DLD230电力电缆故障定点仪.docx
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DLD230电力电缆故障定点仪
第一章概述
DLD-230型电力电缆故障定点仪(简称DLD-230),是应用现代微电子技术研制成功的智能化电缆故障定点及路径探测仪。
应用声磁同步测试原理,配合电缆测试高压信号发生器,通过接受电缆故障点放电的磁场与声音信号,进行电缆故障的精确定点,配合DLL-330电缆路径仪发射机,还可以查找出电缆的路径。
第二章特点
●测试精度高,电缆故障定点的误差不大于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。
●磁场和故障点的声音信号波形,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,便于准确快速地测定故障点的位置。
●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。
第三章技术指标
●故障定点精度:
£0.2m
●路径探测精度:
£0.02m
●功耗:
1.5W
●充电器输入电压:
AC220V±10%
●充电器输出电压:
DC9.1V
●重量:
1kg(不含探头)
●体积:
260×145×140mm
●使用环境温度:
-10°C~+40°C
第四章面板
1、前面板
图4.1DLD-230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。
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。
同步/增益:
复合按钮,在电缆故障的定点时,声音磁场同步显示,屏蔽外界噪音。
同步指示灯:
仪器每被磁场信号触发一次,该指示灯闪亮一次,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:
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。
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。
开关键:
开机和关机。
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。
+和-:
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,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。
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
当电缆发生故障时,首先使用电缆故障测距仪的脉冲电流法配合电缆测试高压发生器,粗测出故障点距离,根据电缆敷设的图纸资料或用电缆路径仪找出故障点的大概位置,然后用电缆故障定点仪进行精确定点。
(2)使用高压装置使电缆故障点击穿放电
在电缆故障定点时,在电缆的一端用电缆测试高压发生器,对电缆施加高压直流脉冲信号,使电缆故障点击穿放电。
图5.1高压装置原理图
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是电力电容器或专用的脉冲电容器。
接好线后,先把调压旋钮调零,再接通电源,逐步调高电压,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。
在电缆故障定点时,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。
5.2工作原理
(1)电缆路径的辅助探测原理
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。
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,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。
图5.2放电时电缆周围的磁场
(2)电缆故障定点原理-声磁同步法
电缆故障点放电时,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,振动声音最大。
因为从故障点传到地面需要的时间最短,所以接收到的声音信号强度最大。
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。
当接收到故障点放电声音波形时,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。
因此声磁延时值最小并且声音最大,声音波形幅值最大,周期最多处,就是故障点。
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
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,在仪器被磁场信号触发后更新,用于进行故障点定位。
●光标:
通过“+”和“-”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一致。
●声磁延时:
在屏幕右上角用数字显示,如图5.4中的“0.0m”,表示的是光标所在位置和屏幕最左侧之间的液晶点数。
屏幕最左侧作为声音波形的零点。
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。
打开电缆测试高压信号发生器,向电缆施加高压直流脉冲信号,使故障点周期性地击穿放电。
调整磁场增益旋钮,使仪器能与电缆测试高压信号发生器同步。
触发时“同步指示”灯闪亮,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,同步指示灯的频率和高压装置放电的频率相同,磁场波形才正确。
如果同步指示灯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。
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,所以不应完全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路径的辅助探测
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。
首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;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。
a.正极性的磁场波形
b.负极性的磁场波形
图5.5典型磁场波形
若需要探测完好电缆的路径,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).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。
a.声音信号较强
b.声音信号较弱
图5.6典型声音波形
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。
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,所以在首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“+”和“-”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最小的位置,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。
幅值最大或声音最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一致,可以转换回磁场界面,察看磁场波形是否正确。
5.8关机
测试工作完成后,按动“开关”键,关闭仪器电源。
为保护电池,仪器设有自动关机功能。
当连续半个小时没有进行键盘操作后,仪器就认为操作者已经不再使用仪器,将自动关机。
第六章路径的精确探测
6.1电缆路径接受仪的界面图
图6.1
开关:
信号输入:
插上路径仪探杆连接线,连接完成后,仪器自动显示路径查找界面。
同步/增益:
复合按钮,在路径测试中,可调节信号增益的大小,使用时应先按此键,然后在按“+”“—”键进行调节。
耳机:
接受发射机发出的磁场声音。
强度:
强度值最大处,是电缆正上方。
图6.2
在寻找电缆路径时,应将电缆对端相或铠与地连接(如图6.2所示),然后将DLL-330电缆路径测试信号发生器在测试端接好,两个测试钳分别夹到对端已环路的相或铠与地之间,打开电源后,便可手持DLD-230信号接收机寻找电缆路径。
用此方法测试,对于埋深1.5米以内的电缆,测试范围能够达到3公里,并且其他并行的运行电缆,对探测没有影响。
对于电缆的断线和金属性接地故障,亦可用此方法精确定位,接线方式为“红”色测试钳接故障相,“黑”色测试钳接地,沿电缆路径查找时,故障点前后信号强度差距很大。
当电缆长度超过1000米或周围干扰比较大时,电缆对端需要接地,这样可以增强信号。
在电缆路径仪信号发生器黑色线接地时,尽可能的甩开配电站的地网。
图6.2
6.2路径仪的测试方法:
音峰法和音谷法
音峰法,如图6.2所示,将探头与提杆呈90°平放于电缆正上方时,声音最大,探头往两侧偏移,声音逐渐变小。
测试时探头接收声音最大的路线即为电缆路径。
音峰法是电缆路径查找的最常用的方法。
测寻时应注意探头方向,不要与电缆平行,否则会影响测试效果,电缆转弯和盘余时应仔细分辨。
图6.3
图6.3所示使用音谷法进行电缆路径探测,使用时将探头垂直于电缆,在电缆正上方时没有声音,向两侧移动探头,音量和信号逐渐变大。
此方法可用于精确辨别电缆位置,在测试时可配合进行电缆识别。
图6.4
图6.4所示为45°法对电缆埋深进行测量,将测试探头旋转至45°角,在电缆两侧平行移动,在电缆两侧各有一个无声点,此无声点至电缆正上方的距离,即为电缆的实际埋深。
此方法在使用之前应该用“音谷法”判断电缆的准确位置,以避免产生测试误差。
第七章充电
仪器采用可充电锂电池供电。
锂电池具有无记忆效应和自放电率低等优点。
在以下情况时需要充电。
●开机后立即自动关机,表明电池电量不足。
●屏幕上的电池符号显示电量不足,并闪烁。
●在使用过程中,屏幕突然变暗。
仪器在工作过程中随时检测并显示电池状态,当“电池水平”降到零时,仪器为保护电池将自动关机,充电后才能继续使用。
充电时将仪器外配充电电源的输入插头接220V单相交流电源插座,输出插头接仪器面板的“充电插孔”。
充电器上的“充电指示”灯指示充电状态,“充电指示”灯为红色时,表明正在充电;“充电指示”灯变为绿色时,表明电池已充满。
电池充满时,充电器能够自动切断充电电流,所以充电时无需值守。
充满电大约需要四个小时,
仪器工作和充电不能同时进行,在充电时开机,将停止充电;仪器在工作时,插上充气器,将自动关机。
第八章注意事项
1.避免探头遭到猛烈撞击;避免液晶受到猛烈撞击;
2.锂电池长期不用应充入50%~80%的电量,并从仪器中取出存放在干燥阴凉的环境中,并每隔3个月充一次电池,以免存放时间过长,电池因自放电导致电量过低,造成不可逆的容量损失;
3.面板脏后,可用软布蘸水并拧干后轻轻擦拭,不要使用酒精、汽油等有机溶剂,也不要用硬物划伤液晶保护膜;
4.仪器及附件内避免进水;
5.开机后,很快自动关机,可能电池电量不足开机后,屏幕上没有显示,可能电池电量不足;
6.工作过程中,各按键不起作用,有可能是仪器受到强烈干扰死机。
可以按动“关机”键,或者插上充电器,关机后再重新开机;
当仪器出现故障时,请不要自行拆机维修,请及时和我们联系。
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