电缆故障测试仪.doc

电缆故障测试仪

技术说明书

国营建华仪器厂

一、概述
JH5135电缆故障测试仪,它集屏幕式及数字式电缆故障测试仪于一体,仪器的屏幕上可清晰观看到故障的类型,故障的准确位置由LED数码管显示,使用者一目了然,该仪器专门适用于有线通信部门、电力部门、电缆生产厂家和其它大型厂矿、企业等探测通信电缆的开路、短路、阻抗失配等故障的位置和类型，也可用来测量电缆的长度和电磁波信号在电缆中的传播速度。
该仪器的工作原理是通过向被测电缆发送电脉冲，电脉冲在传输过程中遇到开路或短路处会因阻抗失配产生反射，反射脉冲传回到仪器中经处理后，显示在屏幕上，通过发送脉冲到反射脉冲延迟时刻的运算，在仪器的LED数码管上显示出故障的实际距离。由于该仪器应用了高稳固的晶体振荡器作时标，测量数据经微机处理，因而具有智能化、准确、可靠等突出优点，同时仪器采纳便携式防水机箱，可交直流两用，适合野外作业。
二、要紧技术参数
1、被测电缆种类：指己规定波速系数的电缆和任意波速系数的电缆
市话电缆 V.P.C. 0.75
塑料电缆 V.P.C. 0.78
边防电缆 V.P.C. 0.80
对称电缆 V.P.C. 0.83
同轴电缆 V.P.C. 0.93
其它任意电缆 V.P.C. 0.4~0.99
2、 线路阻抗：10Ω~1KΩ
分0.1Km；0.2Km；0.5Km；1Km；2Km；5Km；10Km,共七档
3、 量范畴：20m~10Km
4、 测量精度：满量程的2%以内
5、 发送脉冲幅度
负载开路：>10V
负载1KΩ：>8V
负载100Ω：>6V
负载10Ω：>2V
6、 输出阻抗：约100Ω
7、 供电电源：交流220V，50Hz
直流12.5V（专用稳压电源）
8、 功耗：交流，约35VA
直流，约18VA
9、 使用环境：-10℃~+40℃，相对湿度：≤80%
10、 重量：主机（带电池），约9.5Kg
充电器，约2Kg
11、 体积：主机，520×210×185mm
充电器，180×170×80mm
三、工作原理
JH5135电缆故障测试仪的工作原理是通过向被测故障电缆发送脉冲，电脉冲在有故障的电缆传输过程中会因阻抗失配而产生反射脉冲，通过对发射脉冲和反射脉冲延迟时刻的运算来确定电缆的故障位置。
该电缆故障测试仪由波形显示，光标操纵，CPU治理，供电电源及充电器等五大部份组成，其原理方框图如下：

JH5135电原理方框图
1、波形显示
这部份包括X偏转电路、Y通道放大偏转电路、显示器操纵、脉冲信号发生电路。
2、光标操纵

JH5135操作面板示意图
由时基信号触发，光标可任意调整，同时依照各量程的要求与发射脉冲同步移动，光标定位故障电缆的故障反射点，并操纵计数闸门，使计数器正确计数。
3、CPU治理系统
这部份包括波速系数的调整输入，故障距离的自动计数及运算，计数结果的LED显示，引线长度的扣除等
本仪器由单片机87C51做为整个机器的计数操纵，计数显示，波速系数的调整及输入的操纵中心，波速系数由两位输入（0.01~0.99），可依照不同电缆将该电缆的波速系数由输入键调至某一量值，面板上通过两位数码管直截了当显示出来，高位或低位按键每按动一下，数码管自动增1（0~9增量循环）。显示器为六位数字显示，计数脉冲由100MHz晶体振荡器产生，因此，在波速系数为0.67时计数辨论率为1m。
引线长度扣除是用来在故障电缆测量时，当需要用一短引线（≤200m）接至被测电缆时使用的（测量盲区20m）。
4、电源
此部份包括稳压器和直流变换器。
12.5V直流电压经BG1、BG2、BG3组成的稳压器，稳压到9.6V，作为变换器校正电路和数字显示器的电源，同时9.6V经R6降到9V，作为波形显示器部份的电源，BG1、BG2组成复合联结，等效于一个PNP三极管。变换器由BG6、BG7组成的单端变压器耦合振荡器，R4、R5为偏置电阻，C2为加速起振电容，BG8、BG9为爱护二极管，由于振荡波形操纵在非对称状态，导通时刻较长，截止时刻较短，截止时能在变压器两端产生较高的脉冲电压，该电压经整流滤波后得到较准确的+1500V、-600V、+110V、30V电压供示波管使用，示波管灯丝也是由变压器B1产生的，有效值为6.3V。
5、充电部份
充电部份是本机的一个附件，它能对电池进行充电，也可为仪器使用提供所需直流供电。
四、使用说明
1、仪器使用前应检查各旋钮、开关、游标、示波管等是否正常，有无在运输过程中由于强烈振动引起的损坏、松动等。
2、面板各操作旋钮、开关说明
电源插座：不与充电器联结时由机内电池供电；与充电器联结时作为向机内电池充电或由充电器直截了当供电给仪器使用。
测量/充电开关：置“测量”位置时上方的指示灯亮，仪器作测量用；置“充电”位置时若与充电器相连，则上方的指示灯亮，充电器对机内电池充电，若不与充电器相连，则主机电源处于关闭状态，上方的指示灯熄灭。
正常/增幅开关：置“正常”位置时，反射脉冲直截了当加到示波管Y偏转电路；置“增幅”位置时，Y放大器工作，反射脉冲约五倍放大后加于Y偏转电路。
Ⅰ/Ⅱ转换开关：置“Ⅰ”位置时可在屏幕上观看到发射脉冲和反射脉冲波型；置“Ⅱ”位置时，可利用光标确定故障位置。
光标旋钮：定位故障位置。
量程开关：选择测量的量程范畴。
波速系数按键：左边一个调整高位波速系数；右边一个调整低位波速系数。
复位按键：使显示器复位。
扣除按键：用来扣除测试引线的长度。
辉度旋钮：调剂光迹亮度。
聚焦旋钮：调剂光迹清晰度。
X位移旋钮：调剂光迹水平位置。
Y位移旋钮：调剂光迹垂直位置。
LED数码管：左边两位显示波速系数，其余六位显示故障距离。
3、充电器面板操作说明

充电器操作面板示意图
输入：交流220V，50Hz
输出：该插座与主机电源插座相连，为主机机内电池充电，或由充电器作直流供电。
通/断开关：置“通”位置时，充电器工作；置“断”位置充电器关闭。
测量/充电开关：置“充电”位置时，对机内电池充电；置“测量”位置，主机通过充电器工作。
4、交流使用：充电器接通220V/50Hz交流电源，通/断开关置“通”位置，直流输出插座与主机电源插座联结，主机测量/充电开关置“测量”位置，主机由交流供电。
5、机内直流供电：主机测量/充电开关置“测量”位置，仪器即可由机内电池供电（注意：需先对机内电池充电14-16小时）。
6、电池充电：充电器接通220V/50Hz交流电源，通/断开关置“通”位置，测量/充电开关置“充电”位置，充电器输出插座与主机电源插座相连，同时主机测量/充电开关置“充电”位置，这时充电器对机内电池充电，充电14~16小时可连续工作三小时左右，也可将充电器测量/充电开关，拨至“测量”位置，如此只需充电5~6小时即可连续工作三小时左右。
7、校正检查：仪器在出厂前己作了精确调整，为了保证测试的精度，使用前需进行校正检查，其步骤如下：
⑴ 、调剂面板的各旋钮，要求：
测量/充电开关置于“测量”位置；
转换开关置于“Ⅱ”位置；
调整波速系数按钮，使其读数为与被测故障电缆的波速系数相同；
辉度及聚焦调到最佳
⑵、调光标操纵旋钮，使光标与发射脉冲前沿重合；
⑶、用小起子调整仪器下方中间的调剂电位器，使LED数码管上最后一位数字交替显示“0”“1”，至此，校正检查完毕，仪器可供使用。
五、 测量
1、己知故障电缆波速系数时故障位置的测量：
⑴、主机测量/充电开关置“测量”位置，可选用交流或直流供电方式；
⑵、调剂波速系数开关，使LED显示器左边两位上的数字为己知的波速系数；
⑶、将被测故障电缆与主机输出插座相连；
⑷、调整波形显示的各操纵旋钮，使屏幕上可观看到发射脉冲，反射脉冲波形，和一个由光标旋钮操纵的光标，调整量程开关，使反射脉冲波形尽量处于屏幕右侧的位置，再调剂光标操纵旋钮，使反射脉冲和光标前沿重合，现在LED数码管上的数字即是故障点的位置。

⑸、有时因反射脉冲和光标叠加在一起，不易将它们的前沿重合，这时，可先在位置“Ⅰ”处用X位移旋钮将反射脉冲前沿调至某一刻度线上，并记下其位置，再将转换开关置于“Ⅱ”（这时屏幕上就只有发射脉冲和光标）再光标操纵旋钮将光标调至所记下的刻度线上,也能方便地读出故障的位置。
2、末知故障电缆的波速系数，可用一根己知长度（最好大于100m）且与被电缆相同型号的电缆，先确定出波速系数，其方法是：将该电缆与主机输出插座相连接，用光标对准反射脉冲，调剂波速系数开关，使LED数码管是显示的故障长度正好为该电缆的长度，现在仪器上所显示的波速系数读娄即为该电缆的波速系数。确定出了电缆和波速系数后即可重复“1”条的操作，测出故障电缆的故障位置。
3、故障性质的确定：故障电缆显现的开路或短路故障，可由屏幕上所显示的波形来判定，
以下列出了各种典型故障的波形图：
六．爱护与修理：
1、一样性爱护：仪器在室内使用时，应注意干燥和清洁；仪器在野外使用时应防日晒雨淋；仪器在不使用时应切断电源，防止损坏内部电池，并将面板罩好，放在干燥通风的地点；仪器长期不使用时，最好3~6个月开机将电池进行1~2次充放电（充电时刻为14~16小时，放电时刻为
3小时），以延长电池寿命。

几种典型故障的波形图
2、仪器在使用一个时期后若显现故障时，第一应进行观看检查：断开电源拧开面板四角上机芯与机壳的联接螺钉，将机芯从机箱内取出，对各个部份进行认真观看，有的故障往往是由于示波管上边的偏转电极接插焊片脱落；或内部保险丝松脱；或接线插头松脱；或某元件接头断线松脱，短路碰线等引起，通过观看往往能发觉故障缘故。
3、电路检查：
⑴、在通电检查时必须注意人身和仪器的安全，以免被高压击伤。
⑵、在进行电路检查之前，应对整机各部件的结构，原理作全面的了解，然后依照故障的现象分析判定，找出故障部位予以排除。
⑶、示波管无显示：这一样是由电源供电系统的故障造成的，可先检查充电器是否有12.5V输出，电池电压是否大于12V，否则仪器不能正常工作，依照原理图逐字逐点检查各点输出电压是否为：9V、9.6V、100V、-30V、-600V及-1500V,X、Y偏转部件印制板上的电源电压是否正确，针对故障部位找出故障来源，加以排除。
⑷、仪器只有一个亮点：这种情形表示电源部份无故障，往往是X偏转部份印制板上的时基谐振荡器停振造成的故障。
⑸、仪器有X扫描线，无Y扫描线，这种情形往往是由Y偏转系统脉冲产生器部份故障造成。
⑹、仪器某一量程档无Y扫描：这种情形往往是由Y偏转系统中该量程档的元件损坏或相关联线转换开关故障造成的。
⑺、仪器有Y扫描线无X扫描线：这种情形是由于X偏转系统故障造成的。
⑻、仪器某一量程档X偏转系统中该量程档的元件或联线、转换开关等故障造成的。
⑼、仪器无增幅：这种情形往往是由X、Y系统的增幅放大器或相互的转换开关故障造成。
⑽、仪器LED显示无显示、数字乱跳：若LED显示器完全无显示，大多是由于供电电源故障造或相关的连接线断路造成；若LED上有显示，但所显示的数字跳动频繁，则故障缘故就较为复杂，专门有可能是由于某个元件变质或损坏造成，需依照原理图逐级查找。