CN102654550A

CN102654550A - 利用介质损耗变化测试电缆故障的方法

Info

Publication number: CN102654550A
Application number: CN2011102001433A
Authority: CN
Inventors: 张滕飞; 陆正弦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2012-09-05

Abstract

本发明涉及用电缆传输电能，或传输信号的相关企业、行业，属于电力、通讯维修技术领域。发明目的是针对现有技术之不足，提出一种行之有效，直观分析的检测定位方法。为达目的：即一种利用介质损耗变化测试电缆故障的方法，该方法的实现，包括一个信号发生器，在被测电缆的起始端，加入一个信号发生器，提供测试信号。在此同时利用全球定位，在接收端接收器同样采用GPS定时系统，用它来产生一标准时间电子刻度；再将收到的信号与标准时间电子刻度对比，根据故障点前收到的信号与标准时间电子刻度上的位置和故障点后收到的信号与标准时间电子刻度上的位置相比较，看是否不同，从而准确判断电缆故障点位置。

Description

利用介质损耗变化测试电缆故障的方法

技术领域

本发明涉及用电缆传输电能，或传输信号的相关企业、行业，属于电力、通讯维修技术领域，尤其涉及地下电缆，故障分析、故障点精確定位的一种技术与方法。

背景技术

世界进入二十一世纪以来，随着通讯技术、传媒技术、电力传输技术的迅速发展，电缆作为传输电能及信号的传输工具，在整个经济发展过程中起到了极为重要的作用。由于电缆行业发展前景广阔，市场需求量大，在经后几十年内，电缆仍然是一种主要传输工具。电缆与传统老旧单线敷设相比，确实有许多优点，如、信息传输量大、使用寿命长、架设、敷设、比较美观、隐蔽，但电缆制作成本高、市场价格昂貴，对年久老化电缆维修、確定故障点非常不易，尤其是地下埋设的电缆维修困难更多。在这方面近二十年来，广大社会同行作了不少努力，对电缆故障判断、定位、方法，主要有电桥法、脉冲反射法、声测法等，对电缆故障判断、维修起到一定作用，但就精確定位，直观分析而言偿欠不足。为此、本发明针对上述存在之不足，提出一种行之有效，直观分析的检测定位方法。

发和明内容

发明目的是针对现有技术之不足，提出一种行之有效，直观分析的检测定位方法。

为实现上述发明目的，本案采用如下技术方案：即一种利用介质损耗变化测试电缆故障的方法，该方法的实现，包括一个信号发生器，一个信号接收器配合使用完成，实现该方法的具体步骤如下：

一、在被测电缆的起始端，加入一个信号发生器，提供测试信号。

二、在此同时利用全球定位，GPS的定时系统产生一个公共的标准时钟，发生器在GPS标准信号的同步下，采用频率合成技术来保证信号的频率和相位稳定性。

三、在接收端接收器同样采用GPS定时系统，用它来产生一标准时间电子刻度；(同时该标准时间经过倍频后作为接收器中数字滤波器的时钟脉冲，保证从发射器信号源到接收机接收信号时间同步的一致性)。

四、再将收到的信号与标准时间电子刻度对比，根据故障点前收到的信号与标准时间电子刻度上的位置和故障点后收到的信号与标准时间电子刻度上的位置相比较，看是否不同，从而准确判断电缆故障点位置。

进一步细化分析：

所述步骤一、是指在被测电缆的起始端，加入一个信号发生器，产生一个固定频率，正弦波测试信号源，提供给接收端，用于显示波形、判断、分析、定位故障点之用。

所述步骤二、是利用全球定位，GPS的定时系统，产生一个公共的标准时钟，发生器在GPS标准信号的同步下，采用频率合成技术来保证信号的频率和相位稳定性，使接收端收到的，是一个频率稳定的同步信号，并通过视频方式直观其波形变化情况，用以分析、判断故障之用。

所述步骤三、在接收端同样采用GPS定时系统，用它来产生一个标准时间电子刻度，具体说为了保证接收端是同步接收，所以发射端和接收端同时采用，GPS定时系统提供的定时脉冲，作为发射端和接收端实现同步发射和同步接收的目的。

所述步骤四：再将收到的信号与标准时间电子刻度对比，根据故障点前收到的信号与标准时间电子刻度上的位置和故障点后收到的信号与标准时间电子刻度上的位置相比较，看是否不同.从而准确判断电缆故障点位置。

以上测试方法对于工作电压在1kv以下的传输电缆及低压电缆、路灯电缆、铁路信号电缆、通讯电缆、是很有效的，因为信号发生器的输出功率可以限制在1kw以下，测试设备的体积和重量，都不会太大或太重。但是、对于检测10kv电压等级以上的超高压电缆，运用此方法时要有所改变，因为超大功率发生器设备无法制造，同时高压输电电缆每相都是同轴缆的结构，平衡度很好，测试电流没有几十至上百安培，接收线圈就无法取到信号，同样使用测试相位的原理，需要在被测电缆起始端，加入一个直流高压脉冲发生器和一个阻尼电感利用电缆故障点击穿后形成的阻尼震荡波作为发射信号。再加入接收器A与接收器B，其接收器A作为被测电缆起始端的接收与转发，接收器B作为检测现场接收使用。由直流高压发生器先给储能电容C充电，充满电后通过球隙放电，向电缆打出一个高压脉冲，让故障点燃弧击穿，与C和延弧电感L形成一个阻尼衰减振荡，该振荡波的频率在几百至几千HZ之间，接收器A与接收器B均由GPS定时同步。

附图

图1、1kv以下电压等级电缆测试方法示意图。

图2、1kv以上电压等级电缆测试方法示意图。

具体实施方式

为进一步了解利用介质损耗变化测试电缆故障的方法，现结合附图说明；对于被测电缆电压等级在1kv以下，适用于图1测试方法。在电缆起始端，加入一个正弦波信号发生器，产生一个频率稳定，波幅相等的测试信号。接收器利用电磁感应、并联谐振的方式，沿电缆敷设方向跟踪接收测试信号，为了提高测试精度，采用GPS定时系统同步发射与接收信号，在接收器端配上显示设备，便可以直观地看到测试信号波形的变化情况。由于电缆的电气特性，基本以容性为主，在故障点前区，除了容性电流，还有故障点产生的阻性电流，在故障点后区则只有容性电流，没有阻性电流。这样、当接收器接收到电磁感应信号时，在故障点前区和后区的相位就会有误差，故障点电阻值越小，它的相位差越大即介质损耗越大，这样就可以通过直观波形的变化，检查介质损耗的变点，来定位电缆的故障点。测试信号频率越低，它的测试灵敏度越高。

由于电缆的种类很多，不同种类的电缆使用材料不同，加工工艺也不同。对于10kv电压等级以上的电缆测试，适用于图2方法。其基本原理与上述方法一致，在具体实施方式上有所区别。由于高压电缆多数是同轴电缆，平衡度很好，用小信号、小电流、方法测试，无法达到目的，而大功率信号发生器又不易制作，所以采用直流高压发生器作为信号源，通过电容C的充放电及球隙放电，让故障点燃弧击穿，与C和延弧电感L形成一个阻尼衰减振荡。当高压脉冲产生后，触发各自的采样储存电路，将阻尼振荡的波形储存下来，接收器A再将储存下来的波形数据，通过无线传输模块传至接收器B，由接收器B将A路、和B路的波形，相位进行比较，从而判断故障点位置。在这个测试系统中，接收器A是固定的，测试只需要带接收器B进行故障定位即可。由于故障点放电燃弧后的内阻一般在10Ω以下，所以产生的相位差很大，故障检测很容易。

综上所述、无论采用何种方案，它的基本检测原理仍是测量，电缆中的介质损耗变化点，来定位电缆的故障点。

Claims

1.一种利用介质损耗变化测试电缆故障的方法，其特征是：该方法的实现，包括一个信号发生器，和一个信号接收器配合使用完成，实现该方法的具体步骤如下：

一、在被测电缆的起始端，加入一个信号发生器，提供测试信号；

二、在此同时利用全球定位，GPS的定时系统产生一个公共的标准时钟，发生器在GPS标准信号的同步下，采用频率合成技术来保证信号源的频率和相位稳定性；

三、在接收端接收器同样采用GPS定时系统，用它来产生一个标准时间电子刻度；(同时该标准时间经过倍频后作为接收器中数字滤波器的时钟脉冲，保证从发射器信号源到接收机接收信号时间同步的一致性)。

四、再将收到的信号与标准时间电子刻度对比，根据故障前收到的信号与标准时间电子刻度上的位置，和故障后收到的信号与标准时间电子刻度上的位置上的不同.从而准确判断电缆故障点位置。

2.根据权利要求1所述一种利用介质损耗变化测试电缆故障的方法，其特征是：10kv电压等级以上电缆测试时，加入一个直流高压脉冲发生器和一个阻尼电感，利用电缆故障点击穿后形成的阻尼震荡波作为发射信号。使用A接收器和B接收器同时接收信号，当A接收器和B接收器分别在故障点两边时，两个接收信号将有明显的时间差.从而准确判断电缆故障点位置。