*節 LYST-600E電纜故障測試儀功能介紹

一、產品介紹：
電纜故障測試儀是迎合工業級電力行業方案和IT時代的快速發展,將原來的局限性用工控嵌入式計算機平臺系統、網絡服務業務、USB通信技術系統化，提高了儀器的使用功能和利用價值以及便捷的現場環境操作。特別對于日益增多的地埋電纜故障提供了一套*多方案的服務方式。整套系統滿足中華人民共和國電力行業標準《DL/T849.1～ DL/T849.3-2004》電力設備測試儀器通用技術條件，該套設備為國家電網，南方電網的合格供應商產品。該系統測試由系統主機、故障定位儀和電纜路徑儀三部分組成，用于電力電纜各類故障的測試，電纜路徑、電纜埋設深度的尋測。以及鐵路控制電纜和路燈電纜故障的測試。

二、LYST-600E產品特性：

◆ 采用工控嵌入式計算機平臺系統，全電腦XP系統操作平臺，集成化軟件測試，并配有電纜故障測試軟件。

◆ 采用的USB通信接口，采集信號穩定，主機可自動選擇低6.25MHz、高達100MHz五種采樣頻率，自適應脈寬，能滿足不同長度電纜的測試要求，減少了粗測誤差，提高了測試精度。

◆ 軟件實現波形可任意壓縮、擴展，同屏隨機顯示兩個更接近標準的波形供你準確比較分析，雙游標移動可到0.15米，提高測試精度，減少誤差。

◆ 主機支持主機自帶WIFI接收功能，3G軟件可隨時實現專家遠程現場實時測試技術服務，專家遠程操控用戶主機，業務技術配備手機安卓版測試軟件，給用戶現場測試提供隨時隨地及時、準確波形分析和交流指導，使您無憂工作（選配）。

◆關鍵的定點儀部分可直接數字顯示測試者離故障點距離，采用靜噪技術，是國內同類定點技術的又一次創新，為快速準確查找電纜故障，減少停電損失提供了有力保障。

◆ 高壓放電部分，國內全新的8.4kg高頻高壓電源替換65kg試驗變壓器和操作箱，適用范圍廣，真正綜合輕便化，國內。

三、技術指標：

1、可測試各種35KV以下不同電壓等級、不同截面、不同介質及各種材質的電力電纜的各類故障，包括：開路、短路、低阻、高阻泄漏、高阻閃絡性故障。

2、可測試鐵路通信控制電纜、路燈電纜的各類故障。
3、可測量長度已知的任何電纜中電波傳播的速度。
4、可測試電力電纜埋設路徑及埋設深度。
顯示方式：12.1英寸工業級液晶屏（XP操作平臺）   存儲空間：固定8G
測試方法：低壓脈沖法、沖閃電流法、直閃電流法

操作方式：觸控鼠標操作

測試距離：不小于60km                      短測試距離（盲區）：0-5米或無盲區

定點誤差：±0.2m                      測試誤差：系統誤差小于±1%

分辨率：V/fm；V為傳波速度m/μs；軟件游標0.10米。
采樣頻率： 6.25MHz、12.5MHz、25MHz、50MHz、100MHz

電源與功耗：  AC 220V±10% 不大于15W   DC 12V（7AH） 不大于20W
待機時間：可連續使用6小時左右。          主機重量：7kg

外形尺寸：180mm×300mm×400mm              溫度-20℃～﹢40℃，相對濕度80%。

四、路徑儀技術指標

信號頻率：15KHz正弦波                           輸出功率：Pomax≥100W
輸出阻抗：Zo=Zc(電纜特性阻率)                   震蕩方式：斷續
主機重量：9.8kg                                 環境溫度：－10℃～＋40℃
外形尺寸：180mm×300mm×400mm                   相對濕度：RH≤85%（25℃）

五、測試儀面板

面板示意圖如圖2所示，請注意根據測試要求選擇對應的輸出口及開關。

1、電源適配器充電插座：本儀器使用50Hz、220V交流適配器變12V電源供電，電池充滿，需6小時。

2、儀器指示燈：

電源指示：單色二極管，開機正常工作時時紅燈亮。

欠壓指示：紅色二極管，欠壓時紅燈亮，同時報警聲響。如主機顯示欠壓，請你先關機后插入220V的適配器充電，等30秒后開機使用。

脈沖指示：綠色二極管，開機后綠燈亮，工作狀態在脈沖法測試狀態。

閃沖指示：紅色二極管，在工作狀態欄，選擇閃絡測試法，點采樣鍵，紅燈亮。

3、輸出插座：儀器使用BNC－50KY（Q9）插座，用于測試電纜故障的信號輸出。

4、輸出振幅：用于調節輸入、輸出脈沖幅度大小。使用時應根據屏幕顯示波形進行調節。調節過小時，脈沖反射很小，甚至無法采樣，如圖3。調節過大時，反射脈沖相連與基線無交點甚至基準線會變成斜線，如圖4。一般采樣前，輸入振幅旋鈕旋轉1/3左右，然后根據采樣波形大小再進行調節，重新采樣。

5、程序開關：打開該開關即啟動主機進入工作界面，請按Windows XP系統提示關機。為了保證程序正常運行，禁止用該開關直接關機。

6、顯示屏：儀器用12.1大屏幕液晶顯示屏，嚴禁用手過壓非觸摸系統，用右下的觸控鼠標操作。此顯示屏上嚴禁放置重物或擠壓。

7、復位鍵：測試主板程序刷新復位鍵。每次開機后按此鍵，脈沖指示燈閃滅一次，測試程序即進入工作狀態。在測試過程中有端口錯誤提示時，請退出測試程序，按復位鍵刷新程序后，在重新進入測試程序。

8、USB接口： 可與該機連接同時操作，能將測試波形及測試數據利用計算機進行處理，存貯，學習分析波形、打印。可用移動上網卡接發郵件，為你現場提供網上服務。

9、觸控鼠標：和一般筆記本電腦鼠標一樣，用于操作整個系統。

一、電纜測試主機

1、打開程序開關，在桌面打開電纜測試軟件，您在使用時，廠家已安裝在主機上，你可直接使用。

2、雙擊桌面電纜測試系統，屏幕顯示主控界面如下圖。測試故障請按“電纜故障測試”鍵，需退出，請按“退出系統”鍵。

3、關機請按電腦操作方式，后關掉“程序開關”電源。建議本機在使用中不要電源，或頻繁開關機。

4、如主機顯示欠壓，請你先關機后插入220V充電，等30秒后開機使用。

二、測試系統控制面板介紹

按“電纜故障測試”鍵，系統進入測試面板，測試面板可分為四部分：菜單欄、狀態欄、圖形顯示區、功能鍵區。

（１）、菜單欄

菜單欄包括二個菜單：

“數據管理”菜單：包括，“存儲”，“讀取”，“測試報告”“退出”四個菜單項。

選擇“測試報告”可將屏幕顯示內容形成一個“電纜故障測試報告”格式，選擇“打印”或“取消”鍵來完成你所要的工作；選“存儲”可將測試的波形和數據存儲于電腦的硬盤或者軟盤中，作為資料保存；選“讀取”可調出以前測試時存在磁盤內的波形；選“退出”可退出該測試軟件。

（２）、工作狀態欄

工作狀態欄里顯示個五方面的信息：依次顯示在屏幕的右側，“測試方式”，“電波速度”；“操作人員”“測試地點”“測試時間”。在測試時以上數據都會根據你的測試選擇自動鏈接并顯示出來。若是測速度，“電波速度”則不顯示介質信息； “操作人員”、“測試地點”欄需要你輸入相關數據，“測試時間”自動認可計算機時間。

（３）、圖形顯示區

圖形顯示區用來顯示采樣所得的波形，本軟件采用特殊技術，在測試時會同時顯示兩個波形，你可以連續采出更標準的波形，并同屏對比，或點擊顯屏中央線右側上、下點頭單獨全屏分析，以便對波形進行詳細分析處理，減少誤差。藍色游標線為起始定位游標，綠色游標為故障卡位游標，鼠標移至游標線上即可隨意拖動。并在二者游標間的小格內直接顯示故障距離。

（４）、功能鍵區

功能鍵區顯示在屏幕的下方。由8個按鍵組成，每個鍵執行一定的功能，這8個功能鍵的作用如下：

◆“測試選擇”鍵：在系統測試時采用，點擊會彈出一個窗口：根據所測電纜點擊選擇“測試方式”、“范圍及采樣頻率”、“介質選擇”后點擊“確定”鍵。

窗口菜單：包括二個子菜單：“測故障”“測速度”、，選擇每一菜單項就對應一種測試方式。選擇“測速度”時你需輸入電纜的長度。

“工作方法”菜單：包括三個子菜單：“低壓脈沖”，“沖閃電流法”，“直閃電流法”。

“采樣頻率”對應以下五種：你只需選擇與被測電纜的大概長度對應的一項，同時你也就選擇了對應采樣頻率，這樣采樣自動適應脈寬，所得波形更標準，拐點更明確。

可選大概長度范圍有：

●5m＜L＜615 m     采樣頻率100MHz

●615m＜L＜1229 m      采樣頻率50MHz

●1229m＜L＜2458 m     采樣頻率25MHz

●2458＜L＜4915 m      采樣頻率10MHz

●4915m＜L＜50000m     采樣頻率6.25MHz

“介質選擇”菜單包括：

●油浸紙型:V=160m/μS

●不滴流型:V=144m/μS

●交聯乙烯:V=172m/μS

●聚氯乙烯:V=184m/μS

●自選介質V=***m/μS

五個菜單項，選擇其中一個菜單項就等于選擇一種速度。可根據用戶特殊電纜添加介質。如你所測的電纜電波速度不在以上四種內，請你輸入自選介質的電波速度。

輸入時請點擊測試軟件界面左下方的#小鍵盤（本機出廠時已給你設定好了），輸入你所選擇的電波速度。

◆“采樣”鍵：在系統測試時采用此鍵，每按動一次“采樣”鍵，系統便采集一次數據，并可以在圖形顯示區繪出波形圖，依次顯示在上、下兩個顯屏上。

◆“擴展”鍵，采用壓縮波形計算距離時誤差較大，按此鍵可將顯示的波形擴展狀態，顯示波形的全貌，這樣卡拐點是更，誤差更小。每點擊一次波形擴展一倍，可連續擴展五次，直到你感覺卡位合適為至。

◆“壓縮”鍵，按此鍵可將顯示擴展狀態的波形壓縮，直到你感覺卡位合適為止。

◆“定位”鍵，在分析波形卡位時，將藍色游標線移到所選波形的起點位置，按“定位”鍵。再次移動綠色游標線至你選的拐點處，故障距離則自動顯示出來。

◆“歸位”鍵，在分析波形卡位時，當你對上次操作或對游標線所卡的位置不準確或不滿意時，按“歸位”鍵，兩個游標線自動回到初始位置，你便可以重新找你認為更準確的拐點。

◆“卷屏”鍵，在分析波形卡位時，當你想卡的多個波形不在顯屏中部時，你可按“卷屏”鍵，向左、右移動整個波形，找出更為理想的多個波形中波形拐點更明顯的點來。

◆“微調”鍵，在分析波形卡位時，你用鼠標拖動游標線時，可能一次沒有卡在你選擇的位置拐點處，用“微調”鍵可幫助你對藍、綠色游標線進行移動，直到你認為更準確的拐點處。大大減少了卡位時人為的誤差，為第二步定點提供了更為準確的距離。

◆ “Exit” 鍵，分析處理波形結束退出鍵，退出測試軟件。

為順利快速的解決電纜故障，測試電力電纜故障請遵循以下步驟：

一、分析電纜故障性質，了解故障電纜的類型；

不同性質的電纜故障要用不同的方法測試，而不同介質的電纜則有不同的測試速 度。不同耐壓等級的電纜則有不同的耐壓要求。而被測試電纜的接頭位置及近是否在電纜上方施過工。這些在測試前都必須做到心中有數。

二、 用電纜儀主機的低壓脈沖法測試電纜長度、校對電纜的電波傳輸速度；

測試電纜全長可以讓我們更加了解故障電纜的具體情況，可以判斷是高阻還是低阻  故障，可以判斷固有的電波速度是否準確（準確的電波傳輸速度是提高測試精度的保證。當速度不準確時，可反算速度。）。這些都可以用低壓脈沖測試法來解決。

三、選擇合適的測試方法，用電纜儀主機進行電纜故障粗測；

對不同電纜故障要用不同的方法，低阻故障（開路、短路等）要用低壓脈沖法測試；而高阻故障（泄漏、閃絡等）則要用閃絡法方法測試。選定方法后測出電纜故障的大致位置。選擇合適的測試方法，用測試儀主機對電纜進行故障距離粗測。低阻故障用低壓脈沖法測量，高阻故障用高壓閃絡法測量。

注：表中Zo為電纜的特性阻抗值，電力電纜阻抗一般為10—40W之間。

低壓脈沖法測試比較簡單，直接測試。而高壓閃絡法測量則需要注意接線及所加直流電壓的高低。10KV油禁紙電纜和交聯乙烯電纜的高耐壓分別為50KV和35KV，一般不得超過電纜的高耐壓，高壓設備的地線必須與被測電纜的鉛包接地良好連接。

四、用路徑儀探測埋地電纜的走向；

定點前首先必須知道電纜的路徑，若已知路徑可省去此步驟。

五、用定點儀對故障點定位；

按定點放電方式接好高壓設備，根據電纜的性質及電纜的耐壓等級來決定升壓程度。對電纜故障點進行定位，后確定在1米范圍內。

一、電纜故障測試原理

本儀器采用時域反射（TDR）原理，對被測電纜發射一系列電脈沖，并接收電纜中因阻抗變化引起的反射脈沖，再根據電波在電纜中的傳播速度和兩次反射波的特征拐點代表的時間，可測出故障點到測試端的距離為：

S=VT/2

式中：S代表故障點到測試端的距離

V代表電波在電纜中的傳播速度

T代表電波在電纜中來回傳播所需要的時間

這樣，在V已知和T已經測出的情況下，就可計算出故障點距測試端的距離S。這一切只需稍加人工干預，就可由計算機自動完成，測試故障迅速準確。

本測試系統故障測試有低壓脈沖法、直閃電流法、沖閃電流法三種基本方式。

二、低壓脈沖方式

低壓脈沖用于測試電纜中電波傳播的速度、電纜全長、低阻故障（故障相電阻值低于1K）和開路故障及短路故障。

脈沖測試的基本原理

測量電纜故障時，電纜可視為一條均勻分布的傳輸線，根據傳輸線理論，在電纜一

端加上脈沖電壓，該脈沖按一定的速度（決定于電纜介質的介電常數和導磁系數）沿線向遠端傳輸，當脈沖遇到故障點（或阻抗不均勻點）就會產生反射，且閃測儀記錄下發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來計算出故障點的距離Lx，Lx＝V•△T/2，如圖8所示：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

測試時，在電纜故障相上加上低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播直到阻抗失配的地方，如中間接頭、T型接頭、短路點、斷路點和終端頭等等，在這些點上都會引起電波的反射，反射脈沖回到電纜測試端時被測試儀接收。測試儀可以適時顯示這一變化過程。

根據電纜的測試波形我們可以判斷故障的性質，當發射脈沖與反射脈沖同相時，表示是斷路故障或終端頭開路。當發射脈沖與反射脈沖反相時，則是短路接地或低阻故障。

凡是電纜故障點絕緣電阻下降到該電纜的特性阻抗，甚至電流電阻為零的故障均稱為低阻故障或短路故障（注：這個概念是從采用低壓脈沖反射法的角度，考慮到阻抗不同對反射脈沖的極性變化的影響而定義的）。

凡是電纜絕緣電阻無窮大或雖與正常電纜的絕緣電阻值相同，但電壓卻不能饋至用戶端的故障均稱為開路（斷路）故障。

電纜的故障相（或被測相）與地線分別接到測試系統的輸入線（輸入線的另一端與測試系統Q9連接），將測試系統的“USB接口”與筆記本電腦的USB口連接，打開桌面測試軟件，即可測試。

●測速度

對于有些電纜，電波傳播的速度未知，必須通過測試來確定。但測試前必須知道電纜的全長。

在“工作方式”菜單選擇“測速度”、“低壓脈沖”，根據電纜的大概長度，選擇適應的范圍，鍵入電纜全長，輸入時請點擊測試軟件界面左下腳小任務欄的#小鍵盤（本機出廠時已給你設定好了），輸入你所選擇的電纜長度。

然后按“確定”鍵，再按“采樣”鍵，配合調整“卷屏”鍵和“幅度”旋紐，使信號的幅度和波形、基線處于便于觀察的位置。

如果無波形顯示或反射波形過小，將輸入振幅電位器旋大（注意：請微調），重新采樣。

如果采樣時死機，即提示端口錯誤，請“Exit” 鍵，退出測試軟件，按主機“復位鍵”，重新進入測試軟件，重新采樣。

移動藍色游標線至低壓脈沖的上升沿，如果認為拖動鼠標放的游標線不到位，按“微調”鍵的左、右調節，直到合適處，再按“定位”鍵，再移動綠色游標線至反射脈沖的前沿，如果認為拖動鼠標放的游標線不到位，按“微調”鍵的左、右調節，直到合適處，屏幕下方測試結果區速度值即為此種電纜中電波的傳播速度值。

如果你對本次卡為起點、終點選擇的拐點都不滿意，你可用“位歸”鍵后，藍、綠色游標線將自動回到初始位置，這樣你可以重新卡位。

● 測故障

測故障時工作狀態菜單選擇“測故障”，在“工作方式”菜單選擇“低壓脈沖”，并選擇適當電纜概長度范圍，按“確定”鍵，在按“采樣”鍵后，屏幕下方測試結果區即顯示故障波形。

開路故障的反射信號與發送脈沖極性相同，短路故障的反射信號與發送脈沖極性相反。確定光標時，對終端開路電纜以脈沖上升沿與基線交點為準定光標起點、終點。

注：由于測電纜全長時的接線及波形與測開路故障時*相同，所以設計時未單獨列出測全長菜單。

低壓脈沖測試開路故障（電纜全長）和短路故障的波形如下。

● 測全長與測故障一樣

三、沖閃方式

電力電纜的高阻故障（高阻故障：故障點的直流電阻大于該電纜的特性阻抗的故障為高阻故障）幾乎占全部故障率的90%以上。沖閃方式用于測試高阻泄漏性故障及高阻閃絡性故障，大部分電纜高阻故障都可以使用沖閃方式測試。依據故障性質又分為沖擊高壓閃絡法（沖閃法）和直流高壓閃絡法（直閃法），下面分別介紹。

沖閃方式測試故障，一般采用電流取樣法。因電流取樣接線簡單，安全性高，波形易于識別，因此推薦使用電流取樣。根據接線圖連接完畢后，再用速度鍵選擇傳輸速度或重新鍵入速度值。將輸入振幅旋鈕旋至1/3左右（注意：請微調），然后按采樣鍵，儀器進入等待采樣狀態。

調整球隙（若放電，放電球隙清脆響亮，操作箱電流大于10A-15A否則視為未放電，請重新調整球隙，提高沖閃電壓），輸入振幅旋鈕后，然后通電對故障電纜升壓，電壓升到一定值，故障點發生閃絡放電，儀器記錄下波形。根據波形大小可重新調整輸入振幅，重復采樣，直到采到相對標準的波形。沖閃測試波形如下圖所示。

如果采樣時死機，請即提示端口錯誤，退出測試軟件，按主機“復位鍵”，重新進入測試軟件，重新采樣。

注意：調整球隙一般1mm大約代表3KV，請根據被測電纜電壓等級適當調整。

波形特點：發射脈沖為正脈沖，反射脈沖也為正脈沖但前沿有負反沖。因故障性質等原因，負反沖大小有差別，但遠小于正脈沖的幅值。

定光標時，藍色游標線選擇在正脈沖上升沿與基線交點處，如果認為拖動鼠標放的游標線不到位，按“微調”鍵的左、右調節，直到合適處，再按“定位”鍵，綠色游標線選擇在負反沖下降沿與基線交點處，如果認為拖動鼠標放的游標線不到位，按“微調”鍵的左、右調節，直到合適處，屏幕下方測試結果區顯示故障距離即為主機粗測距離。

如無負脈沖出現，就將終點光標定在反射脈沖的上升沿與基線的交點處，屏幕下方測試結果區故障顯示距離因此將增加10%左右。你只需將顯示故障距離減掉10%左右即可定點。

如果你對本次卡為起點、終點選擇的拐點都不滿意，你可用“歸位”鍵后，藍、綠色游標線將自動回到初始位置，這樣你可以重新卡位，得到更確切粗測故障距離。

實測波形及接線圖如下：

圖中：T1、  為3KVA/0.22KV調壓器

T2、  為3KVA/50KV交直流高壓變壓器

D、   為高壓整流硅堆，大于150KV/0.2A

C 、  為高壓脈沖電容，容量1∽2μF，耐壓小于40KV

V 、  為電壓表

B、   為電流取樣器（配套附件）

以上設備除電流取樣器B之外，其余為外配設備。（注意必須將高壓放電棒與高壓地線連接好方可試驗）

現場實物接線圖如圖所示：