CN105911426A - 一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置，包括载波体、声波采集模块、信号线、定位终端，所述载波体沿高压电缆输电线路铺设；所述声波采集模块置于载波体表面，用于采集电缆头炸裂时耦合到载波体并沿载波体传播的声波信号；所述信号线置于载波体内部，用于声波采集模块和定位终端之间信号的传输；所述定位终端置于站内值班室内，其根据不同位置处声波采集模块接收到的炸裂声波信号存在一定时间差对炸裂的电缆接头进行快速定位。本发明能够快速、准确的对炸裂的电缆接头进行定位，大为降低了因故障造成的损失。本发明能够快速、准确的对炸裂的电缆接头进行定位，大为降低了因故障造成的损失。

Description

一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置

技术领域

本发明属于电力运行监测设备，尤其是一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置。

技术背景

在整个电力系统网络中，输电线路起着输送电能的作用。近年来，高压电缆由于其比架空线具有更好的热性能、机械性能以及电气性能，其逐步代替架空线路，在输配电网络中得到了广泛应用。随着城市配网的电缆化率越来越高，电缆接头从而也大量应用。但随之而来的电缆连接头炸裂故障问题也在上升，严重的威胁电网的安全、稳定运行，甚至造成馈线跳闸。而电缆多铺设于地下，一旦发生电缆接头炸裂，寻找起来十分困难，往往费时费力，影响人们的日常生活，而且还可能造成不可估量的经济损失。因此，如何准确、迅速、经济的找出炸裂的电缆接头，显得尤为重要。

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的在于针对现有高压电缆输电线路电缆接头炸裂后难以进行准确定位的问题，而提出一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置。

本发明的解决上述问题的技术方案是：一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置，用于探测电力输电线路上发生电缆接头炸裂的位置，包括载波体(1)、声波采集模块(2)、信号线(3)、定位终端(4)，载波体沿高压电缆输电线路铺设；用于采集电缆接头炸裂时耦合到载波体并沿载波体传播的声波信号的多个声波采集模块呈一定距离间隔置于载波体表面；信号线置于载波体内部，其一个端头通过光-电耦合器件与定位终端连接，多个声波采集模块亦在各自的物理位置通过声-光耦合器件与信号线(3)连接；用于声波采集模块(2)和定位终端(4)之间信号的传输；定位终端置于站内值班室内，根据不同位置处声波采集模块接收到的声波信号的时间差对炸裂的电缆接头进行快速定位。

如图1所示，载波体(1)、声波采集模块(2)、信号线(3)、定位终端(4)，载波体沿高压电缆输电线路铺设；声波采集模块(2)置于载波体表面，用于采集电缆头炸裂时耦合到载波体并沿载波体传播的声波信号；信号线置于载波体内部，用于声波采集模块和定位终端之间信号的传输；定位终端(4)置于站内值班室内，其根据不同处声波采集模块接收到的炸裂声波信号的时间差对炸裂的电缆头进行快速定位；当高压电缆输电线路发生电缆头炸裂时，由于不同位置处声波采集模块(2)到炸裂点的距离不同，故不同位置处声波采集模块接收到的信号存在一个时间差Δt。又因为声波沿载波体传播速度v已知，故声波信号传播到两声波采集模块的距离相差Δt*v。且两个声波采集模块的距离S已知，因此炸裂的电缆头与最先采集到声波信号的声波采集模块距离L为： $L=\frac{1}{2}(S-\mathrm{\Δ}t*v).$

所述声波采集模块(2)内部设有嵌入式主板，通过声波传感器对声波信号进行准确的采集与存贮。

所述信号线(3)材质为光纤，可用于信号的高效、准确传输。

所述定位终端为工控机。

本发明的有益效果是：

1)由于所采集处理的信号为声波信号而非电量信号，避免了采集电量信号过程中高压电缆输电线路周围强烈电磁信号对其的干扰；

2)采用光纤作为信号传输载体的设计，极大提高了信号传输的时效性和准确性；

3)不锈钢圆管作为载波体的设计，解决了声波沿电缆传播存在较大衰减度的问题。

附图说明

图1为一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置，包括载波体、声波采集模块2、信号线3、定位终端4，载波体沿高压电缆输电线路铺设；声波采集模块2置于载波体1表面，用于采集电缆头炸裂时耦合到载波体1并沿载波体1传播的声波信号；信号线3置于载波体1内部，用于声波采集模块2和定位终端4之间信号的传输；定位终端4置于站内值班室内，其根据不同处声波采集模块接收到的炸裂声波信号的时间差对炸裂的电缆接头进行快速定位；所述载波体1采用304不锈钢圆管(壁厚1.1mm，外径60mm)，两根管之间采用无缝焊接的连接方式；所述声波采集模块2内部设有嵌入式主板，通过声波传感器对声波信号进行准确的采集与存贮；所述信号线3材质为光纤，可用于信号的高效、准确传输；所述定位终端4为工控机。

当高压电缆输电线路发生电缆接头炸裂时，炸裂处会产生巨大声音信号，且声音信号会耦合到载波体1。耦合到载波体1上的声波信号沿着载波体表面向两侧传播，置于两侧的声波采集模块2对声波信号进行采集、存储，并通过光纤将信息传输到定位终端4。定位终端根据不同位置处声波采集模块2采集到信号存在一定的时间差的原理，并通过公式计算出较先接收到声波信号的声波采集模块2与炸裂电缆接头的距离。

Claims (5)

1.一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置，用于探测电力输电线路上发生电缆接头炸裂的位置，包括载波体（1）、声波采集模块（2）、信号线（3）、定位终端（4），载波体（1）沿高压电缆输电线路铺设；用于采集电缆接头炸裂时耦合到载波体（1）并沿载波体（1）传播的声波信号的多个声波采集模块呈一定距离间隔置于载波体（1）表面；信号线（3）置于载波体（1）内部，其一个端头通过光-电耦合器件与定位终端（4）连接，多个声波采集模块亦在各自的物理位置通过声-光耦合器件与信号线（3）连接；用于声波采集模块（2）和定位终端（4）之间信号的传输；定位终端（4）置于站内值班室内，根据不同位置处声波采集模块（2）接收到的声波信号的时间差对炸裂的电缆接头进行快速定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置，其特征在于，所述载波体（1）采用304不锈钢圆管，两根管之间采用无缝焊接的连接方式。

3.根据权利要求1所述的一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置，其特征在于，所述声波采集模块（2）内部设有嵌入式主板，通过声波传感器对声波信号进行准确的采集与存贮。

4.根据权利要求1所述的一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置，其特征在于，所述信号线（3）材质为可用于信号高效准确传输的光纤。

5.根据权利要求1所述的一种基于声波信号的电缆接头炸裂的定位装置，其特征在于，所述定位终端（4）为工控机。