GS917電纜電線路故障距離測試儀
一、用途
HM-16C型輸電線路故障距離測試儀是用于架空輸電線路發(fā)生接地(短路)或斷路(開路)時，測量故障點到測量點(變壓器)的距離。
該儀器適用于35kV及以上各電壓等級的架空輸電線，當發(fā)生單相接地或斷線故障時，只要在變電站內(nèi)對故障線路進行測試，就可準確地測出故障距離，確定故障桿塔，便于搶修人員快速查找故障，縮短搶修時間。
該儀器必須在線路停電的基礎上才能使用。它具有體積小，攜帶方便，自帶電池交直兩用，具有圖形和數(shù)字顯示功能，操作方便。
GS917電纜電線路故障距離測試儀
二、原理
根據(jù)波的傳輸理論，波在架空線路上傳播,遇到開路或短路點時，會發(fā)生反射，在線路上產(chǎn)生駐波。波的頻率不同，駐波波峰波谷出現(xiàn)的位置則不同。通過改變波的頻率，可使波的波谷正好出現(xiàn)在信號的注入點。由于架空線路波速是固定的，在已知波速的情況下，就可以計算出線路的長度。
設： f:注入的信號頻率;
v:注入的信號沿線路傳輸?shù)乃俣?
l:注入信號的波長;
L:線路長度;
因為: f×l=v
由理論公式推導，可得出:
對于末端短路的線路，當注入的信號頻率由低向高變化，在注入點出現(xiàn)*個駐波波谷時，線路長度為波長的一半，即:
L=l/2=0.5V/F。
對于末端開路的線路，當注入信號的頻率由低向高變化，在注入點出現(xiàn)*個駐波波谷時，線路長度為波長的四分之一，即:
L=l/4=0.25V/F。
據(jù)這一結(jié)論，就可以計算出故障距離。
本儀器帶有準確測頻電路及對駐波波谷進行檢測的模塊，可檢測出發(fā)生駐波時的頻率，再根據(jù)已有的各電壓等級下的波速，換算出發(fā)生故障的點到測量點之間的距離L。由于本儀器帶有數(shù)據(jù)記憶電路，對測量出的各頻率下的數(shù)據(jù)進行記錄，可在測試完成后進一步準確分析。
三﹑界面介紹
儀器開機后會自動顯示如下圖型界面，其中曲線部分為上一次采樣得到的數(shù)據(jù)波形。
主要操作功能為分析、采樣和縮放功能。
分析功能主要是通過控制“左移”和“右移”鍵改變標識線的位置，尋找波谷發(fā)生 低的頻率點。顯示屏幕下方的L表示故障距離，會隨著標識線位置的變化而給出對應距離數(shù)據(jù)。A表示駐波點的幅值，f為當前標識線所標定的頻率點的頻率值。
采樣是進行駐波點測量的過程。
縮放是結(jié)合分析對所測的曲線在頻率軸（x軸）方向進行曲線的壓縮與放大（精細度的改變）。
開路或短路提示為測量采樣后，儀器根據(jù)數(shù)學模型分析得到的線路末端為開路斷線或短路接地的故障狀態(tài)標識，也是進行距離計算的數(shù)據(jù)。
距離標識下方的電壓等級標識主要是選擇該電壓等級下線路的波速用，其選擇對應于所測線路電壓等級。
四﹑主要技術參數(shù)
1． 掃頻范圍 （100Hz～100kHz） 分段選擇
2． 測量距離 2～100km
3． 被測線路電壓等級 35kV～500kV
4． 顯示LCD 240×128點陣 （黑白）
5． 顯示方式 圖形及文字
6． 輸出電壓 Vp_p≥8V
7． 精 度 1%
8． 內(nèi)部電池使用時間 2～4小時/每次充電
9． 充電電流及時間 100～200mA/12小時
10． 體積 260(寬)×350(長)×190(高)mm
11． 重量 5Kg
五﹑按鍵操作介紹
本儀器除了電源開關外。還有五個簡單的操作鍵，分別為“短路/開路”選擇鍵，“功能”選擇鍵，左移鍵和右移鍵在不同的功能狀態(tài)下左﹑右移鍵還有其它一些定義。
“功能”選擇鍵，是用于選擇分析、采樣、縮放操作狀態(tài)，每按一次順序會改變一次，當前被選中的操作功能狀態(tài)會反白顯示。
在分析過程中按下左、右移鍵，會使標識線左、右移動，當移動到圖形的 左、右兩端時，如果還有數(shù)據(jù)，會自動換頁。如果認為頻率的精細度不夠，應進入縮放功能狀態(tài)進行X軸方向的放大和壓縮后，再回到分析功能中分析。
在縮放功能狀態(tài)下，每按一次“左移”鍵，圖形曲線會在原頻率點壓縮一倍。按一次“右移”鍵，圖形曲線會在原頻率點擴展一倍，直到 小精細度。
在采樣功能狀態(tài)下，按“右移”鍵致屏幕顯示“采樣”標識閃爍時，再次按下“右移”鍵兩秒左右儀器進入采樣測量，進入測量后，所有操作鍵均失效，直至采樣完成。并將上次所測量后保存的數(shù)據(jù)刷新。
在采樣功能狀態(tài)下，按“左移”鍵可選擇所測量線路的電壓等級。選擇線路的電壓等級依次為35KV、110KV、220KV、330KV和500KV，每按一下“左移”鍵 將會在上述電壓等級中增跳一次，多次按下會反復變換。
六、使用方法
本儀器不允許在被測線路帶電的情況下測量。
測量時，儀器的“輸出”端子，用引線連接故障相架空線路。儀器的“接地”端子接變壓器的地線。若架空線路發(fā)生相間短路故障，可一相接儀器“輸出”端子，另一相接儀器“接地”端子。檢查所有連接線都聯(lián)接好后，打開電源“開關”。
儀器進入主界面后，通過“功能”鍵選中進入“采樣”功能狀態(tài)。此時按“左移”鍵可選擇所測線路的電壓等級。按“右移”鍵致“采樣”標識閃爍，再次按下“右移”鍵兩秒左右儀器進入采樣測量。采樣測量結(jié)束后儀器自動進入分析功能狀態(tài)。
線路開路故障時的駐波比與頻率變化的關系見下圖:
線路短路故障時駐波比與頻率的關系見下圖:
圖中f0為*駐波點的頻率，在“分析”功能狀態(tài)下通過“左移”鍵或“右移”鍵移動標識線，反復在*駐波點附近調(diào)整，觀察顯示屏下方A的值（駐波比）變化，找出 低點。此時顯示出的距離L為故障距離，f為*駐波點的頻率，A為駐波比。
為了便于找出*駐波點的 小A值，可選中縮放狀態(tài)，通過“左移”鍵或“右移”鍵放大或壓縮曲線，以便取得 好精細度。調(diào)整好精細度后進入分析狀態(tài)進行分析。
采樣測量結(jié)束后儀器自動判斷線路故障性質(zhì)（短路或開路）。若自動判斷有誤可通過“短路/開路”鍵改變故障判斷性質(zhì)（距離L將改變）。
若線路是短路故障，所顯示曲線與正弦曲線相似，既A的值隨著頻率的增加由小向大再向小變化（見線路短路時駐波比與頻率的關系圖）。
若線路是開路故障，所顯示曲線與余弦曲線相似，既A的值隨著頻率的增加由大向小變化（見線路開路時的駐波比與頻率變化的關系圖）。
根據(jù)波的傳輸理論和理論公式可知，當故障點離測試點距離越近，在注入點出現(xiàn)*個駐波波谷時的頻率f0越高。當故障點距離太近時可能測量不到f0的值，當故障點離測試點距離太遠時f0的值可能只有幾百赫茲，我們所測到的可能不是*駐波點而是**、第三駐波點，當曲線波形中*駐波點所示故障距離大于50kM時，可通過距離檔位按鈕選擇大于50kM的檔位來進行準確的測量。
七、誤差的修正
本儀器程序中的架空線路波速是固定的，對于不同參數(shù)的架空線路，其波數(shù)與給定波速會有一定偏差。因此，對于不同參數(shù)的架空線路，測出的距離也有一定偏差;但這一偏差可通過下列兩種辦法進行修正。
1.根據(jù)對具體線段參數(shù)測試，修改程序中架空線路的波速參數(shù)，以保證測量精度。本方法適用于同一電壓等級線路參數(shù)基本*的用戶。此項工作由架空線廠家與用戶配合進行。
2.用戶用HM-16C儀器對已知長度L0的線路測量時，分別測量非故障相長度L1和故障相長度L2，可通過下列公式得到故障距離。
Lx=L0×L2/L1
八、注意事項
1.儀器中的蓄電池為全密封型，可以任意放置。
2.關上電源開關，將220V市電由所配充電線引入充電插口就可進行充電，充電時間為12小時。
3.為了延長電池壽命使電池達到 佳使用效果，應每月進行充放電一次。