CN101603995A - 电缆检测装置及其实现检测的方法和台区用户识别仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆检测装置及其实现检测的方法，本发明方案采用可控开关元件，比如固态继电器、晶闸管、晶体管、IGBT等，通过在动力线路的用户端或末端连续瞬间接通后关断，在线路中产生一个连续的瞬间脉冲电流，并通过追踪这个脉冲电流实现电缆检测。本发明方法中，由于脉冲电流不会传播到其它不相关的线路，而且脉冲电流信号也不会受到电力线路本身的干扰。因此，采用本发明检测电缆装置检测电缆的方法，保证了电缆检测的准确性。本发明还公开了一种集成有电缆检测装置的台区用户识别仪，在台区识别中避免了误判及无法判别，保证了识别的准确性。

Description

电缆检测装置及其实现检测的方法和台区用户识别仪

技术领域

本发明涉及电力系统检测技术，尤指一种电缆检测装置及其实现检测的方法和台区用户识别仪。

背景技术

用电管理部门经常需要普查各类台区的用户资料，包括用户是由哪台变压器供电、由哪个母线分支供电(一台变压器有可能存在多个分支母线)、由哪相供电等，以实现台区精细化管理，从而为降耗减损提供真实准确的基础数据。

目前，为了实现台区精细化管理，通常使用台区用户识别仪(也称为台区用户查询仪、或营业普查仪等)来确定用户的台区信息及相别。

通常，台区用户识别仪采用电力载波通信的方式，图1是现有台区用户识别仪检测电缆的示意图，如图1所示，工作原理如下：

一般，台区用户识别仪包括主机和手持终端两部分，主机和手持终端之间采用电力载波通信的方式。使用时，将主机安装在待测变压器的低压出线端子上，操作人员利用手持终端在待检验用户的进线口进行测试。如图1所示以三相为例，主机连接在变压器B的低压出线端子上，假设待检验用户接在c相电缆上，手持终端也接在c相电缆上，当主机向手持终端发送载波信号时，手持终端会收到载波信号并显示相应信息，如变压器B的标识号、所在相的标识号等，此时通过检测得出，该待检测用户属于变压器B并接在其c相电缆上。如果主机连接在其它变压器的低压出线端子上，那么，当主机向手持终端发送载波信号时，原则上手持终端应该是收不到信号的，这样才能达到准确检测电缆的目的。

但是，由于载波信号是高频电压信号，会在相邻线路间传播，对于线路复杂、台区相邻交叉的情况很容易出现误识别；而且，载波信号衰减快，对于线路干扰严重或线路较长的用户(通常超过2公里)是无法判别用户所在台区的。

除了上述在台区识别中需要检测电缆外，在工作生活中，比如在建筑装修过程中，经常需要寻找电缆在墙中的走向，以避免破墙时损坏电缆。目前，为了查找动力电缆的走向，也是利用高频信号来进行检测的。图2是现有查找动力电缆的示意图，如图2所示，假设需要检测连接负载3的电缆的走向，可在负载3上并接一高频信号源A，高频信号源A通过耦合电容C1向电缆中注入一个高频信号，工作人员通过手持高频探测仪探测这个高频信号来查找电缆的走向。

由于电力线路本身也存在强烈的干扰，通过追踪施加高频信号的方法经常由于信号灵敏度不够而无法追踪。而对于高频信号灵敏度的设置在实际操作中会比较困难，如果灵敏度过高，很可能出现在没有电缆走线的地方检测出存在电缆走线；如果灵敏度过低又无法实现电缆走向追踪。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电缆检测装置，能够准确检测电缆。

本发明的另一目的在于提供一种台区用户识别仪，能够准确识别台区。

本发明的又一目的在于提供一种电缆检测装置实现检测的方法，能够准确检测电缆。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种电缆检测装置，该装置包括：

终端单元，用于产生脉冲电流，并接在动力线路的用户端或末端；

手持脉冲检测器，用于追踪和检测产生的脉冲电流，以确定用户端或末端所在的电缆。

所述终端单元包括并接在动力线路的用户端或末端的脉冲控制模块，及动作模块，其中，

脉冲控制模块，用于对动力线路的用户端或末端交流电压进行采样，并向动作模块发送持续预设时长的导通控制信号；

动作模块，用于在导通控制信号的控制下导通，产生以预设时长作为脉冲宽度的脉冲电流信号。

所述动作模块为可控开关元件。

所述可控开关元件上进一步串接一导通电阻，用于调整所述脉冲电流的幅度。

所述手持脉冲检测器包括电磁感应天线、电流互感器和指示模块，其中，

电磁感应天线，用于接收脉冲电流信号产生的电磁波，并顺着电缆追踪接收到的电磁波；

电流互感器，用于在电缆的另一端检测脉冲电流；

指示模块，用于指示是否接收到脉冲电流信号产生的电磁波，或者显示获得的脉冲电流信息。

一种台区用户识别仪，包括安装在待测变压器的低压出线端子上的始端单元，及并接在动力线路的用户端或末端的终端单元；

始端单元，用于在检测出待测变压器的低压出线端上存在脉冲电流后，向检测出存在脉冲电流的母线注入载波信号；

终端单元，用于在产生脉冲电流后，接收载波信号，并根据接收到的载波信号确定并接终端单元的用户的台区信息及相别。

所述始端单元包括主机和脉冲电流检测模块，其中，

主机，用于接收脉冲电流检测模块的通知，向检测出存在脉冲电流的母线注入载波信号；

脉冲电流检测模块，用于在检测出所在待测变压器的低压出线端上存在脉冲电流时，通知主机。

所述脉冲电流检测模块包括：电流互感器和指示模块，其中，

电流互感器，用于从母线上检测脉冲电流；

指示模块，用于显示检测到的脉冲电流信息。

所述终端单元包括脉冲控制模块、动作模块和载波接收模块，其中，

脉冲控制模块，用于对动力线路的用户端或末端交流电压进行采样，并向动作模块发送持续预设时长的导通控制信号；之后通知载波接收模块；

动作单元，用于在导通控制信号的控制下导通，产生以预设时长作为脉冲宽度的脉冲电流信号；

载波接收模块，用于接收来自脉冲控制模块的通知，接收载波信号，并根据接收到的载波信号确定并接终端单元的用户的台区信息及相别。

所述动作模块为可控开关元件；

所述可控开关元件上进一步串接一导通电阻，用于调整所述脉冲电流的幅度。

所述台区用户识别仪还包括：手持脉冲检测器，用于追踪和检测产生的脉冲电流，以确定用户端或末端所在的分支母线。

所述手持脉冲检测器包括电磁感应天线、电流互感器和指示模块，其中，

电磁感应天线，用于接收脉冲电流信号产生的电磁波，并顺着电缆追踪接收到的电磁波；

电流互感器，用于在分支母线上检测脉冲电流；

指示模块，用于指示是否接收到脉冲电流信号产生的电磁波，或者显示获得的脉冲电流信息。

所述电流互感器为一个、或者两个、或者三个、或者四个、或者多个。

一种电缆检测装置实现检测的方法，包括：

在动力线路的用户端或末端产生脉冲电流；通过追踪产生的脉冲电流，以检测用户端或末端所在的电缆的走向。

该方法还包括：通过检测所述产生的脉冲电流识别电缆。

由上述技术方案可见，本发明采用可控开关元件，比如固态继电器、晶闸管、晶体管、IGBT等，通过在动力线路的用户端或末端连续瞬间接通后关断，在线路中产生一个连续的瞬间脉冲电流，并通过追踪这个脉冲电流实现电缆检测。本发明方法中，由于脉冲电流不会传播到其它不相关的线路，而且脉冲电流信号也不会受到电力线路本身的干扰。因此，采用本发明检测电缆装置检测电缆的方法，保证了电缆检测的准确性。

另外，本发明集成有电缆检测装置的台区用户识别仪，由于脉冲电流信号不会受到电力线路本身的干扰，对于线路复杂、台区相邻交叉的情况避免了误识别以及无法判别，保证了台区识别的准确性。

附图说明

图1是现有台区用户识别仪检测电缆的示意图；

图2是现有查找动力电缆的示意图；

图3是本发明电缆检测装置的工作原理示意图；

图4是本发明电缆检测装置应用的实施例的示意图。

具体实施方式

为了实现电缆检测，本发明电缆检测装置主要包括：用于产生脉冲电流的终端单元，和用于追踪和检测产生的脉冲电流的手持脉冲检测器。终端单元并接在动力线路的用户端或末端，包括并接在动力线路的用户端或末端的脉冲控制模块，及动作模块，其中，

脉冲控制模块，用于对动力线路的用户端或末端交流电压进行采样，并向动作模块发送持续预设时长的导通控制信号。需要说明的是，对于采样交流电压、生成导通控制信号的具体实现属于本领域技术人员的常用技术手段，比如可以通过单片机、DSP或可编程逻辑器件等来实现，这里不再详述。脉冲电流的幅度可通过控制开关元件的导通电阻实现，脉冲电流的时间可通过控制开关元件的导通时间控制。

动作模块，用于在导通控制信号的控制下导通，产生以预设时长作为脉冲宽度的脉冲电流信号。动作模块可以采用可控开关元件，比如固态继电器、晶闸管、晶体管、IGBT等来实现。

手持脉冲检测器包括电磁感应天线、电流互感器及指示模块。电磁感应天线用于接收脉冲电流信号产生的电磁波，并顺着电缆追踪接收到的电磁波，同时指示模块可以采用声音和/或图示的方式提示检测人员是否接收脉冲电流信号产生的电磁波；电流互感器用于在电缆的另一端检测脉冲电流，并通过指示模块将检测到的脉冲电流信息指示给检测人员。电流互感器可以采用钳式电流互感器，指示模块可以是采用数字或图形的方式显示脉冲电流相关信息，如幅值、所在母线等，从而确定用户端或末端所在的电缆。

利用本发明装置在动力线路的用户端或末端产生脉冲电流，通过追踪产生的脉冲电流，以检测用户端或末端所在的电缆的走向。而且，还通过追踪产生的脉冲电流来准确识别电缆。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图3是本发明电缆检测装置的工作原理示意图，如图3所示，假设在变压器B下存在支路1、支路2和支路3。负载3属于支路1，负载2属于支路2，负载1属于支路3。

假设动作模块为一固态继电器即G1，其端s和端d并接在脉冲控制模块的两个输入端上，控制端k与脉冲控制模块的导通控制信号输出端相连接；脉冲控制模块的两个输入端作为终端单元的输入端并接在负载1上；负载1接在母线c和母线n上。

终端单元上电工作后，脉冲控制模块向G1发送持续预设时长的导通控制信号，G1在导通控制信号的控制下闭合导通，然后断开，如此反复，从而产生一以预定时长作为脉冲宽度的连续的脉冲电流信号，该脉冲电流信号会沿着负载1所在电缆流向该电缆的另一出端。此时，在支路3、母线c、母线n中均有脉冲电流产生，而在支路1、支路2、母线a、母线b中不会产生脉冲电流。

脉冲电流的幅度可通过控制开关元件的导通电阻实现，比如在G1上串接一电阻来调整脉冲电流的幅度，脉冲电流幅度的大小可根据现场情况变化，通常在0.1安培(A)～100A范围内。电阻大小与幅度的关系调整方法属于电工常识，这里不再详述。

此时，工作人员可以拿着手持脉冲检测器接收脉冲电流产生的电磁波，并追踪接收到的电磁波到达电缆的另一出端，然后将手持脉冲检测器配的电流互感器钳在电缆另一出端上，检测脉冲电流幅度。这样，工作人员就毫无疑义地找出了负载1所在的支路3属于变压器B的c相。

因为脉冲电流仅存在于支路3、母线c、母线n中，所以不会发生误判的情况，也不会发生脉冲电流信号幅度不够的情况。因此，通过本发明电缆检测装置检测电缆是准确可靠的。

如果图3所示的负载1所在电缆敷设在墙中，容易看出，利用本发明装置能够方便而准确地查找出敷设在墙中的电缆的走向。由于脉冲电流不会传播到其它不相关的线路，而且脉冲电流信号也不会受到电力线路本身的干扰，因此，通过对脉冲电流信号的追踪，能够保证准确查找出电缆的走向。

同样，利用本发明电缆检测装置也可以从一堆杂乱的带电电缆中，找出同一根电缆的两端。

本发明电缆检测装置还可以与现有台区用户识别仪结合使用，组成新的台区用户识别仪。本发明台区用户识别仪包括安装在待测变压器的低压出线端子上的始端单元，和并接在动力线路的用户端或末端的终端单元两部分。其中，始端单元，用于在检测出待测变压器的低压出线端上存在脉冲电流后，向检测出存在脉冲电流的母线注入载波信号；终端单元，用于在产生脉冲电流后，接收载波信号，并根据接收到的载波信号确定并接终端单元的用户的台区信息及相别。

始端单元由现有台区用户识别仪的主机和脉冲电流检测模块组成；终端单元除了包括脉冲控制模块和动作模块，还包括现有台区用户识别仪的完成载波接收的手持终端即载波接收模块。本发明台区用户识别仪的工作原理介绍如下：

终端单元中，在脉冲控制模块的控制下，动作模块动作并产生脉冲电流，然后脉冲控制模块向载波接收模块发送通知，载波接收模块接收到通知后，终端单元接收载波信号，并根据接收到的载波信号确定并接终端单元的用户的进线口的台区。

始端单元安装在待测变压器的低压出线端子上，当始端单元中的脉冲电流检测模块检测到脉冲电流后，脉冲电流检测模块通知主机，主机向检测出存在脉冲电流的母线注入载波信号。其中，脉冲电流检测模块的组成与电流检测器相比，同样包括电流互感器和指示模块，但是省略了电磁感应天线。

图4是本发明电缆检测装置应用的在台区识别中的实施例的示意图，如图4所示，本实施例中，

始端单元的四个载波信号输出端子分别接到变压器B低压端的a、b、c、n四个出线端子上，通过载波信号端子，始端单元的主机向变压器母线注入载波信号；始端单元的Ia、Ib和Ic三个脉冲电流检测端分别通过三个钳形电流互感器A1、A2和A3，分别接到变压器的母线a、母线b和母线c上，分别用于检测对应母线线路上是否存在脉冲电流。

终端单元的脉冲电流输出端并接在负载1上，载波信号接收端子也并接在负载1上。本实施例中假设负载1接在母线c上。

图4中采用本发明台区用户识别仪进行台区识别的过程如下：

终端单元先产生一个连续的脉冲电流，然后进入载波信号接收状态；始端单元检测出母线c中存在脉冲电流后，指示在母线c上接收到脉冲电流信号，然后向母线c注入载波信号；

终端单元接收到载波信号后，根据载波信号中携带的信息，确定负载1属于变压器b的c相。

从图4所示的工作过程可以看出，本发明集成有电缆检测装置的台区用户识别仪中，始端单元只有在接收到终端单元的脉冲电流信号后，才会向脉冲电流所在母线发出载波信号，因此，避免了台区识别中误判的情况。而且脉冲电流信号也不会受到电力线路本身的干扰，保证了台区识别的准确性。

如果终端单元一直接收不到载波信号，需要始端单元的工作人员进一步确定。若发现始端单元的指示单元指示了脉冲电流信息，则说明有c相脉冲电流接收信号，从而确定负载1属于变压器B；若发现始端单元的指示单元未指示脉冲电流信息，则说明没有c相脉冲电流接收信号，从而确定负载1不属于变压器B。

我们知道，一台变压器可能存在多个分支母线，确定需要检测的负载所接电缆属于哪个分支母线，本发明台区用户识别仪还进一步包括手持脉冲检测器。也就是说，对于分支的供电系统可通过手持脉冲检测器确定具体分支和电缆走向。手持脉冲检测器的使用如前所述，这里不再赘述。

需要说明的是，在图4所示实施例中，始端单元配有三个电流互感器，在实际工作中可以配一个、两个、四个或更多。若只配一个电流互感器，可将其接夹在母线n上，或者将母线a、母线b和母线c三根线夹在一起。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电缆检测装置，其特征在于，该装置包括：

终端单元，用于产生脉冲电流，并接在动力线路的用户端或末端；

手持脉冲检测器，用于追踪和检测产生的脉冲电流，以确定用户端或末端所在的电缆。

2.根据权利要求1所述的电缆检测装置，其特征在于，所述终端单元包括并接在动力线路的用户端或末端的脉冲控制模块，及动作模块，其中，

脉冲控制模块，用于对动力线路的用户端或末端交流电压进行采样，并向动作模块发送持续预设时长的导通控制信号；

动作模块，用于在导通控制信号的控制下导通，产生以预设时长作为脉冲宽度的脉冲电流信号。

3.根据权利要求2所述的电缆检测装置，其特征在于，所述动作模块为可控开关元件。

4.根据权利要求3所述的电缆检测装置，其特征在于，所述可控开关元件上进一步串接一导通电阻，用于调整所述脉冲电流的幅度。

5.根据权利要求1所述的电缆检测装置，其特征在于，所述手持脉冲检测器包括电磁感应天线、电流互感器和指示模块，其中，

电磁感应天线，用于接收脉冲电流信号产生的电磁波，并顺着电缆追踪接收到的电磁波；

电流互感器，用于在电缆的另一端检测脉冲电流；

指示模块，用于指示是否接收到脉冲电流信号产生的电磁波，或者显示获得的脉冲电流信息。

6.一种台区用户识别仪，其特征在于，包括安装在待测变压器的低压出线端子上的始端单元，及并接在动力线路的用户端或末端的终端单元；

始端单元，用于在检测出待测变压器的低压出线端上存在脉冲电流后，向检测出存在脉冲电流的母线注入载波信号；

终端单元，用于在产生脉冲电流后，接收载波信号，并根据接收到的载波信号确定并接终端单元的用户的台区信息及相别。

7.根据权利要求6所述的台区用户识别仪，其特征在于，所述始端单元包括主机和脉冲电流检测模块，其中，

主机，用于接收脉冲电流检测模块的通知，向检测出存在脉冲电流的母线注入载波信号；

脉冲电流检测模块，用于在检测出所在待测变压器的低压出线端上存在脉冲电流时，通知主机。

8.根据权利要求7所述的台区用户识别仪，其特征在于，所述脉冲电流检测模块包括：电流互感器和指示模块，其中，

电流互感器，用于从母线上检测脉冲电流；

指示模块，用于显示检测到的脉冲电流信息。

9.根据权利要求6所述的台区用户识别仪，其特征在于，所述终端单元包括脉冲控制模块、动作模块和载波接收模块，其中，

脉冲控制模块，用于对动力线路的用户端或末端交流电压进行采样，并向动作模块发送持续预设时长的导通控制信号；之后通知载波接收模块；

动作单元，用于在导通控制信号的控制下导通，产生以预设时长作为脉冲宽度的脉冲电流信号；

载波接收模块，用于接收来自脉冲控制模块的通知，接收载波信号，并根据接收到的载波信号确定并接终端单元的用户的台区信息及相别。

10.根据权利要求9所述的台区用户识别仪，其特征在于，所述动作模块为可控开关元件；

所述可控开关元件上进一步串接一导通电阻，用于调整所述脉冲电流的幅度。

11.根据权利要求6所述的台区用户识别议，其特征在于，所述台区用户识别仪还包括：手持脉冲检测器，用于追踪和检测产生的脉冲电流，以确定用户端或末端所在的分支母线。

12.根据权利要求11所述的台区用户识别仪，其特征在于，所述手持脉冲检测器包括电磁感应天线、电流互感器和指示模块，其中，

电磁感应天线，用于接收脉冲电流信号产生的电磁波，并顺着电缆追踪接收到的电磁波；

电流互感器，用于在分支母线上检测脉冲电流；

指示模块，用于指示是否接收到脉冲电流信号产生的电磁波，或者显示获得的脉冲电流信息。

13.根据权利要求8或12所述得台区用户识别仪，其特征在于，所述电流互感器为一个、或者两个、或者三个、或者四个、或者多个。

14.一种电缆检测装置实现检测的方法，其特征在于，包括：

在动力线路的用户端或末端产生脉冲电流；通过追踪产生的脉冲电流，以检测用户端或末端所在的电缆的走向。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法还包括：通过检测所述产生的脉冲电流识别电缆。

Images