电缆故障定位仪是故障点放电时会产生声波和电磁波，声波和电磁波之间又有一定的内在联系，利用好它们之间的表象及联系，可使我们准、快、易找到故障点。

产品特点：

●  测试精度高，路径探测与高阻故障定点的误差均不大于0.2m。

●  同步接收电缆故障点放电时发出的磁场和声音信号，并可对信号进行数字处理，使仪器具有很强的抗干扰能力。

●  磁场和声音信号波形在液晶显示器上显示，波形直观，容易识别。

●  探测方法以波形识别为主，耳机监听为辅，操作者不易疲劳。

●  利用光标确定磁场和声音信号之间的延时，进而确定测量点与故障点的相对距离，便于准确地测定故障点的位置。

●  能够记录声磁信号，使操作者有充足的时间对信号进行分析、比较、判断，克服了传统的测量仪器信号一瞬即逝的缺点。

●  具有背光、自动关机及充电保护等功能。

●  锂电池供电，具有自放电率低、无记忆效应的优点。

●  体积小，重量轻，便于携带。

第二章  技术指标

  ●  故障定点精度：£0.2m

    ●  路径探测精度：£0.2m

    ●  功耗：1.5W

    ●  充电器输入电压： AC 220V±10%

    ●  充电器输出电压： DC 12V

    ●  重量: 1kg(不含探头)

    ●  体积: 200×165×90mm

●  使用环境温度: -10°C～+40°C

第三章  面 板

• 前面板

液晶显示屏：用于显示采集到的磁场、声音波形以及各种提示信息。

同步指示发光二极管：仪器每被磁场信号触发一次，该发光二极管闪亮一次，提示故障点已经放电。如果探头放在离故障点几米范围内时，可在同时听到一个不同于环境噪声的放电声。

耳机插孔：电缆故障定位仪接耳机插头，输出仪器放大和处理过的声音信号给耳机，监听电缆故障点放电声。

    磁场增益旋钮：在进行声磁同步测试时，用来调节仪器磁场放大器的增益，使仪器能够正确地被电缆故障点击穿放电时所发出的磁场信号触发。 

    声音增益旋钮：用来调节仪器声音放大器的增益，使屏幕显示的声音波形幅值足够大而不失真，耳机监听到的声音清晰而不刺耳。

开机键：开机用。

关机键：关机用。

转换键：用于转换显示磁场波形和声音波形。

暂停键：电缆故障定位仪可使仪器暂停触发，以便仔细观察和分析波形，此时屏幕上有“暂停触发”字样闪烁，再按一下该键，回到正常工作状态。

记忆键：按动此键，将保存当前的波形。每保存一次将冲掉上次保存的波形，关机后保存的波形将消失。

比较键：按动该键，将同时显示当前波形和已记忆的波形，以便比较。再次按动该键，记忆的波形消失。

背光键：当环境光线较暗，看不清楚屏幕上的内容时，按动该键，液晶的背光点亮，就可以看清楚屏幕上的内容。再次按动该键，背光消失。在背光点亮10分钟内，若无任何按键操作，背光将自动关闭。

背光非常耗电，长时间不使用时，请及时关闭。

    t  和   u  ： 光标的左移键和右移键。按动一次左移键或右移键，光标向左或向右移动一格，如果按下键后手不离开，光标将快速移动，手抬起，光标停止移动。

    在声磁同步测试时，电缆故障定位仪光标键用于标定声磁延时值的大小，以估计故障点的远近，将光标移动到故障点放电声音波形的起始处，声音界面右上角显示的便是声磁延时值。光标处于其他位置，显示的数值没有意义。

    后面板

图4.2  后面板

信号输入插座：接探头输出插头。在声磁同步测试时，探头送来的是磁场和声音信号。

充电插孔：当电量不足时，把充电器的输出插头插入该孔给机内电池充电。

第五章  定点仪的使用

5.1  故障定点前的准备工作

    (1)  故障测距

当电缆发生故障后，*先使用电缆故障测距仪或其他电缆故障测距仪器配合高压发生装置粗测出故障点距离，根据电缆敷设的图纸资料判断出故障点的大概位置。

 (2)  使用高压装置使电缆故障点击穿放电

为了进行故障定点，电缆故障定位仪应在电缆的一端接高压发生装置，周期性地对电缆施加冲击高压脉冲，使电缆故障点击穿放电。

图5.1中，T1是调压器，T2是高压试验变压器,D是高压硅堆，G是球间隙，C是电力电容器或的脉冲电容器，应选用较大容量的电容，容量大的电容器能使故障点产生较强的放电声，便于故障定点，一般使用的电力电容器的容量为1-4μF，额定电压6-10kV。

按图5.1接好线后，先把T1调回底，再接通电源，逐步调高T1的输出电压，直至球间隙击穿放电。一般情况下，若放电声音响亮清脆，表明故障点已经击穿，此时也可以通过电缆故障测距仪测试到的波形判断电缆故障点是否放电。如果故障点没有被击穿，需要停下放电装置，将电容和电缆上的电放掉后，加大球间隙的间隔，重复上述过程，直至故障点能够被击穿放电。

电压越高，电容容量越大，故障点放电时的声音信号也就越强，探测起来越容易。

电缆故障定位仪在故障定点时，若故障点离高压装置比较近，球间隙放电的声音也可能会被探头接收到，而且不易和故障点放电的声音信号相区分，这时可将高压装置移到电缆的另一端。

对于断线故障，应在电缆远端将故障相导体与地线短接。若断线同时伴随电阻接地故障，尽量采用按图5.1的接线方法，使放电发生于芯线和地之间，这样声音信号容易传到地面。

5.2  工作原理

（1）  路径探测原理

当高电压使电缆故障点击穿放电时，强大的瞬间电流会在电缆周围产生一个强磁场信号，电缆两侧的磁场极性是相反的。电缆故障定位仪在实际的路径测试中，该仪器正是利用了这个原理，比如；当把探头放在一点测试到的磁场极性为正，当探头移动到另一个位置后，测试到的磁场极性变为负，正说明电缆处于这两个测试点之间，反复测试即可确定电缆的路径。

（2） 高阻故障定点原理-声磁同步法

电缆高阻故障点在高电压下放电时，在电缆周围产生磁场信号，同时在故障点也产生振动声音信号。在故障点正上方，声音从故障点传到地面需要的时间短，而感受到的声音强度大。

仪器采集电缆故障点在击穿放电时产生的磁场和声音信号，将两种波形显示在液晶显示屏上，并用耳机监听声音。当检测到故障点放电声音波形时，电缆故障定位仪通过移动光标可以标定出声音与磁场信号到达探头的时间差（声磁延时值）。由于磁场传播速度远远大于声音传播速度，因此磁场的传播时间可以视为零，声磁延时值就可以看作是声音信号从故障点传播到探头所用的时间。因此声磁延时值小并且声音强度大的点，就是故障点。通过耳机监听和判断声音波形的幅值可以辨别声音的强度。

仪器正是利用磁场信号来触发，触发后立即开始采集磁场和声音信号。

5.3  仪器的现场安装

●  将探头的输出电缆插头插入仪器后面板上的信号输入插孔，探头平放于地面，用于接收信号。

●  耳机插头插入仪器前面板上的耳机插孔，用于监听声音。

●  将两段提杆相接后，再拧上手球，然后旋入探头上部的螺孔。

●  若现场地面比较松软，需要将探针旋入探头底部，然后垂直插入地面，以提高探测灵敏度。

5.4  屏幕内容

（1） 磁场信号界面

开机后，屏幕显示欢迎界面约两秒钟后，进入提示状态，显示的是磁场信号的参考波形以及其他信息，等待放电磁场信号的触发，如图5.3所示。

图5.3  开机后磁场信号参考波形及界面

    液晶屏上的内容有：

●  磁场波形：在屏幕中部显示，波形在仪器被触发后更新，用于寻找路径以及判断仪器是否被正确触发。

●  磁场方向：即磁场极性，由仪器自动判断，用来探测电缆路径。

● “电池符号”：电池符号中黑色部分的多少表示电池中电量的多少，电池符号闪烁时，应尽快对电池进行充电；电量水平下降到零时，仪器将自动关机。

（2） 声音信号界面

按动“转换”键进入声音信号界面。若仪器未被触发过，声音界面中显示声音参考波形。

图5.4  声音信号参考波形及界面

●  声音波形：在屏幕中部显示，在仪器电缆故障定位仪被磁场信号触发后更新，用于进行故障点定位。

●  光标：通过“t”和“u”键移动，用来标定声音波形的起始位置，确定声磁信号延时值的大小。

●  屏幕右上角的“＋”或“-”是指示当前磁场极性，和磁场界面上的符号保持*。

●  声磁延时：在屏幕右上角用数字显示，如图5.4中的“22x0.2ms”，表示的是光标所在位置和屏幕左侧之间的液晶点数。屏幕左侧作为声音波形的零点。

液晶横向的一个点代表0.2毫秒的时间，实际使用中只用液晶点数代表声磁延时。

●  “大小”：表示声音信号的强弱，大值为99%。

   5.5  增益调节

   (1)  磁场增益调节

   磁场增益的调节非常重要，请仔细阅读本小节

   故障定点和路径探测都需要调节磁场增益。

   启动高压装置，向电缆施加冲击高压，使故障点周期性地击穿放电。电缆故障定位仪调整磁场增益旋钮，使仪器能够且仅在高压信号发生器向电缆施加冲击高压时触发。触发时“同步指示”发光二极管闪亮，磁场和声音波形更新。

磁场增益调整要适当。如果磁场增益调得过小，仪器不能在电缆故障点放电时可靠触发；如果调得过高，则干扰磁场易使仪器误触发。

增益调节适当时，同步指示二极管闪亮的频率和高压装置放电的频率相同，磁场波形也正确。

如果同步指示二极管闪亮的频率和高压装置放电的频率不相同，说明仪器被连续误触发，一般是由于磁场增益调节过大造成的，应将其适当调小。

磁场增益旋钮一般调至三分之一到二分之一的位置。

放电产生的磁场和干扰磁场波形有明显的不同。放电磁场波形幅值较大，频率较低，波形平滑，与半个周期或一个周期的正弦波相似；而干扰磁场波形幅值较低，频率较高，毛刺较多，形状没有规律。

    （2） 声音放大增益调节

    故障定点时需要调节声音增益。

    观察仪器触发后显示的声音波形，调节声音增益，使声音波形幅值足够大（以接近于满屏的三分之二为佳），且不失真。仪器能够自动判断声音增益是否合适，若声音信号幅值的“大小”值达到99%，则在屏幕下部提示“增益大”，若小于8%，则提示“增益小”，增益合适时则不提示。

在定点时可以使用耳机来监听声音信号，增益的调节同样影响到监听到的声音强度。耳机监听只是作为一种辅助手段，所以不应*根据耳机监听到的效果来调节声音增益。如果感到监听到的声音大小不合适，可以使用耳机本身的音量旋钮进行调节。

5.6  路径探测

在电缆的全长范围内都能探测电缆路径。在进行路径探测时可以不去管声音波形。

*先在电缆路径附近的地面上选定一个点放置探头，观察仪器触发后显示的磁场波形极性，若波形的开始是向上的，则方向是“+”，反之是“-”。沿电缆走向的垂直方向，选另一点放置探头，当仪器再次触发后观察磁场波形，如果这两点得到的磁场方向不同，说明电缆位于两点之间；电缆故障定位仪否则电缆位于这两点的同侧，应继续沿这个方向或反方向移动探头，直至找出电缆的具体位置。沿电缆方向移动探头，重复上述测试过程，定出若干个电缆所在位置,多个电缆位置点的连线即是电缆的路径。

   若需要探测完好电缆的路径，电缆故障定位仪可以将电缆的一条芯线在高压装置的对端与电缆的地线短路，以形成放电回路，放电时电压不必太高。

当多条电缆同一路径铺设时，可以用这种方法进行故障电缆的鉴别。若仪器在某一条电缆的两侧（水平或垂直位置）测试到的磁场方向不同，说明这条就是故障电缆。

  5.7  故障定点

在故障定点时，请严格按照以下步骤进行。

(1). 确定故障点已被击穿放电，具体参照第5.1章节中的“故障定点前的准备工作”。

（2）. 根据故障测距结果和电缆路径确定故障点的大体范围，在这个范围内进行故障点的精确定点。

（3）. 将探头放在电缆的上方,按照第5.5章节中的“增益调节”，调节好增益旋钮的位置，保证仪器能够正确触发。

（4）.先把耳机上的旋钮和“声音增益”旋钮旋到约二分之一的位置。测试过程中，要适当调节声音增益，使声音波形幅值约为满屏的三分之二为佳。

（5）.按动“转换”键进入声音界面。如果故障点放电发出的声音信号能够被仪器接收到，则其波形将明显不同于噪声波形。

•  放电声音波形规律性很强，在同一测试点，每次触发后显示出的波形在形状、幅值、起始位置等各方面均非常相似。
•  噪音波形杂乱无章，没有规律，在同一测试点，每次触发显示的波形均不一样。

仪器的抗干扰能力很强，显示的放电声音波形比较稳定，但偶尔的强烈干扰也会造成波形变形严重以致无法分辨，这时可以在同一点多进行几次测试。图5.6给出了两个典型的声音波形。

    在定点过程中，可以使用耳机来监听声音。若探头距离故障点足够近，则能够在“同步指示”发光二极管闪亮的同时，听到一个不同于环境噪音的故障点放电声。如果感觉声音的强度不舒服，可以调节耳机上的旋钮。

电缆故障定位仪在进行声音信号鉴别时，波形识别是主要手段，耳 机监听是辅助手段，可以用来验证波形识别的结果。一般来说，如果能监听到故障点放电声，则波形早已能够正确识别；反之，由于人的听觉分辨能力较差及环境噪音等原因，从波形上能够识别出的故障点放电声音信号，监听却并不一定能分辨得出。应注意的是，由于放电磁场信号很强，不可避免地对声音信号产生影响，有时在离故障点较远的地方，能监听到一个很小的声音信号，它不同于环境噪音，在不同的位置声音强度不变，这时可以断定这种声音是放电磁场产生的干扰，而不是信号。

    如果没有测量到声音信号，说明探头的位置距离故障点还比较远，应沿电缆路径方向将探头移动约1至2米的距离重新探测。

由于故障测距和地面测量都存在误差，尤其在故障点较远或地形复杂时，误差可能比较大，所以在*先确定的一二十米的小范围内没有采集到故障点放电信号时，应适当扩大探测范围，继续寻找。若在较大的范围内还是没有采集到声音信号，应检查故障测距是否正确，必要时，要再次进行测距。如果故障电阻偏低，造成故障点放电信号过于微弱而不易探测时，应尽量提高放电电压，或加大电容容量，再进行定点，也要适当缩小每次移动探头的距离。

（6）. 判断故障点远近

    仪器采集到放电信号后，可以利用声磁延时值来判断故障点的远近。

    仪器一旦被磁场信号触发，就开始记录声音信号，声音波形的零点就是仪器被触发的时刻。在故障点的放电声音信号还没有传到探头时，波形比较平直，或仅有微弱的不规则的噪声波形，声音信号到来时，波形开始有较明显的变化，前面一段相对平直波形的长度代表了声磁延时值的大小。

    仪器电缆故障定位仪采集到声音信号波形后，光标可能在零点，也可能在其他位置，此时显示的时间值没有意义，需要使用“t”和“u”键将光标移动到放电声音波形开始出现的位置，如图5.7，此时显示的时间值就是声磁延时值，即放电声音信号从故障点传到探头需要的时间。故障点距离越远，声磁延时值越大，故障点距离越近，声磁延时值越小，。

图5.7中，光标所在位置是声音波形的起始点，此时屏幕右上角显示的即为声磁延时值。

            图5.7  声磁延时值的标定

    将探头沿电缆路径方向移动一段较小的距离，重新测试，如果测得的声磁延时值变小，说明这次比上次更加靠近了故障点，反之说明远离了故障点。反复进行上述操作，直至找到一个声磁延时值小的位置，就可以判断故障点在这一点的正下方。

如果保持声音增益不变，还能够利用声音强度的不同来辅助定点。通过观察表示声音幅值“大小”值以及用耳机监听来分辨声音的强弱。幅值大或声音强点一般就是故障点，不过有时也会有特殊情况，应注意。

（7）.定点过程中，可以利用在屏幕右上角显示的磁场极性判断电缆路径，如果仪器触发的频率和高压放电的频率不*，可以转换回磁场界面，察看磁场波形是否正确。

    （8）.“暂停”键的使用

电缆故障定位仪在信号鉴别和测试过程中，如果认为当前波形比较典型，可以按动“暂停”键，暂停触发，以便仔细观察分析。

在暂停状态下，液晶屏闪烁显示“暂停触发”文字，这时可按动t和u键来移动光标，确定声磁延时值。

要解除暂停状态，只需再按一次“暂停”键。