CN103389435A - 一种电缆识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电缆识别装置，包括采用金属外壳的发射机和采用金属外壳的接收机，所述发射机上设有第一接口和第二接口，发射机采用导线与第一电池相连接，所述接收机包括感应线圈、第三接口、放大电路、保护电路、模数转换器和液晶显示屏，接收机采用导线与第二电池相连接，所述感应线圈上设有塑料环，所述第三接口依次与放大电路、保护电路、模数转换器和液晶显示屏相连接，发射机和接收机内均安装有单片机，所述金属外壳上安装有卫星天线，所述卫星天线的末端连接有GPS模块。本发明能够使得装置适用任意粗细的电力电缆的识别，接收机收到的信号清楚，可以精确定位故障所在点的精度和维度，有效延长了设备的使用寿命，降低了设备的维护成本。

Description

一种电缆识别装置

【技术领域】

本发明涉及识别装置的技术领域，特别是电缆识别装置的技术领域。

【背景技术】

在电力电缆的应用过程中，通常要对一组同型号电缆进行识别，以判断出其中不带电（不运行）电缆，目前最常用的方法是：在电缆的一端给被测不带电电缆加一直流电信号，输出电流I如图6所示，由于一组电缆中的地线连接在一起，因此每条电缆地线上可分得电流分别为I1，I2，......In，其中的电流关系为：I=I1+12......+In。被测电缆通过环形电流传感器的感应电流为I-I1，其方向与电流I方向相同，其它电缆的电流分别为I/n，方向与电流I方向相反。因此可通过连接在环形电流传感器的直流电流表的指针方向可判断出被测电缆，实践证明这一方法为一种非常行之有效的方法。

但目前所采用的环形电流传感器类似于钳形电流表的原理，而实际中电力电缆的粗细种类很多，且在现场中电力电缆经常是紧密无序地排列在一起，采用一种口径钳形电流表很难满足实际现场的需要，并且目前市场上的电缆识别装置缺少有效的定位装置，在检测到故障点后不能准确的记录故障点所在的精确位置，同时大多数电缆识别装置采用电池与装置一体化设计，无法实现接收机和发射机两者电池的互换使用，不能充分利用电池，再者大多电缆识别装置没有保护电路，装置容易过载烧坏，设备的使用寿命低。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种电缆识别装置，能够适用任意粗细的电力电缆的识别，并且使得感应线圈能够牢牢套设在电缆上，保持感应线圈与电缆垂直，使得穿过感应线圈的有效电流最大，使接收机可以收到更加清楚的信号，并且GPS模块可以精确定位故障所在点的精度和维度，电池与装置的分离可以充分利用电池，并且设有金属外壳和保护电路，有效延长了设备的使用寿命，降低了设备的维护成本。

为实现上述目的，本发明提出了一种电缆识别装置，包括采用金属外壳的发射机和采用金属外壳的接收机，所述发射机上设有第一接口和第二接口，发射机采用导线与第一电池相连接，所述接收机包括感应线圈、第三接口、放大电路、保护电路、模数转换器和液晶显示屏，接收机采用导线与第二电池相连接，所述感应线圈上设有塑料环，所述第三接口依次与放大电路、保护电路、模数转换器和液晶显示屏相连接，发射机和接收机内均安装有单片机，所述金属外壳上安装有卫星天线，所述卫星天线的末端连接有GPS模块。

作为优选，所述发射机的功率大于接收机的功率，第一电池和第二电池采用相同的接口分别于接收机和发射机相连接，第一电池和第二电池均为充电电池，发射机功率大于接受机，可以实现互换电池使用，充分利用电池。发射机的电池用完了，接收机可以把电池换下来给发射机用。

作为优选，所述感应线圈采用罗格夫斯基线圈，感应线圈包括第一接头和第二接头，所述塑料环位于第一接头上，所述第二接头可穿过塑料环调节感应线圈的大小，第一接头与第二接头均与接收机上的第三接口相连接，可以调节线圈的大小，使得装置能够适用任意粗细的电力电缆的识别，并且使得感应线圈能够牢牢套设在电缆上，保持感应线圈与电缆垂直，使得穿过感应线圈的有效电流最大，使接收机可以收到更加清楚的信号。

作为优选，所述放大电路可将信号放大3～5倍，所述保护电路内设有自恢复保险丝，所述自恢复保险丝采用聚合物高分子PPTC，放大电路可以使接收机接受到更加清楚的信号，同时保护电路又可以防止接收机过载而烧坏。

作为优选，所述金属外壳的内表面涂有绝缘层，金属外壳提高了装置的防压、防撞击性能，绝缘层能防止装置短路。

作为优选，所述GPS模块采用通道数量为15的GPS模块，所述单片机采用Cortex-M3处理器，通道数量为15表示该GPS模块最大可以同时和15颗卫星建立通讯，3颗卫星是2D定位，数据不稳定，模块只有同时收到3颗以上卫星信号后，经过复杂运算后才能获得正确的定位数据，如果同时通讯的卫星颗数越多，模块就能越快越准确地获得定位数据，在地球表面上一般的城市环境下通常可以同时和4～11颗卫星同时通讯，采用高效的单片机提高了设备的工作效率。

作为优选，所述发射机的内部设有高压电容，发射机和接收机上均安装有工作指示灯，高压电容可以防止雷击损坏装置。

本发明的有益效果：本发明通过在感应线圈上设置一个塑料环，通过塑料环来调节感应线圈的大小，能够使得装置适用任意粗细的电力电缆的识别，并且使得感应线圈能够牢牢套设在电缆上，保持感应线圈与电缆垂直，使得穿过感应线圈的有效电流最大，使接收机可以收到更加清楚的信号，并且GPS模块可以精确定位故障所在点的精度和维度，电池与装置的分离可以充分利用电池，并且设有金属外壳和保护电路，自恢复保险丝具有过流过热保护，自动恢复双重功能，无需经常更换，有效延长了设备的使用寿命，降低了设备的维护成本。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明中发射机的主视结构示意图；

图2是本发明中接收机的主视结构示意图；

图3是本发明中感应线圈的主视结构示意图；

图4是本发明中金属外壳的主视剖面图；

图5是本发明中接收机的电路原理图；

图6是本发明一种电缆识别装置的工作原理图。

图中：1-发射机、2-接收机、3-金属外壳、4-导线、5-第一电池、6-第二电池、7-卫星天线、8-GPS模块、9-工作指示灯、11-第一接口、12-第二接口、21-感应线圈、22-第三接口、23-放大电路、24-保护电路、25-模数转换器、26-液晶显示屏、211-塑料环、212-第一接头、213-第二接头、101-1号电缆、102-2号电缆、103-3号电缆、104-4号电缆、105-5号电缆、106-地钉。

【具体实施方式】

参阅图1、图2、图5和图6，本发明一种电缆识别装置，包括采用金属外壳3的发射机1和采用金属外壳3的接收机2，所述发射机1上设有第一接口11和第二接口12，发射机1采用导线4与第一电池5相连接，所述接收机2包括感应线圈21、第三接口22、放大电路23、保护电路24、模数转换器25和液晶显示屏26，接收机2采用导线4与第二电池6相连接，所述感应线圈21上设有塑料环211，所述第三接口22依次与放大电路23、保护电路24、模数转换器25和液晶显示屏26相连接，发射机1和接收机2内均安装有单片机，所述金属外壳4上安装有卫星天线7，所述卫星天线7的末端连接有GPS模块8，所述发射机1的功率大于接收机2的功率，第一电池5和第二电池6采用相同的接口分别于接收机1和发射机2相连接，第一电池5和第二电池6均为充电电池，所述放大电路23可将信号放大3～5倍，所述保护电路24内设有自恢复保险丝，所述自恢复保险丝采用聚合物高分子PPTC，所述GPS模块8采用通道数量为15的GPS模块，所述单片机采用Cortex-M3处理器，所述发射机1的内部设有高压电容，发射机1和接收机2上均安装有工作指示灯9。

参阅图2和图3，所述感应线圈21采用罗格夫斯基线圈，感应线圈21包括第一接头212和第二接头213，所述塑料环211位于第一接头212上，所述第二接头213可穿过塑料环211调节感应线圈21的大小，第一接头212与第二接头213均与接收机2上的第三接口22相连接。

参阅图4，所述金属外壳3的内表面涂有绝缘层31。

本发明工作过程：

本发明一种电缆识别装置在工作过程中，将发射机1的第一接口11与需要被识别的电缆相连接，第二接口12与地钉106相连接，电缆的两端均通过地钉106与大地相连接，形成一个回路，发射机1发出电流强度为I的电流信号，如图6所示，由于所有电缆均与大地相连接，所以1号电缆101、2号电缆102、4号电缆104和5号电缆105中的电流即为返回电流，电流强度为I/5,并且电流方向与I相反，而3号电缆103中的电流强度为I-I/5，方向与I相同，通过接收机2对每条电缆中的电流进行检测后便可找到所需要识别的电缆，接收机2在接收信号时，将感应线圈21依次套在被检测的电缆上，将第二接头213穿过塑料环211来调节感应线圈21的大小，使得穿过感应线圈21的有效电流达到最大，并且信号通过放大电路23后，信号被放大，使接收机2接受到更加清楚的信号，电信号通过模数转换器25后显示在液晶显示屏26上，同时检测到故障源后，可以通过发射机1和接收机2上的GPS模块8来精确定位故障所在地的经纬度，便于记录。

实施例一：

发射机1发出电流强度为20A的电流信号I，如图6所示，由于所有电缆均与大地相连接，所以1号电缆101、2号电缆102、4号电缆104和5号电缆105中的电流即为返回电流，电流强度为4A,并且电流方向与I相反，而3号电缆103中的电流强度为16A，方向与I相同，通过接收机2对每条电缆中的电流进行检测后便可找到所需要识别的电缆，接收机2在接收信号时，将感应线圈21依次套在被检测的电缆上，将第二接头213穿过塑料环211来调节感应线圈21的大小，使得穿过感应线圈21的有效电流达到最大，并且信号通过放大电路23后，信号被放大3倍，使接收机2接受到更加清楚的信号，电信号通过模数转换器25后显示在液晶显示屏26上，1号电缆101、2号电缆102、4号电缆104和5号电缆105中的电流在液晶显示屏26上显示的数值为-12A（-表示电流方向与I相反），3号电缆103中的电流在液晶显示屏26上显示的数值为+48A（+表示电流方向与I相同），同时检测到故障源后，可以通过发射机1和接收机2上的GPS模块8来精确定位故障所在地的经纬度，便于记录。

实施例二：

发射机1发出电流强度为15A的电流信号I，如图6所示，由于所有电缆均与大地相连接，所以1号电缆101、2号电缆102、4号电缆104和5号电缆105中的电流即为返回电流，电流强度为3A,并且电流方向与I相反，而3号电缆103中的电流强度为12A，方向与I相同，通过接收机2对每条电缆中的电流进行检测后便可找到所需要识别的电缆，接收机2在接收信号时，将感应线圈21依次套在被检测的电缆上，将第二接头213穿过塑料环211来调节感应线圈21的大小，使得穿过感应线圈21的有效电流达到最大，并且信号通过放大电路23后，信号被放大3倍，使接收机2接受到更加清楚的信号，电信号通过模数转换器25后显示在液晶显示屏26上，1号电缆101、2号电缆102、4号电缆104和5号电缆105中的电流在液晶显示屏26上显示的数值为-9A（-表示电流方向与I相反），3号电缆103中的电流在液晶显示屏26上显示的数值为+36A（+表示电流方向与I相同），同时检测到故障源后，可以通过发射机1和接收机2上的GPS模块8来精确定位故障所在地的经纬度，便于记录。

实施例三：

发射机1发出电流强度为10A的电流信号I，如图6所示，由于所有电缆均与大地相连接，所以1号电缆101、2号电缆102、4号电缆104和5号电缆105中的电流即为返回电流，电流强度为2A,并且电流方向与I相反，而3号电缆103中的电流强度为8A，方向与I相同，通过接收机2对每条电缆中的电流进行检测后便可找到所需要识别的电缆，接收机2在接收信号时，将感应线圈21依次套在被检测的电缆上，将第二接头213穿过塑料环211来调节感应线圈21的大小，使得穿过感应线圈21的有效电流达到最大，并且信号通过放大电路23后，信号被放大5倍，使接收机2接受到更加清楚的信号，电信号通过模数转换器25后显示在液晶显示屏26上，1号电缆101、2号电缆102、4号电缆104和5号电缆105中的电流在液晶显示屏26上显示的数值为-10A（-表示电流方向与I相反），3号电缆103中的电流在液晶显示屏26上显示的数值为+40A（+表示电流方向与I相同），同时检测到故障源后，可以通过发射机1和接收机2上的GPS模块8来精确定位故障所在地的经纬度，便于记录。

有上述三个实施例可知，在电缆数量一定的情况下，发射机1产生的电流强度和放大电路23的放大倍数越大，被识别电缆中的电流强度也越大，更加容易使用接收机2将被识别的电缆与其他电缆区分开，但同时应考虑到接收机允许通过的最大电流，防止接收机2过载而损坏。

GPS模块通道参数：

GPS模块有一个通道数量的参数，例如20通道，它表示该模块最大可以同时和20颗卫星建立通讯，3颗卫星是2D定位，数据不稳定，模块只有同时收到3颗以上卫星信号后，经过复杂运算后才能获得正确的定位数据，如果同时通讯的卫星颗数越多，模块就能越快越准确地获得定位数据，在地球表面上一般的城市环境下通常可以同时和4～11颗卫星同时通讯。GPS模块有冷启动，热启动和暖启动（现在的技术基本上已经将该冷启动和暖启动两模式参数做得非常接近，从而就逐步取消了暖启动）三个参数，如果GPS模块初次通电，或者移动超过500公里后通电时，模块要重新计算一次星历数据，一般正常情况下的GPS模块只需要30多秒钟就能正常定位（这就是冷启动），S-87具有内置纽扣电池，可以将星历数据存储在模块内部，当下次模块工作的时候可以很快速的定位，一般像S-87只需要1～3秒就可以实现新的定位，那这种定位就叫做热启动，如果模块断电时间超过4小时，内部RTC没有实时供电，那么再一次的开机也相当于冷启动。

自恢复保险丝：

自恢复保险丝是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。传统保险丝过流保护，仅能保护一次，烧断了需更换，而自恢复保险丝具有过流过热保护，自动恢复双重功能。

自恢复保险丝是由经过特殊处理的聚合树脂(Polymer)及分布在里面的导电粒子(Carbon Black)组成。在正常操作下聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构外，构成链状导电电通路，此时的自恢复保险丝为低阻状态，线路上流经自恢复保险丝的电流所产生的热能小，不会改变晶体结构。当线路发生短路或过载时，流经自恢复保险丝的大电流产生的热量使聚合树脂融化，体积迅速增长，形成高阻状态，工作电流迅速减小，从而对电路进行限制和保护。当故障排除后，自恢复保险丝重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，自恢复保险丝恢复为低阻状态，从而完成对电路的保护，无须人工更换。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电缆识别装置，其特征在于：包括采用金属外壳（3）的发射机（1）和采用金属外壳（3）的接收机（2），所述发射机（1）上设有第一接口（11）和第二接口（12），发射机（1）采用导线（4）与第一电池（5）相连接，所述接收机（2）包括感应线圈（21）、第三接口（22）、放大电路（23）、保护电路（24）、模数转换器（25）和液晶显示屏（26），接收机（2）采用导线（4）与第二电池（6）相连接，所述感应线圈（21）上设有塑料环（211），所述第三接口（22）依次与放大电路（23）、保护电路（24）、模数转换器（25）和液晶显示屏（26）相连接，发射机（1）和接收机（2）内均安装有单片机，所述金属外壳（4）上安装有卫星天线（7），所述卫星天线（7）的末端连接有GPS模块（8）。

2.如权利要求1所述的一种电缆识别装置，其特征在于：所述发射机（1）的功率大于接收机（2）的功率，第一电池（5）和第二电池（6）采用相同的接口分别于接收机（1）和发射机（2）相连接，第一电池（5）和第二电池（6）均为充电电池。

3.如权利要求1所述的一种电缆识别装置，其特征在于：所述感应线圈（21）采用罗格夫斯基线圈，感应线圈（21）包括第一接头（212）和第二接头（213），所述塑料环（211）位于第一接头（212）上，所述第二接头（213）可穿过塑料环（211）调节感应线圈（21）的大小，第一接头（212）与第二接头（213）均与接收机（2）上的第三接口（22）相连接。

4.如权利要求1所述的一种电缆识别装置，其特征在于：所述放大电路（23）可将信号放大3～5倍，所述保护电路（24）内设有自恢复保险丝，所述自恢复保险丝采用聚合物高分子PPTC。

5.如权利要求1所述的一种电缆识别装置，其特征在于：所述金属外壳（3）的内表面涂有绝缘层（31）。

6.如权利要求1所述的一种电缆识别装置，其特征在于：所述GPS模块（8）采用通道数量为15的GPS模块，所述单片机采用Cortex-M3处理器。

7.如权利要求1至5中任一项所述的一种电缆识别装置，其特征在于：所述发射机（1）的内部设有高压电容，发射机（1）和接收机（2）上均安装有工作指示灯（9）。

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