一、ST系列电缆故障综合测试仪用途
用于电力电缆的故障测试，是一套集成化设备，包括两台仪器及相关附件：
1. ST系列电缆故障综合测试仪（以下简称主机）
主机有以下功能：
l 低压脉冲测距
l 脉冲电流测距
l 声磁同步定点
l 路径探测
2. ST-500电缆路径探测信号发生器（以下简称信号发生器）
信号发生器用于路径探测的信号发射。
ST系列综合测试仪相对于传统的分体设备，其设备件数、体积、重量均大幅缩减，且功能强大、简单易用、小巧便携，是传统设备的换代产品。
二、功能特点
1. 功能全：
l 低压脉冲故障测距
l 脉冲电流故障测距
l 声磁同步精准定点
l 电缆路径探测
2. 故障测距功能：
l 低压脉冲法：适用于低阻、短路、断线故障的精准测距。
l 脉冲电流法：适用于高阻、闪络型故障的测距，使用电流耦合器从地线上采集信号，与高压部分隔离，**可靠。
3. 精准定点功能：
l 声磁同步接收，抗干扰能力强。
l 声磁信号波形显示，信号和噪声易于区分。
l 光标测量声磁延时，精准判断故障点的远近。
l 可根据磁场波形的初始极性，在定点的同时进行路径探测。
4. 路径探测功能：
l 信号发生器：
Ø 大容量锂离子电池供电，摆脱市电束缚。
Ø 全自动功率匹配和保护，无需人工调整。
Ø 较大功率输出。
l 音峰／音谷法路径探测。
l 信号幅值显示。
l 可进行80％法或45°法测深。
5. 大屏幕液晶显示，界面友好、简单易用。
6. SD卡存储测试波形，存储容量大，可导入计算机进行存档、分析和打印。
7. 内置大容量锂离子电池供电，配快速充电器。
8. 电源管理：根据不同功能开启不同的电源通路，尽量减小功耗；若15分钟没有任何操作，仪器将自动关机；电池欠压时也将自动关机，以保护电池。
9. 集成化设备，小巧便携。
三、技术指标 (M为主机，T为信号发生器，M&T为共同特性)
1. 测距功能（M）：
(1) 测距模式：低压脉冲、脉冲电流。
(2) 采样频率：100MHz。
(3) 分辨率：低压脉冲模式1m；脉冲电流模式4m。
(4) 低压脉冲模式发射电压：30V。
(5) 测距范围：30km。
(6) 盲区：2m。
2. 声磁同步定点功能（M）：
(1) 声音信号通频带：中心频率400Hz，带宽200Hz。
(2) 信号增益：80dB。
(3) 定点精度：0.1m。
3. 路径探测功能（M）：
(1) 接收频率：1kHz。
(2) 增益：80dB。
4. 路径探测信号发生器（T）：
(1) 发射频率：1kHz。
(2) 发射功率：≥3.5W。
(3) 输出特性：开路电压≥100Vp-p；短路电流≥300mA；
根据实际负载全自动匹配；自动短路保护。
5. 电源：
(1) 电池（M&T）：内置锂离子电池组，标称电压7.4V，容量3000mAH。
(2) 功耗：主机（M）400mA，可连续使用时间>6小时；
信号发生器（T）500mA。可连续使用时间>5小时；
(3) 充电器（M&T）：输入AC220V±10%，50Hz；标称输出8.4V，DC1A。
(4) 充电时间（M&T）：<4小时。
6. 显示方式：主机（M）320×240点阵大屏幕液晶；信号发生器（T）：表头。
7. 体积（M&T）：210mm×160mm×65mm。
8. 质量：主机（M）0.7kg；信号发生器（T）0.7kg。
9. 使用条件（M&T）：温度:-10℃－40℃，湿度5-90％RH，海拔<4500m。
四、基本测试步骤
1、一般步骤：
（1） 故障性质诊断
（2） 故障测距
（3） 路径探测
（4） 精准定点
2、故障性质的诊断和测试方法的选择。
在电缆发生故障后，须首先判断电缆的故障性质。
首先用兆欧表在电缆的一端测量各相对地及相间的绝缘电阻。如果兆欧表的测量值为零，则可能还有零到上百kΩ的电阻，故还须用万用表测量电阻值；如各相对地及相间绝缘电阻很高，绝缘正常，则应测试导体是否断线：在电缆的一端将三相短接并对地短路，在另一端重复测量，判断是否断线。
明确故障性质后，需选择不同的测距和定点方法，见下表：
表1-4-2：故障性质和测试方法选择表
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|
故障
性质
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故障表现形式
|
测距方法
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定点方法
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1
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低阻
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兆欧表测量：0
万用表测量：＜ 200Ω
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低压脉冲
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音频法（备选）
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声磁同步
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2
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断线
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导体不连续
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声磁同步
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3
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高阻
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兆欧表测量：＞0
或：
兆欧表测量：0
万用表测量：≥ 200Ω
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脉冲电流
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4
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闪络
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兆欧表测量：绝缘正常
耐压试验：不通过
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备注：（1）表中阴影部分表示：脉冲电流测距和声磁同步定点需要配套使用高压冲击信号发生器（该高压发生器不包含在本套设备中，需另配）。
（2）音频法定点低阻故障为备选方案，声磁同步不成功时选用，需配套使用路径探测信号发生器。
**章仪器组成和简介
ST系列电缆故障综合测试仪包括两台仪器及相关附件：
1.ST系列电缆故障综合测试仪（简称主机）
主机有以下功能，并根据不同功能使用相应附件：
l 低压脉冲测距，附件：低压脉冲测试线
l 脉冲电流测距，附件：脉冲电流耦合器
l 声磁同步定点，附件：定点传感器、耳机
l 路径探测，附件：路径传感器、耳机
2. ST-500电缆路径探测信号发生器（简称信号发生器）
信号发生器用于路径探测的信号发射，附件：输出连接线、接地钎。
3. 通用附件：充电器。
一、ST系列电缆故障综合测试仪（M：主机）
主机外观结构如图2-1-1所示：
图2-1-1 主机外观和接口
图2-1-2 主机面板
主机面板上有以下内容：
1. 液晶屏幕：
显示各种信息，显示的内容在以后章节中有详细介绍。
2. 模式选择键及相应指示灯：
面板右上角区域的按键用来选择仪器测试模式，选中后按键旁边的指示灯亮。
（1） 低压脉冲 键：进入低压脉冲测距模式（开机默认）。
（2） 脉冲电流 键：进入脉冲电流测距模式。
（3） 定点 键：进入声磁同步精准定点模式。
（4） 路径 键：进入路径探测接收模式。
3. 测试键和信号指示灯（面板右下角区域）：
（1） 测试 键：低压脉冲模式：按一下进行一次测试;
脉冲电流模式：按一下进入等待触发状态;
定点、路径模式：无效。
（2） 信号 指示灯：低压脉冲模式：进行测试时闪亮一次;
脉冲电流模式：触发时闪亮一次;
定点模式：磁场触发时闪亮一次;
路径模式：无效。
4. 测距模式（低压脉冲/脉冲电流）相关按键的基本功能：
面板左下角区域的按键基本是为了测距功能服务。按键上直接标注的功能为其基本功能定义，直接按键即执行基本功能：
（1） 范围 ＋/－键：用来改变当前测试范围（量程）。
（2） 
和
键：用来移动光标。
（3） 定位／确定 键：定位功能：自动移动光标，定位故障点。
确定功能：当某些操作需要时，用来进行确认。
（4） 增益 ＋/－：用来调整信号增益。
（5） 开关 键：长按1秒钟有效，用来打开或关闭仪器电源。
（6） 
键：背光键，用来打开和关闭液晶屏背光。背光功能为按键抬起执行。
（7） 存储 键：用来存储当前波形。
（8） 后翻 和 前翻 键：当调出SD卡已存储的波形时，用来选择需要查看的波形，后翻选择上一个，前翻选择下一个。
5. 测距模式相关按键的上档（Shift）功能：
按住Shift键（基本功能的键）不放，再按其它键，则执行键旁边标注的上档功能：
（1） 波速 ＋/－键：用来调整电缆波速度。
（2） 
和 
键：比例缩放键，用于对波形的缩小／放大显示。
（3） 光标切换 键：用来切换虚实光标。
（4） 暂存 键：在仪器内存中暂存当前波形，以备双波形比较。
（5） 比较 键：同时显示当前波形和暂存波形，以便比较两波形的异同。
（6） 调出 键：调出SD卡中存储的历史波形。
仪器顶部接口板见图2-2-2所示：
图2-1-3 主机顶接口板
6. 测距插口：低压脉冲模式下，接低压脉冲测试线；
脉冲电流模式下，接脉冲电流耦合器。
7. 定点插口：定点模式下，接定点传感器。
8. 路径插口：路径模式下，接路径传感器。
9. SD存储卡插槽：SD卡用来存储测距波形。需要时将SD卡插入插槽，按压到底；需要取出时，按一下SD卡，将自动弹出。
主机侧面接口板见图2-1-4所示：
10.耳机插口：用来在定点、路径模式下，接耳机监听声音。
11.充电插口：用来接充电器，对仪器内置电池充电。
12.声音增益：定点模式下，用来调整声音信号增益。
13.磁场/路径增益：定点模式下，用来调整磁场信号增益。
路径模式下，用来调整路径信号增益。
图2-1-4 主机侧接口板
二、ST系列电缆故障综合测试仪电缆路径探测信号发生器（T：信号发生器）
信号发生器外观结构如图2-2-1所示：
图2-2-1 信号发生器外观和接口
信号发生器面板如图2-2-2所示：
图2-2-2 信号发生器面板
信号发生器面板上有以下内容：
1. 表头：正常情况下用来显示输出电流，其满幅值为500mA；
按 电池检测 键则显示电池水平，指针位于绿**域表示电池电量正常，若指针位于黄**域，表示电池欠压，仍可工作一小段时间，建议充电；若指针低于黄**域，表示电池电量不足，可能无法开机，需充电后再使用。
2. 开关 键：长按1秒钟有效，用来打开或关闭仪器电源。
3. 电池检测 键：用来检测电池电量水平，按下后观察表头显示可判断电池电量是否正常。本功能在开机和关机状态下均可使用，
4. “电源“指示灯：用来表示电源状态。开机后，本指示灯亮。若电池电量正常，则常亮；若电池欠压，则闪烁；若严重欠压，则自动关机，灯灭。
5. “信号”指示灯：用来表示信号输出状态。若选择“连续”输出模式，则常亮；若选择“断续”输出模式，则闪烁。
主机侧面接口板见图2-1-4所示：
6. 输出模式选择开关：用来选择连续或断续输出。断续输出时以输出0.5秒，停止0.5秒的节奏发射信号。
7. 输出插口：用来接输出连接线，对目标电缆发射信号。
8. 充电插口：用来接充电器，对仪器内置电池充电。
图2-2-3 信号发生器侧接口板
第三章低压脉冲法测距
一、ST系列电缆故障综合测试仪适用范围
低压脉冲法用于电缆的低阻、短路及断线故障；还可用于测量电缆的长度、波速度；也可用于区分电缆的中间头、T型接头和终端头。
二、ST系列电缆故障综合测试仪工作原理
低压脉冲法使用时域反射法（TDR）原理，又叫脉冲反射法。测试时���电缆注入一低压脉冲，脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点、故障点、中间接头等，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来,如图3-2-1所示：
图3-2-1 低压脉冲法原理图
从仪器发射脉冲开始计时，到接收到故障点的反射脉冲共需时Δt；脉冲行波传播速度为V，则故障点距离Lx为：
（3-1）
（3-2）
其中为故障点的输入阻抗，
为线路的特性阻抗。从式3-2可得到：断线故障反射脉冲与发射脉冲极性相同；而短路（混线）故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反。因此通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。如图3-2-1和图3-2-2所示：
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