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數顯同步定點儀
[發表時間:2009/11/10]
KY-2000數顯同步定點儀使用說明書
一、用途:
   本產品用于埋地動力電纜絕緣故障點的快速、精確定位及電纜埋設路徑和埋設深度的準確探測。
二、主要特點:
   本儀器用特殊結構的聲波振動傳感器及低噪聲專用器件作前置放大,大大提高了儀器定點和路徑探測的靈敏度。在信號處理技術上,用數字顯示故障點與傳感探頭間的距離,極大地消除了定點時的盲目性。對電纜溝內架空的故障電纜,過去定點時,全電纜的振動聲使任何定點儀束手無策,無法判定封閉性故障的具體位置。如今,只要將本儀器傳感器探頭接觸故障電纜或近旁的電纜上,便可精確顯示故障距離及方向,毫不費力地快速確定故障位置。另外,應用工頻自適應對消理論及高Q工頻陷波技術,大大加強了在強工頻電場環境中對50Hz工頻信號的抑制及抗干擾能力,縮小了定點盲區。在儀器功能上,利用聲電同步接收顯示技術,有效地克服了定點現場環境噪音干擾造成的定點困難問題。尤其是故障距離的數字顯示省去了操作員對復雜波形的分析判斷,在相當程度上替代了閃測儀的粗測距離功能。對于數百米長的故障電纜,一般不用粗測便可實施定點,真正實現了高效、快速、準確。利用15KHz幅度調制電磁波和幅度檢波技術作路徑探測和電纜埋設深度測定,避免了原等幅15KHz信號源時電視機行頻對定點儀的干擾。
儀器操作極其簡便,打開電源開關即可,無須換擋和功能選擇。
儀器的另一顯著特點是結構緊湊、小巧、模塊化,便于攜帶維修,功能強大,成本低廉。
 
 
 

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三、板示意圖,如圖1所示:

 
 
 
 
 
 
 
1.音量調節      2.距離顯示屏     3.電壓指示表      4.電源開關
5.欠壓指示燈    6.充電指示燈     7.耳機插座        8.定點/路徑
圖1  面板示意圖
四、主要性能指標:
1.數顯距離:最大500米,最小0.1米。
2.粗測誤差小于10%,定點誤差為零。
3.電磁通道增益>110dB (30萬倍)。
4.電磁通道接收機靈敏度<5μV。
5.聲音通道音頻放大器增益<120dB (信噪比4:1時100萬倍)。
6.50Hz工頻抑制度>40dB (100倍)。
7.聲電同步顯示監聽:即現場定點時,數字屏在沖擊高壓形成的沖擊電磁波作用下,重復計數一次,并顯示故障距離或滿亮 (500.0米)。同時,由高阻耳機監聽電纜故障點在沖擊放電擊穿時火花產生的地震波,以便排除環境雜波干擾。
8.聲波傳感器探頭換成15KHz電磁傳感探頭時,可作電纜路徑和電纜埋設深度的精確探測。
9.電源:6V免維護電瓶  1.2AH。
10.功耗: <120mA     (0.7W)
11.工作環境:濕度80%       溫度-10 co—— 50 co
五、原理簡介:
本儀器由電磁波傳感器,聲波振動傳感器,數據處理器,LED距離顯示器及音頻放大器五大部分組成。
原理框圖如圖2所示:
圖2 原理框圖
 在進行沖擊高壓放電定點時,電磁傳感器接收到由電纜輻射傳來的電磁波后,送至數據處理器,經放大整形處理,啟動內部的距離換算電路工作。當聲音傳感器接收到由地下傳來的故障點地震波后也送至數據處理器放大整形,產生計數中斷信號,讓距離顯示器顯示最終處理結果 (故障距離數)。并凍結顯示數字,提供穩定觀察。第二次沖擊放電時重復上述過程并刷新上次顯示數據。由于電磁波傳播速度極快,遠高于地表聲波傳播速度,根據電磁波與聲波的傳播時間差,利用公式I=TV (I:距離,單位米; T:時間差單位秒; V:聲波在地表層或電纜中的傳播速度,XXX米/秒),由數據處理電路換算出故障距離來。
    音頻放大器可放大聲音振動傳感器拾取的微弱地震波信號,由耳機監聽其大小,配合顯示屏數據精確定點。
如果地震波太弱,形不成計數中斷信號,距離顯示器將自動發出中斷信號使其滿亮顯示500.0米。
六、儀器操作使用方法:
1.定點:在沖擊高壓發生器對故障電纜作高壓沖擊時 (沖擊高壓幅度要足夠高,以保證故障點充分擊穿放電), 將聲音震動傳感器探頭放置在電纜路徑 (或故障電纜本體) 上方,撥動電源開關,接通電源,定點儀置“定點”擋。一方面通過耳機監聽地震波,另一方面觀察距離顯示屏。在未聽到地震波時 (測聽點距故障點太遠),每沖擊放電一次,距離顯示屏計數并刷新一次,每次顯示滿量500.0米,在電纜上方沿路徑不斷移動傳感探頭,直至聽到故障點的地震波聲音(此時表明距故障點不遠了)。當聽到的地震波聲音足夠強時,距離顯示屏將顯示故障距離數。此時便可將傳感器探頭直接按數顯距離數放在相應處。在該處前后移動探頭,找到數顯值最小處,此處即為故障精確位置。且此數顯值也是電纜的當地大致埋設深度(此時耳機中聲音應是最大,而且每次聽到的聲音均與數顯的刷新顯示同步)。
2.尋測路徑:此時在欲測電纜始端加入15KHz調幅路徑信號源,在儀器的輸入端口插入15KHz探棒,并垂直于地面,定點儀置“路徑”檔,用耳機監聽 15KHz斷續波的聲音。當探棒位于電纜正上方時聲音最小,探棒下方即為埋設的電纜。沿埋設方向探出的每個最小聲音點的連線即為該電纜的精確埋設路徑。
3.測電纜埋設深度:在測到電纜的路徑時,將探棒頭垂直緊貼地面上的聲音最小點使探棒沿電纜路徑傾斜45度(此時聲音變大),然后再沿電纜路徑垂直方向平行移動探棒,同時用耳機監聽聲音,當再次聽到最小的聲音時,探棒在地面上移動的距離即為電纜的埋設深度。
七、注意事項:
1.在有條件的情況下,一般應用閃測儀首先粗測出電纜故障距離,再精確測定電纜埋設路徑方向,然后才用此儀器實施定點。按此程序將確保快速準確故障定位。千萬不要在路徑不明的情況下實施定點。
2.在無閃測儀粗測故障距離的情況下,應先用本儀器精確測定路徑后再實施定點。
3.探頭及主機屬精密儀器,絕不可跌落和碰撞。
4.不要輕易拆卸探頭及儀器,以防人為損壞。
八、簡單維護修理:
1.定點狀態,接通電源,數碼顯示屏發光正常,“音量調節”電位器調至最大,耳機略有噪聲,但輕敲擊聲音探頭時,耳機無任何反應。可能故障:A探頭的輸出電纜插頭未插到位;B插頭內電纜芯線脫焊或折斷;C探頭電纜有斷線;應逐項檢查排除。
2.定點狀態時,探頭靈敏度明顯降低,輕敲擊探頭時,耳機內聲音很小。可能故障:由于運輸中的野蠻裝卸,探頭受到強力沖擊、跌撞,導致探頭內傳感器薄片脫落,輕搖探頭時會聽到探頭內有異常撞擊聲。此時應小心擰開探頭的上端蓋,用電烙鐵焊開探頭內小圓盒頂端的兩根由小孔內引出的引線,反時針擰開小圓盒,將盒內的傳感器薄片重新用環氧樹脂或AB膠粘牢。待固化后,按拆卸的反程序焊接安裝好即可。
3.定點儀使用數小時后(或久置不用),發現數碼管亮度明顯下降,耳機中聲音明顯變弱,一般情況是機內電池電壓不足。此時應給電池充電。充電方法是將主機盒從皮套中取出(有的皮套下端留有充電小孔則不必取出)。將充電器插入220V市電,充電器電壓選擇開關置“6V”或“7.5V”,用萬用表檢查充電器輸出插頭,其芯線為“+”,外為“—”,將Φ3.5插頭插入定點儀充電孔開始充電。一般充6—10小時即能充足使用。充電時可用萬用表電壓檔在插頭外任一小插頭上監視充電電壓。當監視充電電壓到8—8.5V時,即可認為電池以充足可正式投入使用。一般充足電后可連續工作10小時。
九、技術服務:
儀器售出后本公司負責使用培訓。一年內儀器發生故障,在外觀無損壞的情況下包換,一年后保證終生維修。
KY-2000數顯同步定點儀的操作技巧
任何一種儀器設備,在充分了解性能、特點后,方能事半功倍地發揮其功能。該定點儀盡管操作極其簡單方便,但在使用時也得根據現場特點,巧妙地使用,才能充分發揮其優勢。
從使用說明書中介紹的原理知道,此定點儀靠儀器中的電磁傳感器接收到故障電纜在沖擊放電時產生的輻射電磁波后開始計數,而在聲音傳感器接收到故障點放電時產生的地震波后停止計數。電磁波與聲音震動波之間的時間差乘以地下聲波傳播的速度,便是探頭至故障點的直線距離(即數字屏顯示的數值)。也就是說,只有在沖擊閃絡之后,探頭測聽到故障點傳來的地震波使計數器停止計數后,所顯示的數值才是有效而可信賴的。但是,在現場進行故障點定位時有可能出現兩種情況,一是探頭距故障點太遠,高壓設備對電纜沖擊放電時,定點儀只是由電磁傳感器接收到輻射電磁波后計數器開始計數,而沒有地震波來使計數器停止計數,耳機也聽不到地震波。所以此時計數器將一直計到原設定數500.0米。而且每沖擊放電一次,計數器將重新刷新一次,但仍顯示500.0米,屏幕信息僅告訴操作者高壓設備的沖擊閃絡功能正常,可放心沿電纜路徑繼續測聽。第二種情況是沖擊閃絡時,耳機已能聽到足夠強的地震波聲,計數器不再顯示滿量程500.0米。而是顯示某一固定數值。(有可能末尾兩位數有跳動),此固定數值重復顯示的機率相當高。此時操作者可以斷定:數顯距離即為探頭到故障點的直線距離。
當能確定故障距離后,下一步是沿電纜路徑,任意移動探頭一米左右,以判斷方向。如果讀數減小一米,證明移動方向正確。若讀數增加一米,說明遠離故障點。便可按屏顯距離直接移動探頭至故障點附近。此時,地震波強度加大,屏顯數明顯減小。只要在該處仔細緩慢地移動探頭,總會發現某點的讀數最小。無論探頭往任何方向移動,讀數將會增大。那么該點恰好是電纜故障點的正上方。此刻的屏顯數即為該點的電纜埋設深度。而且此時用耳機監聽的話,會發現此點正是地震波的最大點。
在實際的電纜故障定位現場,情況往往非常復雜。有四點是應注意的。
一、若現場環境噪聲很大(如車輛流量大的公路旁、走的人多的街道或在工地附近等)。閃絡沖擊放電時,除故障點傳來的振動波外,還有汽車引擎聲、喇叭聲、腳步聲、說話聲、機器轟鳴聲……。這些噪聲將嚴重地影響定點儀計數屏的讀數穩定性。使得讀數似乎雜亂無章。其實,還是有其規律性的,仔細觀察讀數便可發現,計數屏的讀數總有一個相對穩定的最大讀數,無論噪聲干擾如何變化,只要噪聲不是連續的,此最大讀數的出現率非常高。此讀數即是故障點的距離。對計數屏上經常出現的無規律小讀數,不必理會。隨著探頭接近故障點,其最大讀數會逐漸減小。當穩定的最大讀數變到最小時,此處即為故障點精確位置。
二、如果定點現場有連續的較大噪聲,如電動機、鼓風機、排風扇、發電機、真空泵等發出的聲音 ,將會導致數顯失效,無論探頭放置何處,數顯屏總是出現零點幾米(甚至0.1米)小數值。此時只能利用定點儀的聲、電同步探測功能聽測與數字屏刷新計數同步的地震波,用人的判斷力去區分環境干擾噪聲,以振動波的最大點去確定故障位置,不必去關心數顯屏的讀數。
三、定位現場的電纜故障點位于埋地穿管之中。沖擊放電時,在穿管的兩個端口處聲音最大,而在管子中央部位可能聽不到聲音,便有可能出現兩管口有固定讀數,而在其余地方(如管子中央部位或遠離管口)僅顯示滿亮500.0米,此時便可根據兩個穩定讀數點的數值變化規律判斷管中故障位置。只要挖出穿管,便可以用探頭在管子上實施精確定位。此時的誤差一般不會超過10㎝。四、若故障電纜位于電纜溝的排架上,且是封閉性故障(即電纜外皮未破,沖擊放電時,故障點的閃絡僅在芯線與外皮之間,外面看不到火花)。沖擊放電時,在電纜本體上有長距離的較強振動,用聲測法和同步定點法都無法確定振動的最大位置。此時的常規定點儀將完全失效,而KY-2000定點儀便可發揮其特長了。只要將探頭放置在具有強烈振動電纜本體上,數顯屏將會在沖擊閃絡的同時記錄下探頭距故障點的距離,操作者便可很快根據距離指示數,將探頭放置在故障點附近,尋找數顯屏最小讀數所對應的位置,此位置便是精確的故障點。注意,有時會出現沖閃時電纜全線都有微小振動的現象,各處強度幾乎一樣,只是接頭處可能聲音稍大些。這是對電纜進行沖擊放電時電纜出現的“電動機”效應,千萬不要被此聲音迷惑。故障點的振動聲很大,與全線“電動機”效應振動的微小振動聲音有明顯差別。可以不必理會此種微小振動,徑直去找明顯的較大的振動波(故障點發出的)。
值得注意的是由于定點儀電磁傳感器靈敏度較高,定點儀主機過分靠近運行電纜時,該電纜的工頻輻射會嚴重干擾計數器,其現象是計數器的后兩、叁位數碼管會不停地閃動,無法正常計數。此時,只要將主機旋轉90度,用主機側面對準電纜,且遠離運行電纜,便可減少工頻輻射干擾,使計數屏正常讀數。
有的部門、單位,由于電纜較少,且單根電纜的長度均較短,例如500米以內。在經濟條件不太好的情況下,可以不必購買用于粗測的價格昂貴的智能電纜故障探測儀,配置2-3臺KY-2000型數顯同步定點儀即可。電纜發生故障時,只要配上高壓沖擊閃絡設備,進行高壓沖擊閃絡,使故障點充分放電,由2-3人攜帶定點儀沿電纜路徑聽測各個可能發生故障的電纜接頭(一般電纜的中間接頭及端頭出現故障的機率在90%以上)。如果故障點不在接頭處,操作人員可分頭沿電纜路徑一米、一米的進行聽測,一般也可在一小時之內對故障點進行精確定位。只有在故障電纜長度大于500米,甚至達數公里時,利用智能電纜儀粗測故障距離,方能作到快、準、省地找到故障位置。
在進行電纜故障的精確定點時,首先應保證沖擊高壓產生設備的沖擊電壓應足夠高,使故障點充分擊穿放電(可從球隙放電的聲音大小及清脆響亮程度判斷,也可從電纜儀屏幕上的波形有無大振蕩波形判斷)。為促使故障電纜的故障點放電聲足夠大,可以加大沖擊閃絡電壓的能量。其方法是適當提高沖擊電壓,并且盡可能加大儲能電容的容量,如加大到2-10μF。這樣可以使故障點放電時產生更大的聲波振動,增大定點儀探頭探測的距離。加快定點速度及提高準確性。對于低壓動力電纜。粗測與定點方法完全與高壓動力電纜相同。所不同的只是所加沖擊電壓較高壓電纜低得多。據經驗,一般沖擊電壓最高可以加到10KV以上,只要保證電纜端頭三叉處不被擊穿放電即可。由于所加的是脈沖沖擊高壓,持續時間一般僅有1-3mS。盡管瞬時功率較大但平均功率卻很小,10KV的沖擊高壓對低壓電纜一般情況下是完全無損傷的。據全國各地對于低壓動力電纜的故障檢測成功實例說明,低壓動力電纜在故障定位時,沖擊高壓加到10KV左右是沒有什么問題的,定點安全、準確而快速。
最后要說明一點的是,無論高壓動力電纜還是低壓動力電纜,在故障點破裂受潮和故障點金屬性接地情況下,沖擊高壓閃絡時,故障點一般不會產生閃絡性放電。所以,一般定點儀聽不到放電聲,造成定點失敗。一定要換用別的方法實施定點。不要輕易懷疑。
 
[關閉]
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