地埋线故障探测仪解决方案

地埋线故障探测仪解决方案 <铜仁>天正华意电气设备有限公司

铜仁地埋电缆管线探测仪 多功能电缆识别仪，又名电缆识别仪、带电电缆识别仪、智能电缆识别仪是为电力电缆工程师和电缆工解决电缆识别的技术问题而设计的。用户通过仪器从多根电缆中准确识别出其中某一根目标电缆，避免误锯带电电缆而引发严重事故。电缆识别是从电缆两端的操作开始的，必须保证电缆两端的双重编号准确无误，本仪器设计采用了PSK技术，结合精准算法。无论现场工作人员的记忆多么可靠，都不能代替专业仪器的识别。本产品同时具有带电电缆识别、停电电缆识别、交流电流测试、交流电压测试功能，由发射机、发射电流钳、接收机、接收柔性电流钳等组成。发射机：带电电缆识别、停电电缆识别时发射信号给目标电缆，内置大功能率可充锂电池，发射机采用一体化专用工具箱式设计，用聚丙烯塑胶作为原料，添加新型复合填充料一次注塑成形，密度小、强度、刚度、硬度、耐磨性、耐热性、绝缘性能更优越，其箱体能承受约200kg的压力，主机超大LCD实时显示剩余电池电量，白色背光、发射信号动态指示，一目了然。发射钳：带电电缆识别时，发射钳将发射机发出的信号耦合到目标电缆上，钳口尺寸Φ120mm，发射钳具有方向性，：采用脉冲电流原理，给电缆线芯注入脉冲编码电流信号，该电流在目标电缆周围产生电磁场，供接收机和柔性电流钳检测、解码、识别；因电流有方向性，所以检测也具有方向性。接收机：为手持设备，3.5寸彩色液晶屏，内置高速微处理器，结合精准算法，对发射机的脉冲编码电流信号进行识别并解码，同时具有信号强度标定功能，显示信号强度和检测结果，精美直观；彩色刻度条动态显示，一目了然，电缆识别成功打√，非目标电缆打×，能快速自动识别目标电缆。同时可测试电压量程为AC 0.00V～600V(50Hz/60Hz)，可测交流电流量程为AC 0.00A~5000A(50Hz/60Hz)，可测电流频率45Hz～70Hz。柔性电流钳：为洛氏线圈，具有的瞬态跟踪能力，能快速识别发射机产生的脉冲编码电流，适用于粗电缆或形状不规则的导体。其钳口内径为约200mm，可钳Φ200mm以下的电缆，不必断开被测线路，非接触测量，安全快速。特别提示：本电缆识别仪同时具有带电电缆识别及停电电缆识别功能，停电电缆识别时：严禁接入带电电缆中。识别时，发射钳、接收钳不能混用，同时要保证输入信号方向一致。

铜仁地埋电缆管线探测仪本仪器有高压输出， 危险！！！一、概 述电缆外护套故障测试仪主要用于交联电缆外护套的故障检测，也可以用来精确定点单芯电缆的外护套故障，精确定点低压电缆中的接地泄漏故障，进行高压电缆外护套故障的预定位。电缆外护套故障测试仪的输出电压为5/10KV 及以下，全面满足中国标准GB50150-2006 的电缆外护套耐压试验规定，包括适合交叉互联系统的电缆外护套交接试验和预防性试验以及电缆外护套的故障定位。快速准确查找500kv以下单芯和三芯高压、超高压电缆外护套接地故障和泄漏电流偏大等隐患，是单芯和三芯高压、超高压电缆运行单位、超高压电缆工程公司、各送变电工程公司的电缆设备维护必备的专用仪器。伴随城网改造的全面展开，许多供电局、施工方、甚至设计单位都是首次碰到110kV XLPE电缆，由于时间紧迫及经验不足，造成许多电缆敷设后外护层通不过耐压试验（10kV/1min）。目前，外护层大多采用HDPE护套料，在工厂内已通过直流25kV/5min的耐压试验，泄漏电流低至几十μA。因此，敷设后的缺陷大多由敷设中，包括填土及盖板过程中外力损伤所至。运行后的缺陷通常有白蚁咬伤；接地箱进水；原有缺陷点的劣化；接地线分叉部分透潮使绝缘电阻下降等等原因，有时因为电缆埋设过深，或周围情况复杂，使定位十分困难，有些缺陷点历经多年不能解决，给运行留下了隐患。

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铜仁地埋电缆管线探测仪大地接法： 图3-1-2 护层－大地接线法如上图所示，将电缆近端的护层接地线解开，低压电缆的零线和地线的接地也应解开，电缆对端的护层保持接地，信号加在护层和接地钎之间（不可使用接地网），电缆相线保持悬空。电流自发射机流经护层，在电缆对端进入大地，流回近端返回发射机。这种接法不存在屏蔽，因而在地面上产生的信号强，信号特性也比较明确。同样，由于护层－大地分布电容的存在，信号会自近向远逐渐衰减。潜在的问题：护层外部的绝缘层若有破损，部分电流将由破损点流入大地，造成破损点后的电流突然减小，减小幅度与破损点的接地电阻有关。3、相线－护层接法：图3-1-3 相线－护层接法如上图所示，发射信号加在电缆一相和护层之间，对端相线和护层短路，护层两端保持接地。如果是单条电缆敷设，信号自发射机流经芯线，再经护层和大地两个回路返回。因为护层（铠装及铜屏蔽层）由连续金属组成，电阻很小；大地回路由于存在两端接地电阻，再加土壤电阻，总阻值较大，故大部分电流将通过护层返回，少部分电流通过大地返回。由于芯线电流和护层电流反向，能在外部一定距离产生磁场信号的有效电流为其差，数值等于通过大地返回的电阻电流。另外由于芯线－护层回路和护层－大地回路存在互感，通过电磁感应也能够在护层－大地回路产生感生电流。综合效果为有效电流等于大地回路的电阻电流和感应电流的矢量和（两者存在相位差）。根据现场情况的不同，有效电流可能会占总注入电流的百分之几到百分之十几。如果存在同路径敷设（两端位置均相同）的其他电缆，则返回电流主要被几条电缆的护层分流，例如三条电缆同路径，则三条电缆的护层返回电流各占1/3。有效电流正向，占注入值的2/3，邻线电流反向，占1/3。如右图所示。 图3-1-4 并行电缆的分流效果

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铜仁地埋电缆管线探测仪卡钳耦合法卡钳耦合法适用于管线外露，但无法（或不允许）接触其金属部分，而且管线两端都接地的情况（特别适用于电力电缆）。卡钳耦合法发射信号的电路模型可以等效为变压器：卡钳的磁芯作为变压器磁芯，卡钳内部绕线为变压器的初级，管线－大地回路等效为变压器的次级（单匝），发射机提供初级电流，管线－大地间耦合产生次级电流。耦合电流的大小与回路电阻（主要是两端的接地电阻）密切相关，电阻越小则电流越大，反之电阻越大电流越小，小到一定程度则无法进行正常探测。卡钳耦合法发射信号的优点在于使用方便，无须和管线进行电气连接，对管线的正常运行不会产生任何影响，而且能够减少对其他管线的感应；缺点在于耦合出的电流小于直连法，尤其是要求管线两端必须接地良好，有些管线不能满足此要求。1、卡钳连接将发射机附件连接线缆（两端为红色5芯插头）的一端插入发射卡钳插座，另一端插入发射机的输出插座。 图2-2-1 卡钳法附件连接2、卡住管线将卡钳卡住管线的裸露部分，如下图所示： 图2-2-2 卡钳耦合法注意事项：?管线两端必须接地，才会感应出信号。接地可以是连续接地（如不绝缘的管道），也可以是两端接地（如高压电力电缆的金属铠装在两端接地）。?管线不同分段之间，或管件和管道之间可能是绝缘的，如果绝缘则需设法将其电气连接，否则不能使用卡钳耦合法。?是否在管线上有效地感应出电流，只能通过接收机的探测效果来判断，如果不能正常探测，则换用其它信号发射方法。?卡住管线时，确保卡钳的钳口完全闭合，并确保钳口无异物、不生锈。

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铜仁地埋电缆管线探测仪低压脉冲法测试电缆长度（全长） 1）接线：先将双夹测试线接至（预定位仪后侧板）采样端口，再将测试线的红夹子夹在电缆的一个好相，黑夹子夹在电缆的另一个好相。2）与上述“低压脉冲法测试电缆的断线、短路故障距离”中的2）、3）、4）相同。3、波速测量仪器直接给出了4种常用电缆的平均波速，有时也会碰到需要测试未知波速的电缆，此时就要用到波速测量功能。波速的测试方法如下：1）选一条已知长度的电缆，是100米以上，越长测量结果越准确。2）接线：与“低压脉冲法测试电缆长度”中的1）相同。3）开机：按下开关键，屏幕将显示开机界面；点触一下液晶屏进入测试界面。采样方式调整为“速度测量”；按“全长”键将电缆类型显示区调整为已知电缆的长度。4）与上述“低压脉冲法测试电缆的断线、短路故障距离”中的2）、3）、4）相同。距离显示区显示的就是该电缆的波速。4、冲击闪络法测试电缆的高阻故障距离1）接线： 首先，按要求完成高压闪络的接线；然后，用双夹测试线将采样盒与测距主机相连接，再把采样盒放置于高压电容器的接地线旁边。

铜仁地埋电缆管线探测仪本设备适用于不同的和地区，为适应不同的电网工频频率和深度单位，需要在开始使用之前对接收机进行必要的用户设置。1、若非订货时指定，出厂默认工频为50Hz，深度单位为m（米）。若需更改，则如左下图所示，在接收机关机状态下，同时按住标定键 和测量键 不要松开，再按住开关/静音键 不要松开，可以看到接收机开机并显示欢迎界面，三个按键仍然不要松开，直至约2秒后显示用户设置界面，此时可以松开按键。输出功率调节按输出功率减小键 或输出功率增大键 调节输出水平（信号大小），共分10档，屏幕右下角显示输出电压和电流。应根据需要调节输出水平：?较大的电流有助于稳定探测及准确测深。?在较高频率（8kHz及以上）以及很浅的深度（1m之内），较高输出电流可能会造成接收饱和失真，造成接收机响应非线性及测深误差增大，此时应适当降低输出水平。?降低输出功率有助于延长电池供电时间，但不应过多考虑。

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铜仁地埋电缆管线探测仪说明：1.长按标定键 进入或退出信息/菜单界面。2.上下左右键选择菜单项，OK键确认执行，ESC键返回上级菜单。3.设备识别码UID（短码和长码，括号内为长码），不能修改。4.工频频率、深度单位、主动探测频率对应菜单设置值。5.若不选配蓝牙和GNSS定位功能，则蓝牙和GNSS信息不显示。菜单项：1、系统功能：?保存设置?退出菜单界面?中英文切换复位关机2、存储功能：?通过蓝牙发送全部存储数据3、工频频率选择：选择50或60Hz 4、深度单位选择：?选择米（m）或英尺（ft）、有源探测频率使能：可选的有源频率列表?恢复出厂默认频率?使能所有频率 说明：1.工频频率、深度单位、有源探测频率的选择：菜单项前面带＊号的为使能的项目，不带＊号的为禁止的项目。上下键选择菜单项，OK键切换使能/禁止。2.频率过多会造成操作繁琐，建议只使能常用的频率，需要时再使能其他频率。50（或60Hz）用于探测电力电缆，100Hz（或120Hz）用于外加电流阴极保护（CPS）管道的探测。3.若未选配蓝牙及存储功能，则存储功能主菜单下没有子项内容显示。4.设置完成后，须进入系统主菜单，选择保存，短按OK键 保存设置内容。第二章 发射信号的一般方法发射机对管线施加信号的方法有三种：直连、卡钳耦合和辐射感应，本章作为这些方法的一般介绍，对于电缆探测来说有其特殊性，在第三章中专门介绍。一、直连法直连法是将发射机的输出线直接接到金属管线上，并将信号直接注入。直连法适用于：电力电缆、通信电缆、金属自来水管道、金属燃气管道，阴极保护管道测试点或其它接入点，以及有长线特征的连续性金属物体等。发射机发出的电流经过管线，在其接地点流入大地，或通过管线和大地之间的分布电容流入大地，返回发射机。管线上的电流会产生电磁场辐射，接收机通过接收磁场进行管线探测。相比于其他方法，直连法能够得到的发射电流，所以在条件允许的情况下，应尽量采用直连法。1、直连输出线缆连接将发射机直连输出线缆一端的5芯红色插头插入发射机的输出插座。

铜仁地埋电缆管线探测仪界面介绍及管线电压检测长按开关键 ，打开发射机电源。发射机自动检测连接的附件，并工作在直连模式。在直连状态下，将会首先进行管线自身电压的测量，屏幕显示如下：图2-1-3 管线电压测量界面若管线自身电压超过限制（50V），则停留在电压检测界面，并显示警告标志，不输出信号以保护仪器不被损坏屏幕显示如下： 图2-1-4管线电压超压警告界面若电压正常，则数秒后自动输出信号屏幕显示如下：图2-1-5直连输出界面显示4、频率选择按频率键 选择发射频率。六种频率可供选择：640Hz，1280Hz，8kHz，33kHz，82kHz、197kHz。开机默认1280 Hz。选择哪种频率并没有标准，可根据以下原则和实际接收探测效果灵活选择：?一般接地良好的电缆或管线，使用开机默认的1280Hz即能完成大部分测试。?长距离管线的跟踪选择较低频率（640Hz和1280Hz）。低频信号传播距离长，而且不容易感应到其他管线上；而且这两种为复合频率信号，接收机能够进行跟踪正误提示。?一般管线的跟踪可以使用中高频率（8kHz），信号传播距离比较远，对其他管线的感应也不是很强。?高阻管线（如对端浮空的电缆芯线、带防腐层的管道、铸铁管等），选用较高频率（33kHz、82kHz或197kHz），高频信号辐射能力强，但传播距离较近，且易感应到其他管线。?在能够正常探测的情况下，应优先选择低频。

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铜仁地埋电缆管线探测仪电缆识别是为电力电缆工程师和电缆工人解决电缆识别的技术问题而设计的。可用于识别带电电缆和停电电缆。用户通过仪器从多根电缆中准确识别出其中某一根目标电缆，避免误锯带电电缆而引发严重事故。电缆识别时，可以在发射端预先标定10条电缆，再到远端接收识别，大大节省工程人员往返标定操作时间，提高工作效率。电缆识别成功打√，非目标电缆打×，能快速自动识别目标电缆。该功能由信号发射机、接收机、信号发射钳、连接测试线、柔性卡钳和听诊器来配合实现。听诊器可在不方便使用卡钳时使用。接地电阻测试使用精密4线法测量现场的接地电阻，导入FFT(快速傅立叶变换)技术、AFC(自动频率控制)技术，自动识别干扰并选择测量频率，使干扰的影响小化。额定输出电流6mA，测量范围0.001Ω~2000Ω。功能由接收机和连接测试线来配合实现。绝缘电阻测试专用于试验室或现场做绝缘测试。适用于测量各种绝缘材料的电阻值如变压器、电机、电缆及电气设备等的绝缘电阻。内嵌高精度微电流测量系统、数字升压系统、自动放电电路等。额定输出测试电压范围100V～2500V，绝缘电阻测量范围0.01MΩ～2.50TΩ。功能由信号发射机和连接测试线来配合实现。信号发射机：用于管线路径探测、电缆识别和绝缘电阻测试。该设备可通过直连输出、卡钳耦合、感应法等方式给目标电缆加上识别信号，该信号有640Hz、1280Hz、10kHz等6种不同的混合脉冲信号可供选择。信号输出功率10W，10档可调，适应不同的应用环境，让管线探测和电缆识别更加准确可靠。仪表内置大功能率可充锂电池，自动阻抗匹配，全自动保护。发射机采用一体化专用工具箱式设计，其箱体能承受约200kg的压力，主机5.4寸彩色L液晶显示，实时动态显示信号输出状况和电池使用情况。

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铜仁地埋电缆管线探测仪地下电缆故障探测仪在非开挖的情况下，对地下管道、电缆、光缆进行精确定位和埋土深度测量，精确查找地下管道外防腐层破损点、埋地电缆故障点的位置。该仪器融合超窄带滤波器等先进技术，具有超强抗干扰能力，精准定位和测深，适用于地下各种金属管线的探测和巡线、管线管理与维护、市政规划建设、供电等部门的管线检测，是管道维护单位的必备仪器之一。一、电缆故障探测仪特点（一）功能多 1、 发射机功能: 具有感应法、直接法和夹钳法三种信号施加模式，适合不同场合需要。2、 接收机功能: 用于对地下电缆的位置、走向、埋深及电流测量。3、左右定位箭头指示目标管线位置，定位快速、精确；前后箭头和dB值指示防腐层破损点的位置及大小。4、具有背光功能，适合夜间抢险使用。5、用于埋地电缆故障点精确定位。6、电流测量：测量发射机施加到被测管线上的电流。7、万用表功能：可测量输出电压、输出电流、阻抗和功率。在电缆故障查找前后测试电缆的通断性和绝缘质量。8、外置感应式夹钳：适合检测电缆时无法直连施加信号的场所。(二)定位精度高 : 多种测量模式进行管线定位(谷值模式、峰值模式、宽峰模式、峰值箭头模式)，可相互验证，确保管线定位的精确度。1、极大值法: 可用峰值模式、宽峰模式、峰值箭头模式测定水平分量（）或水平梯度（）的变化 据其值的位置来定位；2、极小值法: 用谷值模式 通过测定垂直分量（）的变化 据其小值的位置来定位。

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铜仁地埋电缆管线探测仪发射钳：适用于卡钳耦合法。发射钳将发射机发出的信号耦合到目标电缆上，钳口尺寸Φ150mm，发射钳具有方向性，发射信号从发射钳上箭头指示方向流入。接收机：用于管线路径探测、电缆识别和接地电阻测试。内置多个屏蔽3D天线，可对发射机产生的640Hz、1280Hz、10kHz等6种不同脉冲编码电流信号进行有效识别。也可识别50Hz和250Hz工频信号和中心频率为33kHz、82kHz的射频信号。使用3.5寸彩色液晶屏，实时动态显示360°全方位管线路径指示，深度、电流和管线相对位置。柔性电流钳：用于电缆识别。该电流钳为罗氏线圈，具有的瞬态跟踪能力，能快速识别发射机产生的脉宽频率信号，适用于粗电缆或形状不规则的导体。其钳口内径为约200mm，可钳Φ200mm以下的电缆，不必断开被测线路，非接触测量，安全快速。听诊器：用于电缆识别。与鼠标形状相似，可快速感应识别发射机或线缆中的电流信号，弧形传感器设计，全面贴合电缆表面。配合本产品发射机、接收机，能实现柔性电流钳的大部分功能，可在大部分场合替代柔性电流钳进行电缆识别。使用时将听诊器沿着线缆方向紧贴被测电缆线即可，极其适合于一些不易于使用电流钳圈起线缆测试的场合。特别提示：停电电缆识别时：严禁接入带电电缆中。带电电缆识别只适用于三芯带铠电缆。识别时，发射钳、接收钳不能混用，同时要保证输入信号方向的一致。

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铜仁地埋电缆管线探测仪发射信号施加在电缆一相和护层之间，对端相线和护层短路，护层两端应保持接地。如果是对单条电缆敷设，信号会从发射机流经芯线，再经护层和大地两个回路返回。因为护层（铠装及铜屏蔽层）由连续金属组成，电阻很小；大地回路由于存在两端接地电阻，再加上土壤电阻，总阻值较大，故大部分电流将通过护层返回，少部分电流通过大地返回。由于芯线电流和护层电流反向，能在外部一定距离产生磁场信号的有效电流为其差，数值等于通过大地返回的电阻电流。另外由于芯线－护层回路与护层－大地回路存在互感，通过电磁感应也可以在护层－大地回路产生感生电流。综合效果为有效电流等于大地回路的电阻电流和感应电流的矢量和（两者存在相位差）。根据现场实际情况的不同，有效电流可能会占总注入电流的百分之几到百分之十几。图5- 11并行电缆的分流效果如上图，若存在同路径敷设（两端位置均相同）的其他电缆，则返回电流主要被几条电缆的护层分流，例如三条电缆同路径，则三条电缆的护层返回电流各占1/3。有效电流正向，占注入值的2/3，邻线电流反向，占1/3。1.2.2.4相间接法图5- 12相间接法接线图图5- 13相间接法信号流向示意图如上图所示，发射信号会施加在电缆两相之间，电缆的对端两相线短路。两相在电缆内部扭绞，其电流值相同且方向相反。尽管两相线虽相距很近，但仍有一定间隔，故两相线和接收机线圈之间的距离会造成微小差异，两相线在此处产生的磁场方向相反，但强度因距离的差异而不会完全相同，大部分相互抵消，但仍有小部分残余，金属护层的屏蔽作用会进一步将其削弱，的剩余信号方能被接收。因为扭绞的原因，信号会沿电缆路径有周期性的幅值和方向的变化。在一个扭绞周期内，对外放射的磁通会因方向连续变化360°而相互抵消，所以不会在护层－大地回路产生感应电流。由于有效信号很小，故使用高频信号将比低频信号更易于探测。相间接法无法使用接收机的电流方向测量功能排除邻线干扰。

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铜仁地埋电缆管线探测仪技术参数1.采样方法：低压脉冲法、冲击闪络法、速度测量法2.采样速率：200 MHz、100 MHz、80 MHz、40 MHz、20MHz、10 MHz3.脉冲宽度：0.05μs、0.1μs、0.2μs、0.5μs、1μs、2μs、8μs4.波速设置：交联乙烯、聚氯乙烯、油浸纸、不滴油和未知类型自设定5.冲击高压：35kV及以下6.测试距离：＜60km7.分 辨 率：1m8.测试精度：0.1m9.显示方式：工业级10.4寸彩色触摸液晶屏10.操作方式：触摸屏操作、物理旋钮操作11.分析设置：滚屏、缩放、保存、调出、波移等功能12.工作电源：内置电池供电13.连续工作：＞4h（亦可使用外接电源使用）14.储存功能：具有数据存储功能，可存储大量现场波形及数据，并随时调出使用15.波形分析：所有的高阻故障波形仅表现为低压脉冲法的短路故障波形特征，便于分析卡位16.波形处理：能将测得的故障点波形与好相的全长开路波形同时显示在屏幕上进行同屏对比和叠加对比，可自动判断故障距离17.外形尺寸：长370mm×宽270mm×高220mm18.重 量：2.5kg四、工作原理TH-2003采用的是时域反射原理，即对电缆发射一电脉冲，电脉冲将在电缆中匀速传输，当遇到电缆阻抗发生变化的地方（故障点），电脉冲将产生反射。测距主机将电脉冲的发射和反射的变化以时域形式通过液晶屏显示出来，通过屏幕上的波形可直接判读故障距离。

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铜仁地埋电缆管线探测仪功能特点1.用于110kV及以下不同等级、不同截面、不同介质及各种材质的电力电缆的各类故障及电缆长度、波速，故障类型包括：开路、短路、低阻、高阻泄漏、高阻闪络性故障。2.工业级10.4寸彩色触摸液晶屏显示，菜单式操作和文字提示实现人机互动。3.采用高集成工控机，计算机控制、软件操作；提供7种测试脉冲，保证了测量精度，满足了长电缆足够远、短电缆无盲区的测试要求。4.故障自动搜索，距离自动显示，双游标移动可精确到0.1米，波形可任意压缩、扩展，同屏随机显示几个更接近标准的波形供你准确比较分析，提高测试精度，减少误差。5.内置存储/调出功能，可方便将数据及波形保存或调出重新分析。6.内置电源供电，在无电源环境中均可长时间使用。7.体积小、重量轻、使用方便，检测故障成功率和测试精度高。8.在任何环境下性能稳定，不死机，信号采集高压保护措施安全。

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