱。幅值大或聲音強點(diǎn)一般就是故障點(diǎn)，不過(guò)有時(shí)也會(huì )有特殊情況，應注意。
（7）.定點(diǎn)過(guò)程中，可以利用在屏幕右上角顯示的磁場(chǎng)極性判斷電纜路徑，如果儀器觸發(fā)的頻率和高壓放電的頻率不*，可以轉換回磁場(chǎng)界面，察看磁場(chǎng)波形是否正確。
（8）.“暫停”鍵的使用
電纜故障定位儀在信號鑒別和測試過(guò)程中，如果認為當前波形比較典型，可以按動(dòng)“暫停”鍵，暫停觸發(fā)，以便仔細觀(guān)察分析。
在暫停狀態(tài)下，液晶屏閃爍顯示“暫停觸發(fā)”文字，這時(shí)可按動(dòng)t和u鍵來(lái)移動(dòng)光標，確定聲磁延時(shí)值。
要解除暫停狀態(tài)，只需再按一次“暫停”鍵。
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