矿用电缆故障测试仪说明书

GD-2133K

矿用电缆故障测试仪

产品操作手册

武汉国电西高电气有限公司

尊敬的用户：

感谢您购买本公司GD-2133K矿用电缆故障测试仪。在您初次使用该产品前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。

我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，如果您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们会尽快给您答复。

注意事项

●使用产品时，请按说明书规范操作

●未经允许，请勿开启仪器，这会影响产品的保修。自行拆卸厂方概不负责。

●存放保管本仪器时，应注意环境温度和湿度，放在干燥通风的地方为宜，

要防尘、防潮、防震、防酸碱及腐蚀气体。

●仪器运输时应避免雨水浸蚀,严防碰撞和坠落。

本手册内容如有更改，恕不通告。没有武汉国电西高电气有限公司的书面许可，本手册任何部分都不许以任何（电子的或机械的）形式、方法或以任何目的而进行传播。

目录

一、产品概述 (4)

二、技术指标 (4)

三、仪器组成 (6)

四、测试原理 (7)

五、仪器操作界面介绍 (8)

六、仪器操作方法与步骤 (10)

七、电缆的故障测试 (12)

八、仪器使用注意事项 (25)

GD-2133K矿用电缆故障测试仪

一、产品概述

GD-2133K矿用电缆故障测试仪，可以利用低压脉冲法、冲击高压

闪络法及智能高压电桥法测试35kV以下电压等级的各种类型电缆的高阻闪络性、泄漏性故障，低阻、短路性故障及断路故障。特别适用于煤矿矿井电缆和信号控制电缆的故障测试。

本测试仪采用箱式结构，巧妙地将电缆故障测试仪与笔记本电脑结合为一体化，采用触摸屏操作界面，所有功能按键均在屏幕上直观地显示，用户可通过触摸屏直接操作。具有波形储存功能，可以储存大量的现场测试波形，供随时调用观察和同屏比较。测试界面简单清晰，功能按键定义简单明了，测量方法简单快捷。同时也大大提高了仪器的稳定性和可靠性。

二、技术指标

1. 测试方法，低压脉冲法、高压闪络法、智能高压电桥法。

2. 技术参数

测试距离：低压脉冲法时，最大测试距离16Km；

高压闪络法时，最大测试距离15Km。

智能电桥法时，最大测距不受电缆长度限制。

读数分辨率：1m。

系统测试精度：小于20cm。

脉冲幅度: 负载阻抗在50Ω时不小于250Vpp。

脉冲宽度: 0.2μs、2μs、4μs三种。

采样频率: 48MHz、24MHz、12MHz、6MHz。

预置了4种电缆介质的电波传播速度：

不滴油:160m/μs；

油浸纸:160m/μs；

交联聚乙烯:172m/μs；

聚氯乙烯:184m/μs；

其它类型电缆的电波传播速度的设置。对于其它非动力电缆，利用本机的测速功能可以在输入该电缆的已知全长后，测出电波在该电缆中的传播速度。

3. 采样方式：电流取样法。

4. 智能高压电桥法:

内置3KV高压恒流源，可测电缆最大泄漏电阻3MΩ；

输入电缆精确长度后，自动显示故障距离。

5. 工作条件: 温度-10 +45oC，相对湿度90%。

6. 体积：430×300×190mm。

7. 重量：约10kg。

三、仪器组成

1. 组成框图见图一：

图一GD-2133K电缆故障测试仪仪器组成框图测量方法选择“低压脉冲法”时，大约有幅度为250V PP的测试脉冲信号加到被测电缆上和主机的输入电路上。测试波形通过内部信号处理及数据处理电路后显示到屏幕上。同时在状态显示栏中显示电缆的介质（电缆类型）、电波传播速度、采样频率、故障距离、测试日期等参数。

测量方法选择“高压闪络法”时，内部脉冲信号断开，仪器处于外触发等待状态。当冲击高压使被测电缆故障点闪络放电时，形成单次闪络波形并经过电流取样器输入仪器，仪器开始采样。并显示出测试结果波形。

测量方法选择“智能电桥”时，利用被测故障电缆中的某一好相，并且在电缆终端将该相与故障相良好短接。按照说明书所规定的接线方式将仪器与故障电缆连接好，输入电缆实际全长数后（电缆全长数可用低压脉冲法测得），点击“采样”键，接通仪器的高压开关，待电桥平衡后仪器自动显示出故障距离。

2. 板结构示意，如图二所示：

图二GD-2133K矿用电缆故障测试仪面板示意图

四、测试原理

电缆故障一般分为两大类：短路故障、开路故障、低阻和高阻故障。仪器根据雷达测距原理，向电缆发射一个低压脉冲或高压脉冲。当遇到特性阻抗不匹配时，就会产生反射波，仪器以极高的速度将发射波形和反射波形采集下来并显示在屏幕上，用双电子游标卡在波形的两个特征拐点上。根据电波在电缆中的传播速度，便可计算出故障点到测试端的准确距离。

S = VT / 2

S：故障点距测试端的距离。

V：电波在电缆中的传播速度。

T：电波在电缆故障点与测试端间一个来回程所需的时间。

这样，在V和T已知的情况下，就可计算出S，即故障点距测试端

的距离。这一切只需要人工稍加干预（用双电子游标卡在波形的特征拐点上）就可由计算机自动完成。

使用高压智能电桥法测试时，电缆的好相和故障相构成智能电桥的两个外电路臂，仪器利用惠更斯电桥测试原理和计算机的数据处理软件自动计算电桥平衡时故障点的距离。

五、仪器操作界面介绍

系统的操作界面分以下几部分：右上方设备状态栏；右侧为参数选择菜单栏，包含被测电缆种类选择、采样频率选择、测试方法选择、两组波形对比、波速测量、打开文件等；下方为参数状态显示栏，包含采样频率、被测电缆类型、测试方法等。屏幕中部为波形显示部分，分为上下两部分，上半部显示局部波形，下半部分显示全貌波形，如图三：

图三系统操作界面一

使用高压闪络法时，点击检测方法，在屏幕下方出现高压闪络法，如图四：

图四系统操作界面二

使用智能电桥法时，点击检测方法，在屏幕下方出现智能电桥法，如图五：

图五系统操作界面二

再点击采样后进入智能电桥测试界面，如图六：

图六系统操作界面三

六、仪器操作方法与步骤

开机前的准备工作和一般测试方法：

1. 现场故障测试之前应检查仪器电量是否充足（界面右上方有本机电池

电量百分比显示，数字变成红色时表示电量不足），若电量充足（100％），在不外接电源时，仪器可工作1小时左右。若仪器电量不足时，应接外接电源，仪器方可正常使用。

2. 开启仪器“电源开关”，待仪器进入Windows桌面系统后，仪器自动

进入电缆测试系统设置界面。此时界面右上角显示仪器“已经连接”。

（注：如果仪器已退出电缆测试仪系统，但没有退出Windows桌面系

统，如需要重新进入电缆仪测试系统，可用触摸笔双击桌面系统上的电缆仪图标，即可重新进入电缆仪测试系统的初始设置界面。点击相关触摸键，又可对电缆测试系统设置界面上的相关功能键进行设置）。

3. 根据被测电缆的种类、长度及故障性质，用触摸笔单击相关触摸键，

进行初始设置。此时参数状态栏将显示设置后的当前状态。

4. 以上设置完后，将检测方法设置为“低压脉冲法”。这时用Q9夹子线

连接主机与被测电缆，将红、黑夹分别夹在被测电缆的芯线和外皮上，点击“采样”键，仪器便进入数据采集状态。并将测得的波形显示在屏幕上。再次点击“采样”键，仪器即进入自动采样状态，不断显示测试波形。操作者可根据波形的幅度、位置进行“位置调节”和“振幅调节”。直至波形便于观测，点击“取消采样”，即可进行游标操作，测出故障距离。

5. 如果检测方法设置为“高压闪络法”，点击“采样”键后，仪器进入“采

样中”的等待状态。高压冲闪时，仪器便会自动将采样盒采集到的信号显示在屏幕上。然后自动进入“采样”等待状态，准备下一次高压冲闪信号的采集。如果认为波形便于观测，点击“取消采样”，即可进行游标操作，测出故障距离。

6. 如果检测方法设置为“智能电桥法”，点击“采样”键后，仪器进入智

能电桥测试界面，输入电缆全长后，待电桥平衡后仪器自动显示出故障距离。

七、电缆的故障测试

1．用低压脉冲法测试低阻、短路、断路、电缆全长

（1）将Q9夹子线夹在故障电缆的故障相和电缆外皮。打开仪器电源开关，仪器进入WINDOS操作界面，并自动进入电缆测试工作预置界面。在仪器进入设置界面后，根据被测电缆的种类、长度，点击屏幕右侧模拟键中的“电缆种类”、“检测方法”、“长度选择”、“采样频率”等，进行选择、设置。

a. “电缆类型”的选择：依据被测电缆的种类，点击“电缆种类”模拟键。

观察屏幕下方的状态栏，直到显示的电缆种类与被测电缆的种类一致为止。

b. 点击“检测方法”，此时状态栏循环显示“低压脉冲法”、“高压闪络法”和

“智能电桥法”。

c. “长度选择”：点击长度选择按键，此时屏幕右下角会循环显示“长距

离、中距离、短距离”。选取原则：当被测电缆长度小于1000 m时，选择短距离；电缆长度大于1000 m小于3000 m时，选择中距离；

电缆长度大于3000 m时，选择长距离。

d. “采样频率”：一般电缆长度采样频率选用24MHz。

e. 在确定上述设置后，点击屏幕上的“采样”键，开始数据采样过程如图

七。

图七采样界面

屏幕上显示两组波形，上半部显示局部波形，下半部分显示全貌波形。此时，可调节仪器的“振幅调节”旋钮和“位移调节”旋钮，观察采集到的波形幅度、位置及特征拐点的清晰程度。一旦得到较为理想的波形，点击“取消采样”键，仪器采样中止。

图八低压脉冲采样波形界面

（2）在数据处理界面，可根据波形的具体情况对波形进行扩展、压缩、

移动，用双电子游标判读故障距离、波形对比、波形位移、波形存储、波形打印等功能操作。波形的位移、展宽、压缩以及游标的操作等，通过屏幕下方的相应按键完成。

如图八所示：

图八波形、游标操作按键

图八波形、游标操作键结构示意图

1—波形左移按键2—波形右移按键

3—波形高、中、低速移动速度切换按键4—波形压缩按键

5—波形展宽按键6—波形压缩、展宽还原按键7—游标移动速度（粗、微、中）切换按键8—游标慢速左移按键

9—游标慢速右移按键10—左右游标选择的切换按键

11—游标快速左移按键12—游标快速右移按键

（3）“保存”操作步骤：

很多时候，需要将测试结果作为资料保留或对比用，就要利用仪器中的“保存”功能，将此次测得的波形保存在仪器的数据库中。

点击屏幕右侧的“保存”按键，屏幕将弹出数据库菜单。（如图九所示）然后按习惯的汉字输入法在表中填写文件名和相关的信息（此时须在仪器面板的USB口接上标准键盘才行），也可直接点击菜单中的“保存”键，便可完成波形的保存。

但此时存的信息除实测波形外，仅有当前设置信息和测试时间等。

图九波形保存界面

（4）“打开文件”

图十打开文件界面

“打开文件”调用以前保存过的历史波形，用于观察、分析。在设置界面点击屏幕右侧的“打开文件”按键，弹出“打开文件”界面，从文件列表

中选中所需的波形文件，点击打开即可。（如图十所示）波形的移位、扩展、压缩、判读同前所述。

（5）“波形对比”是将系统内保存过的两组同类型电缆波形调出进行对比分析。点击屏幕右侧“波形对比”按键，选择所需对比的两组同类型电缆，其中第一组波形为主比较数据波形，第二组波形为需要选择的比较波形。如图十一、十二所示。

点击“选择(w)”,弹出文件夹后，选择需要比较的文件名，点击“打开”键便完成了对比前的准备工作。再点击“比较”按键，即可进行两组波形的同屏对比分析。

图十一波形对比界面1

图十二波形对比界面2

（6）“波速测量”：

有时，为了更精确地测量电缆的长度或故障距离，或测量本仪器未预置波速的其它电缆（如通信电缆、控制电缆等），就需要对被测电缆的电波传播速度进行重新测量。“波速测量”方法如下：

首先选一段和被测电缆相同的已知长度电缆（或是已知长度的被测电缆）。将仪器检测方法预置在低压脉冲测试状态，选取适当的“电缆长度”和“采样频率”，“电缆类型”预置在“其它类型电缆速度未知”。用光标点击“波速测量”，

屏幕将弹出“请选择计算方式”提示菜单（如图十三所示）。

图十三波速测量过渡界面1

图十四波速测量过渡界面2

点击菜单中的“用实时通讯数据计算速度”和“测量吧”模拟键后，仪器开始输出测试脉冲，并在屏幕上显示出发射脉冲与回波脉冲。将波形适当扩展，并用电子游标卡尺卡住发射脉冲和回波脉冲的前沿拐点。两电子游标间显示的数字为两脉冲间的间隔时间（如图十四所示）。

此时，点击“计算速度”模拟键，仪器界面又弹出提示“请输入两游标

间距离即已知电缆长度”的子菜单。如图十五所示。

图十五输入电缆长度界面

图十六波速测量结果显示界面

用数字键输入已知电缆的准确长度后，点击菜单中的“确认”键。屏幕马上置换成波速测量结果显示界面。在子菜单和“设备当前参数”栏中显示出该电缆中的电波传播速度数值。如图十六所示。

此数值作为以后测试该种电缆故障时的波速选用值。点击子菜单中

的“离开”模拟键，屏幕回到初始界面后便可按提示进行测试了，此时选

择“电缆类型”为“其它类型电缆”。如果需要重新测速，只要点击“重算”键即可重复上述测试过程。如果操作中输入数字有误，可点击“清除”键便可重新输入数字。

（7）点击“采样”键，仪器将进入传播速度输入界面。如图十七所示。或者点击“确定”键，或者重新输入当前被测电缆的已知电波传播速度后再点击“确定”键，仪器便自动进行数据采集。测试结果界面如图十八所示。此时便可使用游标对波形进行距离测量。

图十七电缆传播速度输入界面