自制电线电缆断点无损检测工具.doc

自制电线电缆断点无损检测工具 电线电缆内部导体开路是电气维修工作中常见的故障，也是维修人员感到棘手的问题。维修人员一般只具备万用表等简单的检测设备，在不破坏电线电缆绝缘层的条件下往往无法判断导体开路点的位置。破坏绝缘层不但使电线电缆失去应用价值还可能会给安全带来隐患。笔者在实际工作中摸索出了一种简单有效的检测方法，使用普通万用表或数字万用表可以快速准确地找到故障点，对被检测的电线电缆没有任何不良影响。 一、检测原理 当一个导体靠近另一个导体时它们之间就形成了电容，容量的大小与导体的面积、导体之间的距离和填充的介质介电常数有关距离越小介电常数越大则容量也就越大。众所周知，电容可以通过交流电流，对于我们日常生活和生产中使用的50Hz交流电源也是如此。在三相四线交流电源中零线是接地的，如果我们用一个与地电位相等的电极去接近电源线表面，在相线表面上一定会产生电容电流，而零线与大地电位相等则没有电流产生，所以通过检测导体表面有无交流信号便可以知道导体该点电位的高低。根据这个原理，我们在开路导线的两端分别楼上零线和相线，当探测电极从导线一端向另一端移动时必然经过信号有无的转点，该点就是导线的开路点。导线的绝缘层相当于介质，可使电容电流大大增强，有利于检测判断。当然强弱是相对的，通过探测电极感应到的信号仍然非常微弱，普通万用表是无法显示的，但信号经过放大或直接使用数字万用表便可以检测出来。这里我们介绍两种检测工具的制作方法，以适应不同条件读者的需要。二、检测电路 三极管放大电路主要是为没有数字万用表的读者设计的电路如图1所示。放大电路仅用了三只小功率三极管复合为高p放大电路，工作电源取自于指针式万用表的电阻档，同时又作信号显示之用，使得整个检测电路非常简洁，稍有电子知识的读者都能制作成功。晶体管尽量选用高管。实验表明用两只高三极管就能达到需要的测量灵敏度。探测电极是一段多股裸线，长度50mm至80mm为宜，探测电极过长容易感应到周围的信号，不易判断点信号的变化，将探头折成“L”形状可增加与被测导线之间的电容容量，提高检测灵敏度。测量时电阻档选用Rxl00或RxlK均可，两档指针的偏转幅度差别不大，主要原因是晶体管的受工作电流影响的缘故RxlK档虽然灵敏度较高，但工作电流较小也较小。放大电路结构很简单，一般不需要焊接，只要元件无质量问题，将管脚直接绞合在一起固定在表笔上。放大电路连接完成后，可进行验证，手持万用表和表笔，人体不必接触放大电路的“地”。探测电极放在相线绝缘层表面，表头指针会有明显的偏转偏转幅度为量程的1/5左右，不同内阻的万用表或不同的导线对偏转幅度多少有些影响。在制作调试放大电路时不必追求万用表针偏转幅度大小，只要能区分信号的有无就可以了。 数字万用表交流电压档的分辨率为O.1mV，而且输入阻抗高达10M所以可直接显示探测电极感应的信号。用数字万用表检测信号比较简便，仅需要添加一个探测电极就可以了，电极的使用和制作方法与上述放大电路完全相同，如图2所示。探测电极插入“v/o”孔中。电压档位选择AC200mVo在检测过程中有信号时显示电压值一般在50mV以上，甚至超过200mV，无信号时电压值在10mV以下。两种测量方法都不需要也没磬要人体直接接触测量电路的公共端，只要手持万用表即可，这样即便探测电极万一接触到带电导体人体也不会有触电危险，器件也不会造成损坏。 测量前还要证实零线对地是否带电，因为有个别不合格的供电系统常使零线带电。如果零线对地电压较高则不易区分零线与相线之间的信号，容易造成判断失误，遇到这种情况可用地线代替零线。串联灯泡的目的是防止导线偶尔导通造成电源短路，也可以串联一个100k左右的电阻。用地线代替零线时内阻较大，灯泡不一定亮，但不影响检测。三、检测方法 在操作过程中，单股导线比较简单，手持检测设备，从相线一端开始，检测电极放在被测导线表面上，向零线一端移动，很快就可以找到信号强弱的分界点也就是开路点，导线较长时可按一定的间距选取检测点一旦信号发生了变化再回过头来缩小检测范围。对于多芯电缆检测原理虽然与单股导线相同，但具体操作起来有些区别，因为电缆内部除了被测的那股导线外还有其它导线被紧紧的裹在保护层里，信号的分布发生了变化。接线时被检测的导线两端仍然接零线和相线并串联限流负载，其它导线全部与零线连接起来。这样一来，当检测电极放到电缆表面时靠近相线一侧的信号较强，靠近零线一侧的信号相对较弱，表面信号的强弱与电缆内部导线排列是一致的。本文所介绍的方法检测灵敏度非常高在电缆绝缘保护层外表面，探测电极移动几个毫米信号就会发生明显的变化。所以检测电缆时在每个检测点上要检测圆周表面的信号只要电缆表面上还能找到较强的信号，就说明还没有到达开路点位置。四、检测经验与技巧 在熟练掌握检测方法之后可以发现，在实际工作中的测量方式和应用场合往往是灵活的。例如被测量的电线电缆是放在地面上的，由于导线与地面之间存在分布电容，一般不用再接零线只接相线就可以了，限流负载也就不用串接了。家用电器和部分工业设备都是2