1、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀用戶手冊文件Slfi Sift怨入全決訪沖MGt羽壬裕肋mBFnz1:1丨擴強I壓免一L宏桿 01056 16;29；40西安振能電子科技有限公司常規安全概述前言 第一章ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀第一節主要技術性能指標第二節儀器面板及操作功能第三節電纜故障一般測試步驟及測試方式選擇第二章多脈沖測試法第一節多脈沖測試法基本原理第二節多脈沖測試連線與操作步驟第三節多脈沖測試波形與故障距離計算第三章低壓脈沖測試法第一節低壓脈沖測試法基木原理第二節低壓脈沖測試法測全長第三節低壓脈沖測試法測故障第四節低壓脈沖測試法測速度第四章沖擊高壓閃測法第一節

2、沖擊高壓閃測法基本原理第二節電流取樣沖閃法第五章高壓閃測法注意事項常規安全概述請查看下列安全防范措施以避免受傷害并防止對本產品或任何與其連 接的產品造成損傷。為了避免潛在的危險,請僅按詳細說明來使用本產品。避免火災或個人受傷使用正確的電源線。請僅使用為本產品所指定并由國家鑒定過的電源 線。正確地連接和斷開。在將儀器連接到測試電纜之前,先要連接好儀器 的保護地線,測量結束后，先進行放電處理,然后再斷開測試連接線。請勿開蓋操作。面板打開時請勿操作本產品。遠離外露的電路。電源接通后請勿接觸外露的接頭和元件。請勿在潮濕環境下操作。請勿在爆燃性空氣環境中操作。請保持產品表面清潔干燥。提供適當的通風。懷疑

3、產品出現故障時,請勿進行操作。如果懷疑此產品已損壞可請 合格的維修人員逬行檢查。第一章 ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀簡 介ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀用于檢測各種動力電纜的高 阻泄漏故障、閃絡性故障、低阻接地和斷路故障。由于木儀器采用目前國際上最先進的“多次脈沖法”技術，應用自主 開發的測試技術和高頻高壓數據信號處理裝置，使其具有最好的電纜故障 波形判斷能力和最簡單方便的操作系統。多脈沖法的先進之處在于使現場測得的故障波形得到大大簡化，將復 雜的高壓沖擊閃絡波形變成了非常容易判讀的類似于低壓脈沖法的短路故 障波形。降低了對操作人員的技術要求和經驗要求。所以，大大提高

4、了現 場故障的判斷準確率。任何人都能方便、準確地判讀波形，標定故障距離, 達到快速準確測試電纜故障的目的，使故障測試成功率得以大大提高，所 有傳統電纜儀無法與之比擬。ZN-500DMC多脈沖智能電纜儀的整體技術可 以和國外同類產品媲美，其性能價格比也大大優于國內外同類產品。多脈沖智能電纜故障測試儀采用10吋真彩顯示觸摸屏幕，波形顯示特 別清晰。由于采用清晰屏幕觸摸鍵，使得操作也十分簡單。ZN-500DMC多 脈沖智能電纜儀也是木公司系列化電纜故障測試儀器的主要配套設備。-1 -第一節主要技術性能指標一、儀器功能與特點：1. 適用于測量各種不同截而、不同介質的各種電力電纜、高頻同軸電纜, 市話電

5、纜及兩根以上均勻鋪設的地埋電線等電纜的高低阻、短路、開 路、斷路以及高阻泄漏和高阻閃絡性故障。2. 在低壓脈沖狀態下，可自動完成故障距離的計算。3. 可測35KV以下等級所有電纜的高、低阻故障，適應面廣。4. 采用了國際先進的“多脈沖法”測試技術，同時還具有傳統的沖擊高 壓閃絡法和低壓脈沖法。5. 多次脈沖模式時，任何高阻故障均呈現最簡單的類似于低壓脈沖短路 故障特征的波形，極易判讀。6. 具有方便的全中文菜單以及清晰屏幕觸摸鍵操作。7. 檢測故障成功率、測試精度及測試方便程度優于國內其他檢測設備。8. 超大液晶屏作為顯示終端，儀器具有強大的數據處理能力和友好的顯 示界面。9. 具有極安全的采

6、樣高壓保護措施。測試儀器在沖擊高壓環境中不會死 機和損壞。10. 具有屏幕拷貝功能，用于波形打印。11. 按鍵定義簡單明了，操作簡單，可靠性高，測量方法簡單快速。12. 內置電源，可在無電源環境測試電纜的開路及低阻短路故障。13. 具有USB接口，可用移動硬盤進行數據拷貝。14. 具有通用的網絡接口，可直接通過網絡進行數據遠程傳輸。-7 -二、主要性能指標：1. 測試方法：多脈沖法；沖擊高壓電流取樣法；低壓脈沖法.2. 沖擊高壓：低于35KV3. 數據采樣速率：120MHz、90MHz、60MHz、30MHz4. 測試距離：15Km5. 讀數分辨率：0.5m6. 系統測試精度小于50cm7.

7、測試脈沖幅度：約380VP-P8. 多脈沖發送及故障反射信號的自動顯示，使得故障特征波形的表示極 為簡單。所有的高阻故障波形僅有一種，即類似低壓脈沖法的短路故 障波形。9. 具有測試波形儲存功能：能將現場測試到的波形按規定順序方便地儲 存于儀器內，供隨時調用觀察。可以儲存大量的現場測試波形。10. 能將儀器在不同的工作狀態下測得的故障電纜波形同時顯示在屏幕 上進行同屏對比和疊加對比。使得故障距離的判斷更加準確。11內置電源：充滿電后可連續工作6小時，亦可外接交流電源工作。12.工作條件：溫度-10 C+45C,相對濕度90%,大氣壓力 75030mmHgo第二節儀器面板及操作功能一、儀器正視圖

8、如圖一，有工作狀態指示燈，紅燈亮為低壓脈沖測量狀態，黃燈亮為 沖閃測量狀態，藍燈亮為多脈沖測量狀態。有LCD彩色顯示屏、輸入/輸出接口、輸入信號幅度調節旋鈕、USB接口、網絡接口、充電輸入接口、電 源開關。圖一.ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀正視圖圖二、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀工作界而二、按鍵功能介紹1. f鍵有如下功能：選中的波形可向上移動2. I鍵有如下功能：選中的波形可向下移動3. -鍵有如下功能：選中的波形可向左移動4. -鍵有如下功能：選中的波形可向右移動5. 擴展鍵有如下功能：選中的波形可按比例放大6壓縮鍵有如下功能：選中的波形可比例縮小7. 起點，終

9、點鍵有如下功能：按此鍵，起點和終點循環顯示，若顯示起點，則按W鍵，鼻鍵，鍵, 鍵移動的是起點光標，若顯示終點，則按W鍵，鼻鍵，鍵，鍵 移動的是終點光標。8. 采樣鍵有如下功能：向下位機發送命令，等待下位機回傳有效測量數據。9. W鍵有如下功能：光標快速左移，不論在起點或終點狀態，自動計算測量結果。10. M鍵有如下功能：光標快速右移，不論在起點或終點狀態，自動計算測量結果。11. 鍵有如下功能：光標左移一線，不論在起點或終點狀態，自動計算測量結果。12. 鍵有如下功能：光標右移一線，在起點鍵按后，有自動計算測量結果。13. 通道選擇：儀器設有6個通道進行采樣和顯示波形，按通道的數字鍵可循環選擇

10、 當前的工作通道，6個通道采樣的波形可同時顯示到屏幕上，也可關斷 不需要的通道。沒有進行多脈沖測量時，只有6個通道可選擇。三、操作菜單介紹當儀器打開電源開關正常工作時，首先加載WINDOSCE操作系統，然 后進入儀器程序，顯示設備名稱8秒左右，自動進入工作界面，如圖二、 圖三所示。1. 文件操作有如下功能：如圖四：-7-打開-打開原有的波形數據文件，如圖五。圖五、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀打開文件操作界而保存-把當前選中的顯示波形數據存入到指定的路徑/文件，如圖六。測試完畢后，如果操作者認為此次測試結果有保留價值，可用“保存”功 能。界而將彈出文件保存的二級菜單。點擊二級菜單上

11、的相關鍵后，在名 稱欄填入要保存的文件名，由OK鍵或“X”鍵確定此次測試結果的保 存或取消圖六、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀保存文件操作界面保存屏幕-把當前選中的顯示波形數據及工作狀態保存為圖形文件，以便 通過打印機打印為紙張文件，以便保存或交流。關閉-退出當前操作程序退出一在數據處理界而，測試完畢后，需要結束此次測試時，此功能儀器 自動回到計算機的桌而系統。進入關機或其他應用狀態。2. 測量操作菜單，如圖七所示。#A. 脈沖有如下功能:有兩種選中，一是測全長或故障，二是測速度，如圖八所示。同時向下位機發送操作命令，建立脈沖測試條件。l：d護來08 I來H |目323門坨總2B

12、沖閃有如下功能:向下位機發送操作命令，建立沖閃測試條件。如圖九。圖九、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀沖閃操作界面 多次脈沖有如下功能：向下位機發送操作命令，建立多次脈沖測試條件。如圖十。134緲缺I1:1庖a |采徉16：29：丸験佩衣名:鳥汝於沖述嘆2構就E %沖宛叱O 皺豐工2圖十、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀沖多次脈沖界而3. 速度選擇有如下功能:在以下速度值中選擇144M/|iS、160M/pS、172M/J1S. 184M/pS或自選鍵入新的速度值。當有測量結果顯示時，改變速度值后自動修改測量結果并顯示。如圖計圖十一、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試

13、儀速度選擇界而4. 鍵入全長有如下功能:在脈沖狀態下測量速度值時需要鍵入被測電纜的長度值，如圖十二。5. 脈寬選擇有如下功能：選擇測量用的脈寬4pS, 2pS,0.5pS,0.1pS,如圖十三。-#-6. 頻率選擇有如下功能：在以下頻率值中選擇30MHZ、60MHZ、90MHZ 120MHZ,如圖十四。住件融呈卜.1沖花厲“ ，r Jt*? X14卄V-nFIt圍L1ll蘭J:1:14 引 1o i1err|2011541 100295圖十四、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀頻率操作界而7. 網絡操作用網絡連接線把該儀器與網絡連通后，進行以下操作即可進行數據在 線傳輸。A. 若在測試

14、工作界而（或運行其他程序），則關閉當前程序，返回 到桌而。B. 在進入網絡游覽器之前，先進行鍵盤釋放操作步驟如圖十五、十-13 -六、十七所示。3兇UI墊麻倫)Ux9W(S)a運行篡).Microsoft*Windows CE圖十五、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀網絡操作界而Ihtemec Expiorec|9 42POF Viewer噥3程序(E) 夕軌b D 丈 &Q)Microsoft*I劈骯ti) 二運行(B).Windows CEdr丘制面網拓相少場至長(如 上祗鳥欄附館至/(工)0拯彎J)圖十六、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀網絡操作界而我的迓各-17-圖十

15、七、ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀網絡操作界而經以上三步操作后，完成了鍵盤釋放工作。C. 在桌而，點擊網絡游覽器，這時和在計算機上的操作完全相同。8. 幫助有如下功能：建立一些與本儀器有關的說明文檔第三節電纜故障測試步驟及測試方式選擇在測定電纜故障之前，測試人員除掌握本機性能與操作方法之外，必 須首先確定電纜故障的性質，以便采用適當的工作方法與測試方法。首先用兆歐或萬用表在電纜一端測量各相對地及相對相之間的絕緣電 阻，根據阻值高低確定是低阻短路或斷線開路，或者是高阻閃絡性故障。1. 凡是電纜故障電纜絕緣電阻下降至該電纜的特性阻抗，甚至直流電阻為 零的故障均為低阻故障或短路故障。凡是

16、電纜絕緣電阻無窮大或雖與正 常電纜的絕緣電阻值相同，但電壓卻不能傳送至用戶端的故障稱為開路 或斷路故障。是否斷路，還可將電纜終端相連用萬用表在始端測量被短 路電纜兩相的阻值Y以確認。此類故障可用低壓脈沖法直接測定。2. 當阻值很高（數百兆到數千兆）且在作高壓試驗時有瞬間放電現象，此 類故障一般稱為閃絡性故障，可采用沖閃法測試確定。3. 高阻故障：阻值高于電纜特性阻抗的故障。可用沖閃法測定。4. 按一定方式粗測之后再進行準確定點，必要時需找電纜路徑，丈量電纜 長度或距離。第二章多脈沖測試法多脈沖測試法的連接和工作原理：ZN-500DMC多脈沖智能電纜儀系統的組成方框圖如圖十八所示唐鱉電鋭址障測後

17、儀圖十八ZN-500DMC多脈沖智能電纜儀系統組成框圖作為采用多脈沖法的電纜故障測試系統，木套儀器包括可以產生單次 沖擊高壓的“一體化高壓發生器”、“多脈沖產生器”、和測試波形分析處理 的“ZN-500DMC多脈沖智能電纜故障測試儀”。簡單工作原理：“多脈沖產生器”的作用是將“一體化高壓發生器”產生的瞬時沖擊 高壓脈沖引導到故障電纜的故障相上，保證故障點能充分擊穿，并能延長 故障點擊穿后的電弧持續時間。同時，產生一個觸發脈沖啟動“多脈沖自 動觸發裝置”和電纜故障測試儀。“多脈沖自動觸發裝置”立即先后發出多 個測試低壓脈沖，經“高頻高壓數據處理器”傳送到被測故障電纜上，利 用電纜擊穿后的電流電壓

18、波形特征，將形成的反射脈沖記錄在顯示屏上。 多脈沖發生器的而板結構示意圖如圖十九所示：ZN-500DMC脈沖發生器OKo o去主機電纜地圖十九ZN-500DMC脈沖發生器的而板結構示意圖二、 用多脈沖法測試電纜的高阻泄漏故障（包括高阻閃絡性故障）測試前的準備工作:1. 測全長在進行沖擊高壓多次脈沖法測試之前，應首先進行電纜全長的測量。 此步驟的目的是檢查儀器是否有故障，同時保存此波形，以便判讀故障距 離。低壓脈沖法測試的開路全長波形如圖二十所示。2. 將高壓發生器、電纜故障相、系統接地線、電纜接地線、電纜故 障測試儀連接起來。仔細檢查接線確保無誤。現場接線如圖十八 所示。3. 打開儀器電源，屏

19、幕將在完成自檢程序后自動進入設置界面。根 據現場被測電纜種類、長度和初步判斷的故障距離選擇脈沖寬 度，按照屏幕模塊中的相關鍵完成初始狀態設置。完成設置界面后，圖形界而左上方將顯示一行此次設置的所有參數值。圖二十低壓脈沖法測試的開路全長波形界而三、進行多脈沖法測量1. 加沖擊高壓先進行試測。如加沖擊高壓后測得的波形仍如圖十七所示波 形，即上下兩波形完全一樣。兩回波脈沖的極性與發射脈沖的極性一致, 游標定位顯示的是電纜全長，說明故障點未被高壓擊穿。須重新按“采 樣”鍵，并升高沖擊電壓。一邊升高沖擊電壓，一邊進行采樣和屏幕監 視。并同時調節“輸入振幅”電位器，直到看見屏幕上面的波形岀現 與發射脈沖極

20、性相反的回波脈沖為止。這時屏幕顯示的測試波形應該是 最終采樣結果。可以進行“波形操作” 了。最終采樣結果界面如圖二十一所示。2. 按熒屏下方模塊中的“展寬”或“壓縮”鍵，使測試的波形寬度比較適 合故障距離的判讀。然后，按“仁丨、一、一 ”鍵，將上下兩波 形重疊。可以看出，故障回波前的那部分重疊較好，故障回波后的波形 部分有明顯的發散。波形操作結果應如圖二十二所示。-#-文件涮呈速度It入全長腳申寬度砂裕肋|百X圖二十一最終采樣結果界而3. 移動測量光標判讀故障距離。在顯示屏右邊上有“起點”、“終點”和 相應的光標左右快移與慢移的相關鍵。按“起點”、“終點”鍵時屏幕 按鍵顯示的是起點，則按左右光

21、標移動鍵時起點光標在移動，否則按左 右光標移動鍵時終點光標在移動。總可以將兩條光標移到起始波形和回波的拐點。在完成上述操作后，兩光標間顯示的數字即為故障點到測試端的距離。 其最終測試結果界面如圖二十二所示。文件煩遠慮廢目人全長炸7中磁如衲肋|k? X圖二十二最終測試結果顯示界而4. 測試完畢后，如果操作者認為此次測試結果有保留價值，可使用數據“保 存”和保存屏幕功能，具體操作見菜單操作介紹。注：多脈沖法測試的操作技巧：盡管多脈沖法測試波形極易判斷、準確性也較高，但要獲得一個較為理 想、方便判讀的波形還需掌握一定的技巧才能應用自如。現場按多脈沖法接好線路后，第一次施加沖擊高壓往往得不到較為理 想

22、的測試波形，只能算是一次試測。因為事前并不知道故障的距離，故障 點的抗電強度也不清楚。如果沖擊電壓加得不夠高，故障點沒有被沖擊高 壓擊穿產生電弧，是采集不到故障回波的。必須提高沖擊電壓直到看到故 障回波為止。由于在多脈沖法測試過程中，高壓設備與故障電纜之間串有“多脈沖 產生器，實際加到電纜故障相上的沖擊高壓比高壓發生器輸出的電壓低一 些。如果高壓發生器的輸出電壓已經達到35KV,故障點還未被擊穿，此時 應更換測試方法。將多脈沖法測試改為沖擊高壓閃絡法，利用傳統的電流 取樣法進行測試。-# -第三章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、準確度高等特點。對 于短路、低阻、斷路故障

23、用此法測試，可直接確定故障距離。即使無此類 故障，一般高壓閃絡測試前，也可用低壓脈沖法測電纜全長或速度，與閃 絡測試波形比較，通常會利于波形分析，達到快速確定故障點目的。第一節低壓脈沖測試的基本原理測試電纜故障時，電纜可視為一條均勻分布的傳輸線，根據傳輸線理 論，在電纜一端加脈沖電壓，則此脈沖按一定的速度（決定于電纜介質的 介電常數和導磁系數）沿線傳輸，當脈沖遇到故障點（或阻抗不均勻點） 就會發生反射，用測試儀記錄下發送脈沖和反射脈沖之間的傳輸時間AT, 則可按已知的傳輸速度V來計算出故障點的距離Lx, Lx= V -AT/2 如圖二十三所示：圖二十三低壓脈沖測試原理圖測全長則可利用終端反射脈

24、沖：L = V-T/2同樣己知全長可測出傳輸速度：V = 2L/T第二節脈沖法測全長測全長操作步驟如下：開機一脈沖菜單一測量長度，然后根據接線圖接-21-使用脈沖法測試時，按圖連接后，根據所測電纜類型，選擇合適傳輸速度 和脈寬，調節輸入振幅電位器到1/3位置，按采樣鍵即可。s脈寬輸入振幅最大還無反射波時，選用0.5 us或其他兩個寬度脈沖測試。為了便于比較可分別接故障相、電纜好相做兩次采樣。完成采樣后，移動光標定起 點，再移動光標到波形反射點，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，終端反射為反向脈沖。定光標時，對終端開路電纜以發射負脈沖下降沿與基線交點為準定光

25、標起點，以反射負脈沖下降沿與基線交點定光標終點。第三節脈沖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。然后 按圖二十四接線，連接電纜被測電纜故障相，其它操作方法也與測全長相同。 定光標時，發射負脈沖下降沿與基線交點定為起點，反射正脈沖上升沿與 基線交點定為終點。如果是斷路故障，測試波形、定光標方法與測全長時 相同。短路故障定光標時，以發射負脈沖下降沿與基線交點為準定光標起點, 以反射正脈沖上升沿與基線交點定光標終點。圖二十六、低壓脈沖測低阻、短路故障波形第四節脈沖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 機一脈沖菜單一速度測量。然后按圖二十四接線

26、，鍵入全長值并回車確認。 采樣波形、定光標方法與測全長時相同，當分別定光標起點、終點后，屏 幕左上角將顯示測試速度值。第四章沖擊高壓閃測法（沖閃法）第一節基本原理與脈沖法相同，只是測試脈沖不是由機內發出，而是通過球間隙施加 沖擊電壓，使故障點擊穿放電，而產生反射電壓（或者電流），由儀器記錄 這一瞬態過程，通過波形分析來測定故障點的位置。它是測高阻及閃絡性 故障的主要方法。同樣取樣方式也分電壓取樣和電流取樣，當然細分還可 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、安全可靠、波形易于識別，所以推薦使用電流取樣 法。第二節電流取樣沖閃法沖閃法操作方法如下：

27、開機一主菜單一工作選擇菜單一沖閃，進入沖 閃工作模式，進入沖閃后，按接線圖提示連接接線和取樣器，如圖二十七 所示：高壓整流硅堆，大于50KW/0.2A （高壓試驗變壓器已內置），C為高壓電 容，容量1 一8UF,耐壓大于10KV40KV。以上設備除電流取樣器之外，其余為外配設備，可用電纜高壓試驗設 備，也可用高壓一體化發生器（注意須連接高壓放電棒）。根據接線圖連接完畢，檢查無誤后，再用速度鍵選擇傳輸速度或者重 新鍵入速度值。然后按采樣鍵，儀器進入等待采樣狀態。調整球隙、輸入振幅調節旋鈕后，對故障電纜升壓。電壓升到一定值, 球隙放電，儀器記錄采集波形，根據波形大小可重新調整輸入振幅，重復 采樣。

28、沖閃測試波形如圖二十八所示：圖二十八、沖閃法電流取樣測試波形波形特點如下：第一個小負脈沖為球間隙擊穿而故障點未放電時電容 23 -器對電纜的放電電流脈沖（輸入幅度小或者儀器靈敏度低時第一個小脈沖 可能不出現），第二個大的負脈沖為故障點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，因衰減 而幅度逐次減小。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負反沖，計算故障距離時起點為第一個放電負脈 沖的前沿，終點為第一次反射負脈沖之前的正脈沖前沿。第五章高壓閃測法注意事項高壓閃絡測試時，由于工作電壓極高，稍有不慎就會對人身安全及設 備造成損失，因此在進行故障測試前應仔細閱讀儀器使用說明書，掌握好 操作步驟和儀器的安全接線。同時操作中應注意以下幾點：1