隨著社會的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)也都相應(yīng)得到了進一步的拓展，用電的地方便更多了，相對應(yīng)的通過電纜進行電力輸送便顯得更多重要了，有時候電纜可能就會出現(xiàn)損壞導(dǎo)致絕緣性差，亦或是出現(xiàn)短路等一些故障情況，從而導(dǎo)致供電過程供不上電等問題，為了能夠更為快捷準(zhǔn)確地找出故障電纜以及故障點，我們便會借助到電纜故障測試儀，那么這款儀器的操作方法與步驟是怎樣的呢？下面就給大家介紹一下。
電纜故障測試儀操作方法與步驟如下：
1．現(xiàn)場故障測試前應(yīng)首先檢查儀器電量是否充足，若電量不足時，應(yīng)外接電源，儀器方可正常使用。
2．開啟“電源開關(guān)”，系統(tǒng)啟動后儀器進入 Windows 桌面系統(tǒng)后，自動進入電纜故障測試系統(tǒng)設(shè)置界面。
3．根據(jù)被測電纜的類型、實際長度及故障性質(zhì)，用觸摸筆點擊電纜儀相關(guān)觸摸鍵，進行參數(shù)初始設(shè)置。
4．參數(shù)設(shè)置完畢（默認(rèn)“低壓脈沖法”），將儀器測試線紅、黑二個夾子分別接到被測故障電纜的故障相和另一好相或電纜地線上，點擊“采樣”鍵，儀器自動進入數(shù)據(jù)采集狀態(tài)，波形同時顯示在屏幕上。再次點擊“采樣”鍵，儀器便進入“連續(xù)”采樣狀態(tài)。操作者可根據(jù)屏幕上顯示的波形幅度及位置不斷調(diào)節(jié)“位置調(diào)節(jié)”和“振幅調(diào)節(jié)”旋鈕。調(diào)整到波形便于分析為止，再點擊“取消采樣”觸摸鍵停止采樣。
5．如果設(shè)置“高壓閃絡(luò)法”，點擊“采樣”鍵后，儀器進入“采樣中”的等待狀態(tài)，對故障電纜高壓沖閃時，便會自動將“采樣盒”采集的信號顯示在屏幕上。并且再次進入“采樣中”的等待狀態(tài)，準(zhǔn)備采集下一次高壓沖閃時的信號。在不斷高壓沖閃采樣過程中調(diào)節(jié)“位移調(diào)節(jié)”“振幅調(diào)節(jié)”旋鈕，調(diào)整到波形便于分析為止，再點擊“取消采樣” 觸摸鍵停止采樣，然后進行游標(biāo)操作，得到故障點距測試端電纜長度。
電纜路徑儀功能比較全面，可便捷用于電力電纜各類故障的測試，電纜路徑、電纜埋設(shè)深度的尋測等，適用的范圍也較廣，比如：機場、鐵路、變電站、礦井等一些電纜使用場所，是我們電力電纜檢測的優(yōu)良設(shè)備。
是一套綜合性的電纜故障探測儀器。能對電纜的高阻閃絡(luò)故障，高低阻性的接地，短路和電纜的斷線，接觸不良等故障進行測試，若配備聲測法定點儀，可準(zhǔn)確測定故障點的精確位置。特別適用于測試各種型號、不同等級電壓的電力電纜及通信電纜。
電纜故障測試系統(tǒng)(全配置) 有線通信的暢通和電力的輸送有賴于電纜線路的正常運行。一旦線路發(fā)生障礙，就會造成通信和電力的中斷，如果不能及時查出故障并迅速予以排除，就會造成很大的經(jīng)濟損失和不良的社會影響。因而，電纜故障測試儀是維護各種電纜的重要工具。電纜故障智能測試儀采用了多種故障探測方式，應(yīng)用當(dāng)代最先進的電子技術(shù)成果，采用計算機及特殊性電子技術(shù)，通過結(jié)合公司常久研制電纜測試儀的成功經(jīng)驗而推出的智能化，功能全的新一代高科技產(chǎn)品。
電纜故障測試儀
1.電纜故障測試儀主機
2.電纜路徑及故障定點儀
3.電纜故障一體化高壓發(fā)生器
4.電纜識別儀
5.高壓電纜安全刺扎器
6.高壓設(shè)備:電流取樣器、電纜故障一體化高壓發(fā)生器、脈沖電容器、成套專用測試線等。
電纜故障測試儀是一套綜合性的設(shè)備。用于電力電纜開路、短路、接地、低阻、高阻閃絡(luò)性及高阻泄漏性故障的測試，以及同軸通信電纜和市話電纜的開路、短路故障的精確測試。還可以測試電纜路徑、埋深，以及電波測速，核定電纜長度等，并可建立電纜檔案以便日常維護管理。
該儀器采用多種探測方式，應(yīng)用當(dāng)代最先進的電子技術(shù)成果。采用計算機技術(shù)及微電子技術(shù)，具有智能化程度高、功能齊全、使用范圍廣、測試準(zhǔn)確、使用方便等特點。
絡(luò)已經(jīng)融入了當(dāng)今生活的各個方面，成為絕大多數(shù)人生活中不可或缺的重要組成部分。因為職業(yè)的關(guān)系，筆者經(jīng)常會接觸到網(wǎng)線的鋪設(shè)以及網(wǎng)絡(luò)的測試等方面工作，在工作中我發(fā)現(xiàn)借助專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)測試儀，可以極大地減少網(wǎng)絡(luò)故障的排查時間，并能很好地提高工作效率。
專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)測試儀功能很強大：電纜查找、掃描線序、PING功能、尋找端口以及數(shù)據(jù)包分析等。然而，不容忽視的是，盡管一個專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)測試儀功能很強大，但價格往往不菲，動輒上萬，因此相對于國外來說，國內(nèi)使用范圍還很有限。能不能自己設(shè)計一個簡單實用的網(wǎng)絡(luò)測試儀呢?當(dāng)然可以。
網(wǎng)線制作的線序可以使用網(wǎng)線測試儀進行測試，并且價格也很便宜，因此，暫且忽略這個功能。綜合考慮常用的幾個功能，筆者設(shè)計的簡易網(wǎng)絡(luò)測試儀(以下簡稱測試儀)支持：PING功能、DHCP功能測試以及網(wǎng)絡(luò)訪問測試，也就是說，此測試儀建立在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸之上，能直觀地反映網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。
筆者的設(shè)計思路如圖30.1所示。
圖30.1 簡易網(wǎng)絡(luò)測試儀結(jié)構(gòu)
圖30.2所示是此測試儀所用元器件，使用的元器件清單如表30.1所示。
圖30.2 元器件實物
表30.1 元器件清單
1.網(wǎng)絡(luò)傳輸接口芯片
網(wǎng)絡(luò)傳輸接口是本測試儀的重點，選擇一款合適的接口芯片對于簡化制作及日后工作的穩(wěn)定性都尤為重要。在這里，筆者選擇了 ENC28J60，ENC28J60 是 Microchip Technology(美國微芯科技公司)2005年推出的28引腳封裝獨立以太網(wǎng)控制器。自從推出以來，應(yīng)用極其廣泛，這得益于它的引腳非常少、外圍電路很簡單、使用3線SPI串行接口和單片機通信。由于它占用芯片引腳非常少，所以焊接容易，甚至可以直接在洞洞板上進行電路布局。
2.MCU 主控芯片
由于選定ENC28J60作為網(wǎng)絡(luò)接口芯片，MCU的引腳只需保證以下條件即可：
(1)支持3/4線SPI接口，用于與ENC28J60通信，當(dāng)然，用I/O模擬也可，只是速度會稍慢;
(2)網(wǎng)絡(luò)需要一定的數(shù)據(jù)包RAM緩存，因此主控芯片RAM至少為1KB以上;
(3)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議占用大量的代碼空間，考慮到擴展性，片內(nèi)Flash最好大于32KB。
在此，從通用與易上手方面綜合考慮，筆者選用了51內(nèi)核的1T單片機STC12C5A60S2，此單片機的特點為：改進傳統(tǒng)51單片機12T的指令運行周期，達到了1T，速度大大提高;內(nèi)部Flash空間達到了60KB，不用擔(dān)心因程序代碼的空間過大而放不下的問題。
此測試儀的電路非常簡單，主體由3片IC組成，外加帶網(wǎng)絡(luò)變壓器的RJ45接口座HR911105A以及少量的阻容元器件。
顯示器采用最常用的LCM1602字符型液晶顯示屏，雖然只能顯示16×2個字符，但經(jīng)過優(yōu)化的主菜單看起來效果也不錯。
電路圖如圖30.3所示。
圖30.3 簡易網(wǎng)絡(luò)測試儀電路圖
從筆者的設(shè)計思路中可以看出，測試儀采用菜單的形式對功能進行分類，包括TCP網(wǎng)頁測試頁面、PING命令以及通過DHCP功能從路由器自動獲取IP這3大功能。其中，對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)包處理與分發(fā)是測試儀工作的重點，在此，筆者就對此進行簡要的介紹。
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中，最常用的協(xié)議組就是“TCP/IP協(xié)議”，是一個協(xié)議組。相對測試儀系統(tǒng)而言，用到的協(xié)議有以下幾個。
(1)ARP協(xié)議：該協(xié)議為大部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)那疤幔糜谠儐枌Ψ降腗AC地址，以便在后期點對點傳輸中發(fā)送含有正確MAC的數(shù)據(jù)包。
(2)IP 協(xié)議：該協(xié)議用于點對點數(shù)據(jù)傳輸過程，通過 IP 地址判別接收方的數(shù)據(jù)包，它是ICMP、UDP和TCP協(xié)議的“容器”。
(3)ICMP協(xié)議：換個通俗的說法，該協(xié)議就是PING，用于確認(rèn)對方的連接狀態(tài)，正常連接就能收到PING回應(yīng)。
(4)UDP協(xié)議：該協(xié)議是簡單的面向數(shù)據(jù)包的傳輸層協(xié)議，不需要通過復(fù)雜的握手協(xié)議，只需要知道對方的IP地址和MAC即可進行數(shù)據(jù)傳輸，因此具有高效、卻不可靠的特點。
(5)TCP協(xié)議：該協(xié)議是高可靠性的包交換傳輸協(xié)議，通過復(fù)雜的握手、重發(fā)、回應(yīng)協(xié)議機制進行傳輸，和UDP相反，具有冗余、可靠的特點。
(6)DHCP協(xié)議：該協(xié)議是用來實現(xiàn)自動從路由器上獲取IP地址、子網(wǎng)掩碼以及網(wǎng)關(guān)IP地址的功能，免去了手動設(shè)置IP的麻煩。
這6個常用的協(xié)議只是眾多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的很小一部分，但卻負(fù)擔(dān)著大部分網(wǎng)絡(luò)傳輸任務(wù)，因此，網(wǎng)絡(luò)傳輸其實并非很多人想象得那么不可捉摸。
由于元器件不多，電路結(jié)構(gòu)比較簡單，遂采用Protel 99SE設(shè)計，完成后的PCB布局如圖30.4所示。只要焊接無誤，上電燒寫程序后即能正常工作。筆者試制了幾個均一次成功。
圖30.4 PCB 布局
焊接完成之后的效果如圖30.5所示，之后進行液晶顯示屏裝配，效果如圖30.6所示。
圖30.5 焊接完成圖
圖30.6 裝配上液晶顯示屏
上電初始化完成后，進入主菜單，如圖30.7所示，可以按動Next按鍵選擇相應(yīng)的功能，按Enter按鍵確認(rèn)。
選擇功能1是WebServer，是運行TCP網(wǎng)頁測試的頁面，用于網(wǎng)絡(luò)中的電腦對測試儀進行數(shù)據(jù)訪問測試。與測試儀在同一網(wǎng)絡(luò)中的電腦均可以通過IE瀏覽器訪問測試儀，在瀏覽器地址欄輸入測試儀的地址即可，圖30.8所示為測試儀運行界面，圖30.9所示為電腦訪問測試儀的網(wǎng)頁，網(wǎng)頁上可以顯示電腦的IP地址以及MAC地址。
圖30.7 主菜單
圖30.8 運行網(wǎng)頁服務(wù)器
選擇功能2為PING功能，它是用于測試儀對網(wǎng)絡(luò)中的電腦進行數(shù)據(jù)交換測試，不僅可以對同一局域網(wǎng)內(nèi)的電腦進行測試，也可對跨越路由器的遠程IP地址進行PING。如果對端電腦未能對測試儀進行回應(yīng)，測試儀就會顯示“Response TTL=???”;如果收到回應(yīng)，則顯示TTL=064(也可能是255、128、32等);如果對端的電腦跨越路由器，則每跨越一層路由器，TTL的數(shù)值就會減1，這個數(shù)據(jù)也可以粗略地估計數(shù)據(jù)包經(jīng)過的路由器層數(shù)。All后的數(shù)據(jù)表示總共進行了幾次PING，Succ后的數(shù)據(jù)表示成功的PING次數(shù)，All與Succ之差就是丟包的次數(shù)。網(wǎng)絡(luò)狀況良好時，一般All和Succ的數(shù)據(jù)相等。圖30.10為PING功能的PING通狀態(tài)。
圖30.9 電腦訪問網(wǎng)頁服務(wù)
選擇功能3為設(shè)置功能，可以對測試儀的IP地址、子網(wǎng)掩碼以及網(wǎng)關(guān)進行設(shè)置，也可在開啟DHCP功能的路由器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，通過打開測試儀的DHCP功能從路由器處自動獲取上述3個參數(shù)，這樣就更加方便使用了，圖30.11所示為設(shè)置的參數(shù)。
圖30.10 PING 功能的PING 通狀態(tài)
圖30.11 設(shè)置菜單
測試儀在設(shè)計之初，就本著盡量精簡的原則，在完成支持ARP、ICMP、DHCP以及TCP協(xié)議的情況下，刪除不必要的協(xié)議。因此，系統(tǒng)代碼相當(dāng)精簡，只占用了大約16KB的代碼空間。當(dāng)然，它也僅能完成菜單選擇PING命令、自動獲取IP和網(wǎng)頁顯示電腦參數(shù)等簡單的功能，一些復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)功能，例如數(shù)據(jù)協(xié)議分析顯示、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包存儲等，由于體積和硬件所限，在本測試儀中尚未涉及。
經(jīng)過一段時間的試用，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，在日常工作中與網(wǎng)線測試儀搭配，能夠完成大部分測試和故障判斷工作，完全可以滿足日常的應(yīng)用。
■ 為了方便大家制作，下位機、上位機的代碼與 PCB 文件均可從qq群657864614下載。