CN109379897A - 用于从空间上相邻的电力公用线缆识别作废地下电力公用线缆的非夹紧方法和设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于识别作废地下电力公用线缆的非夹紧方法和设备。所述方法包括：通过在目标作废电力线缆的第一端将发射器连接到该目标作废电力线缆的多个导体中的两个导体来形成闭合电路；在作废电力线缆的第二端使所述多个导体短路并接地；将来自发射器的音频频率电流信号注入到所述闭合电路中；在至少部分地暴露多个地下电力线缆的坑内：在所述地下电力线缆中的随机的第一地下电力线缆的表面上检测第一音频频率磁通量信号；在所述地下电力线缆中的与所述地下电力线缆中的第一地下电力线缆在空间上相邻的一些地下电力线缆的相应表面上检测第二多个音频频率磁通量信号；如果显示在显示装置上的第一音频频率磁通量信号的峰值振幅超过显示在显示装置上的第二多个音频频率磁通量信号的任何峰值振幅大于大约50％，则将所述地下电力线缆中的第一地下电力线缆识别为目标作废电力线缆。

Description

用于从空间上相邻的电力公用线缆识别作废地下电力公用线 缆的非夹紧方法和设备

技术领域

本发明的实施例涉及用于在公用事业变电站中的挖掘接缝坑或线缆基底中正确地识别具有绞合的多导体的作废绝缘和/或铠装电气地下线缆的非夹紧方法和设备。

背景技术

线缆识别被定义为位于一束线缆内的特定的线缆的正确选择，并且当线缆由于原因需要被改向时是必要的，所述原因诸如，但不限于，道路改变路线、构建涵洞、从现存的配电网循环进入和退出新的变电站以及便利线缆故障修复。

电力变电站中的线缆端接处的线缆识别是简单的，不过，中间线缆部分处的线缆识别更加复杂，尤其是如果中间线缆部分在市区里由于拥挤而被与许多类似的电力公用线缆一起紧邻地埋入地下以及如果地下状况复杂的话。因此，市区里的地下线缆识别充满困难并且易于出现错误识别。

许多现有的被称为电流换能器(CT)类型的线缆识别方法主要是通过确定电流脉冲极性来识别作废线缆。美国专利No.3,924,179、美国专利申请公开No.2004/0145486 A1描述了例子。CT类型的方法面临许多问题：CT夹紧必须在正确的方向上——错误的夹紧方向将导致识别错误的线缆；如果接缝坑中的线缆具有“S形”形状或“U形”转弯路线，则错误夹紧方向的风险提高；由于接缝坑中的灰尘和污垢，CT夹紧接触可能变得不可靠。任何夹紧方法(包括非CT类型，诸如EP专利申请公开EP1014099 A2)需要将被测试(夹紧)的每一个线缆被充分地挖开，这尤其是在高度拥挤的市区里并不总是可能的。

被称为音频类型(AT)的某些其他方法将音频频率信号(音调)施加于线缆导体并且使用探针来拾取场中的音调以在不在受测试的线缆周围夹紧的情况下进行线缆追踪或识别。美国专利No.7,116,093、美国专利No.5,887,051、美国专利No.6,946,850、美国专利申请公开No.2010/0176794、CA 2537927A1/WO 2004/079377A2、美国专利No.6,163,144、美国专利No.6,127,827、GB 889452 A描述了一些例子。这些出版物大多与通信导线追踪、低压电力火线追踪或特定的数字信号处理(DSP)技术(比如压缩滤波)相关。它们与具有铠装、绞合导体和从LV(诸如400VAC)到HV(诸如66kVAC)的宽电压范围的电力公用线缆是不相关的，并且它们没有提供从作废电力公用线缆的紧邻的相邻电力公用线缆(作用的或作废的)识别这些作废电力公用线缆的可靠方法。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种用于识别目标作废地下电力线缆的非夹紧方法。所述方法包括：

通过在目标作废电力线缆的第一端将发射器连接到目标作废电力线缆的多个导体中的两个导体来形成闭合电路；

在目标作废电力线缆的第二端使所述多个导体短路且接地；

将来自发射器的音频频率电流信号注入到所述闭合电路中以用于在目标作废电力线缆的表面上产生音频频率磁通量信号；

在至少部分地暴露多个地下电力线缆的坑内：

在地下电力线缆中的随机的第一地下电力线缆的表面上检测第一音频频率磁通量信号；

在地下电力线缆中的与地下电力线缆中的第一地下电力线缆在空间上相邻的一些地下电力线缆的相应表面上检测第二多个音频频率磁通量信号；

并且

如果显示在显示装置上的第一音频频率磁通量信号的峰值振幅超过显示在显示装置上的第二多个音频频率磁通量信号的任何峰值振幅大于大约50％，则将地下电力线缆中的第一地下电力线缆识别为目标作废电力线缆。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于识别目标作废地下电力线缆的接收器。所述接收器包括：

放大器电路，其被配置为按照用户可调的增益放大拾取信号；

可旁通开关式电容器模拟超窄带通滤波器，其被配置为对放大器电路的输出进行滤波；

增益校准器电路，其被配置为对可旁通开关式电容器模拟超窄带通滤波器的输出进行校准以形成规范化的信号电平；

扬声器电路，其被配置为广播增益校准器电路的输出；

微控制器单元(MCU)，其具有模数转换器(ADC)，所述ADC被配置为使增益校准器电路的输出数字化；以及

显示电路，其被配置为接收MCU的输出以在显示装置上提供所述输出的视觉指示，其中所述视觉指示的显示的幅值与拾取信号中包括的音频频率磁通量信号的振幅相关。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于识别目标作废地下电力线缆的发射器。所述发射器包括：

微控制器单元(MCU)，其具有音频信号发生器，所述音频信号发生器被配置为产生音频频率电压信号；

电流选择器电路，其被配置为预设峰值脉冲振幅；

恒峰值电流源电路，其被配置为将所述音频频率电压信号转换为具有预设的峰值脉冲振幅的音频频率电流信号；以及

输出保护电路，其电耦合在恒峰值电流源电路和一对输出端子之间，并且被配置为防止对于发射器的过电流和过电压损坏，其中所述对输出端子被配置为将所述音频频率电流信号注入到目标作废电力线缆的一对导体中。

根据本发明的一个实施方案，提供了一种用于识别线缆的系统。所述系统包括：

如在上面和/或在本公开中描述的发射器；以及

如在上面和/或在本公开中描述的接收器，其中拾取信号中包括的音频频率磁通量信号是从目标作废电力线缆检测到的。

附图说明

以下参照附图来描述本发明的实施例，在附图中：

图1A是例示说明根据本发明的一个实施例的用于地下目标作废电力线缆识别的设置的示意图；

图1B例示说明参照图1A描述的用于地下目标作废电力线缆识别的非夹紧方法；

图2示出当比较一对相邻线缆时定位信号的一种方法；

图3例示说明由于目标作废电力线缆内的多导体的绞合而导致的、沿着线缆长度的不同位置处的检测到的信号振幅或强度中的循环峰谷模式；

图4示出在几何上以磁屏蔽为中心的拾取线圈；

图5A和5B示出当比较每对线缆时沿着区域Z1和Z2中的相邻线缆的表面延展拾取线圈的截面图；

图6A和6B示出当比较每对时与磁屏蔽结合延展拾取线圈的截面图；

图7A是发射器的示意图；

图7B是图7A的发射器的信号流程和控制框图；

图8A是接收器的示意图；

图8B是图8A的接收器的信号流程和控制框图；以及

图9示出在接收器中实现的多个分段线性灵敏度关系的一个例子。

具体实施方式

在以下描述中，为了提供本发明的各种说明性实施例的透彻理解，阐述了许多特定细节。然而，对于本领域技术人员来说将理解的是，可以在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实施本发明的实施例。在其他情况下，为了不会不必要地使正被描述的实施例的有关方面模糊，对众所周知的处理操作不进行详细描述。在附图中，相似的标号在几个视图中始终是指相同的或类似的功能性或特征。

图1A是例示说明根据本发明的一个实施例的用于地下线缆识别的设置的示意图。如图1A所示，目标作废电力线缆25及其相邻的电力线缆22中的一个被埋入地下。对于目标作废电力线缆25，其线缆端接在第一端变电站(FES)10和第二端变电站(SES)12处是可进入的。电力线缆22可以被端接于FES 10或SES 12处，或者可以不被端接于FES 10或SES 12处。各种电力线缆22、25的中间部分被埋入地下。为了线缆工作和/或识别的目的，挖开了接缝坑11，接缝坑11在电力线缆22、25中的一些电力线缆的中间部分处至少部分地暴露这些电力线缆。目标电力线缆25是绞合多导体类型，例如，300mm²XLPE 22kV Copper 3Core线缆，而相邻的电力线缆22可以是相同的或不同的类型，并且被埋入以用于配电或输电。

图1B例示说明参照图1A描述的用于识别作废地下线缆的非夹紧方法1000。

在方框1002中，用目标作废电力线缆25的多个导体28(图1A和图3)中的一对(两个)23形成闭合电路。在目标作废电力线缆25的第一端，即，在FES 10处，发射器100被连接到该导体对23。在目标作废电力线缆25的第二端变电站处，即，在SES 12处，所有的导体都通过使用跳线26或开关设备接地开关而被短路且接地。可选地，目标作废电力线缆25的铠装29(图1A、5A和6B)在第一端变电站中的24和第二端变电站中的27处被接地，其承载目标作废电力线缆25的线缆端接。使铠装29接地的这个步骤提高了涉及执行目标作废地下电力线缆识别中的各种步骤的人类用户的安全性。

在方框1004中，使用发射器100将音频频率电流信号注入到所述闭合电路中。音频频率电流信号在目标作废电力线缆25的表面上产生音频频率磁通量信号。为了该目的，在发射器100处提供一对音调输出线101，并且经由线缆端接21将该对音调输出线101连接到所述对导体23。施加的音频频率电流信号行进通过在方框1002中形成的闭合电路。其中施加的音频频率电流信号流过的接地路径不包括在所述闭合电路中。

在方框1006中，对在方框1002中形成的电路验证电路闭合性。该验证可以由被配置为执行电路闭合性检查的发射器100执行。发射器100被进一步配置为提供合适的通知(诸如用LED指示器提供)以呈现验证结果，即，电路被验证是闭合的、还是不闭合的。

在方框1008中，在线缆端接处已知有目标作废线缆的FES 10中，可以对接收器200和/或发射器100进行校准以使特殊性的空间分辨率最大。例如，如果检测到的音频频率磁通量信号的峰值振幅生成小于可显示长度的50％(即，小于5个LED条指示器)的显示输出，则调整接收器200和/或发射器100以增大输出振幅以使得音频频率磁通量信号的检测到的峰值振幅生成大约60％(即，6个LED条指示器)的规范化电平显示输出。校准可以经由图7A中的调整开关106和图8A中的开关205进行，尽管在大多数情况下，当音频频率磁通量信号的检测到的峰值振幅生成60％的显示输出(这是对于电力网络中的最普遍的线缆类型的工厂校准水平)时，校准并不是必要的。

在方框1010中，在至少部分地暴露各种电力线缆22、25的中间部分的挖开的接缝坑11处，对接缝坑11的墙壁和地板并且沿着接缝坑11中的每一个暴露的线缆表面进行筛查以找出在方框1004中由施加的音频频率电流信号产生的音频频率磁通量信号的峰值振幅。这是通过使用电耦合到接收器200的音频拾取线圈210进行的。接收器200包括扬声器和显示装置208(图8A)，扬声器被配置为广播检测到的音频频率磁通量信号，显示装置208被配置为显示检测到的音频频率磁通量信号的振幅。

在方框1012中，通过将在每个线缆处检测到的音频频率磁通量信号的峰值振幅与其在空间上相邻的线缆的音频频率磁通量信号的峰值振幅进行比较来进行目标作废电力线缆25的识别。从检测到音频频率磁通量信号的峰值振幅(在方框1010中)的地点或线缆开始，或者从随机线缆开始，对于与该地点或线缆在空间上相邻的每个相邻线缆，查明并比较在每个相邻线缆的表面处检测到的音频频率磁通量信号的峰值振幅。在该比较期间，接收器200和发射器100的信号增益电平控制不应被调整。

在实践中，沿着纵长方向纵向地延展拾取线圈210，例如沿着每个在空间上相邻的相邻线缆的表面延展1.5m至2m。如果音频频率磁通量信号被检测到，则接收器200的显示装置208将显示随着拾取线圈210沿着线缆长度移动而循环通过峰谷值的信号振幅。图3例示说明由于作废电力线缆内的多导体的绞合性质而导致的、沿着线缆长度的不同位置处的检测到的信号振幅或强度中的循环模式。然而，它是音频频率磁通量信号的峰值振幅，即，显示装置上显示或照亮的最大条长，该峰值振幅被记录为对于每个线缆检测到的音频频率磁通量信号的峰值振幅。

当目标电力线缆的音频频率磁通量信号的峰值振幅超过其在空间上相邻的线缆的音频频率磁通量信号的任何检测到的峰值振幅大于大约百分之五十(50％)时，电力线缆被成功地识别为目标作废电力线缆。作为说明性例子，从目标作废电力线缆检测到的音频频率磁通量信号的峰值振幅可以生成6条指示器的显示输出，而从与目标作废电力线缆在空间上邻近的相邻线缆检测到的音频频率磁通量信号的峰值振幅可以生成3条或更少条的指示器的显示输出。

为了防止检测到和使用由同时在附近正被执行的并且使用相同的发射器和接收器装置模型的无关的作废电力线缆识别任务(一个或多个)得到的无关的磁通量信号，方框1012包括从检测到的音频频率磁通量信号提取解码密钥并且查明解码密钥是否与存储在接收器200中的共享密钥匹配。因为共享密钥仅被存储在发射器100和与其配对的接收器200中，所以该过程确保检测到的信号是从在方框1004中正被使用的发射器得到的，并且提供与从同时正被使用的其他发射器得到的无关信号的区别。如果解码密钥与存储的密钥不匹配，则呈现通知。这样的通知可以呈现一种或多种形式，包括，但不限于，在显示装置上显示错误指示、停用显示装置208以防止检测到的音频频率磁通量信号的显示。如果解码密钥与存储的密钥匹配，则允许接收器200的显示装置208显示检测到的音频频率磁通量信号的振幅。

图2示出当比较一对相邻线缆时检测音频频率磁通量信号的峰值振幅的一种方法。该对相邻线缆可以按三维关系左右或上下布置。当对所述对中的每个线缆找出峰值音频频率磁通量信号点时，在比较中沿着相应的线缆表面的纵长部分尽可能远离另一线缆地、纵向地延展拾取线圈210。拾取线圈210的电线(图4中的213)在它被延展时也应保持基本上垂直于线缆长度方向。

要意识到的是，可以单独地使用拾取线圈210或者与磁屏蔽221结合使用拾取线圈210以减小由于相邻磁场而导致的干扰。图4示出在几何上以磁屏蔽221为中心的拾取线圈210。具体地说，在磁屏蔽221的内侧，提供线圈座223来使拾取线圈221保持在屏221的中心处。屏221可以设为C形形状或弧形形状。屏221包括具有良好的磁导率的材料，诸如铸铁。屏221可以设有把手222。

图5A和5B沿着区域Z1和Z2中的相邻线缆的表面延展拾取线圈210的截面图。在相邻线缆之间的距离(D)大于10cm的某些情况下，可以在没有磁屏蔽221的情况下使用拾取线圈210。在距离(D)在2cm至10cm之间的其他情况下，当区域Z1和Z2可进入时，拾取线圈210仍可以在没有磁屏蔽221的情况下被使用。

图6A和6B示出与图5A和5B类似的布置。不过，在图6A和6B中，相邻线缆之间的距离(D)在2cm至10cm之间，并且进一步地，区域Z1和Z2是不可进入的，例如，线缆被阻挡或者被部分埋入。在这种情况下，拾取线圈210可以与磁屏蔽221结合使用。磁屏蔽221被配置为将来自该线缆对的真实的信号源线缆的音调磁通量重新分配到其开口并且在通过安装在磁屏蔽221的内部中心的拾取线圈210的通量量减小的情况下返回。这将增大音调信号振幅差异以在测量点在空间上受到约束(即，彼此太靠近)时指示真实的信号源。

图7A是发射器100的示意图。发射器100设有电源开启/关闭开关102、闭合电路指示器(琥珀色LED)103a、电源开启指示器(绿色LED)103b、音调模式指示器(被配置为根据音调模式闪烁的LED)103c、电池充电指示器LED103d、用于电池充电的12V直流输入接口104(对于该实施例，在充电期间，电源开启/关闭开关102应在关闭位置上)、用于正常发射器100操作105的12V直流输入接口105(当电源开启/关闭开关102被切换到开启时)、输出电平开关(高——峰值3安培；低——峰值1安培)106、输出接口107、固定PCBA和NiMH可再充电电池接口的金属外壳108。

为了将发射器100连接到目标作废电力线缆，使用鳄鱼夹香蕉插头101来将发射器100输出电耦合到目标作废电力线缆的一对导体的端接21。端接21继而被电耦合到作废电力线缆25的一对单相位导体23。

图7B是发射器100的信号和控制框图。

微控制器单元(MCU)111设有被配置为产生音频频率电压信号(例如，1023Hz音调115)的晶体112。MCU 111还被配置为监视电池电压并且控制包括指示器LED(电源状态LED113b、音调模式LED 113c、电池充电指示LED 113d)的显示电路。MCU 111可以设有作为时钟根源的30ppm 3.2768MHz晶体112。

电流选择器电路116a被电耦合到MCU 111，并且被用于针对将从发射器100输出的音频频率电流信号117来配置预设的峰值脉冲振幅。电流选择器电路116a、放大器116b和指示器113a提供被配置为验证连接到发射器100的电路是否是闭合的并且经由指示器113a呈现验证结果的电流感测电路。

恒峰值电流源电路(恒峰值电流驱动器)116c被电耦合到电流选择器116a，并且被配置为将音频频率电压信号转换为具有预设的峰值电流脉冲振幅的音频频率电流信号。

输出保护电路116d被电耦合到恒峰值电流源电路116c，并且被配置为防止由于任何过电压、过电流和瞬时的线缆电感反冲而导致的对于发射器100的损坏。

一对输出端子117被电耦合到输出保护电路116d，并且被配置为将发射器输出(即，音频频率电流信号)注入到目标作废电力线缆的一对导体23中。

存储器电路114被电耦合到MCU 111，并且被配置为存储专为发射器100和与其配对的接收器200所独有的共享密钥。MCU 111被配置为从存储器114读取共享密钥并且将共享密钥编码到从稳定的时钟源(即，晶体112)导出的音频频率电压信号中。

图8A是被配置为被可移除地耦合到拾取线圈210的接收器200的示意图。接收器200设有电源开启/关闭开关201、电源状态指示LED 202、扬声器音量控制旋钮203、滤波器开启/旁通开关204、模拟前端振幅开关(高/低)205、拾取线圈210插入接口206、扬声器207、显示装置208，显示装置208包括LED条指示器(例如，10-LED条)或用于传送信号振幅的其他指示器。要意识到的是，显示装置208可以作为LCD或LED面板提供。

图8B是接收器200的信号和控制框图。

输入端子216a被配置为从拾取线圈210接收拾取信号，拾取线圈210既拾取音频频率磁通量信号，又拾取电磁噪声，诸如电源哼声及其谐波。

放大器电路216b被电耦合到输入端子216a，并且被配置为经由外部增益选择器开关215按用户可调的增益放大拾取信号。

可旁通开关式电容器模拟超窄带通滤波器214、219a被电耦合到放大器电路216b用于对放大的拾取信号进行滤波，更具体地说，从放大的拾取信号提取预定频率的音频频率磁通量信号。

内部增益校准器电路219d被电耦合到可旁通开关式电容器模拟超窄带通滤波器214、219a，并且被配置有滤波的信号路径以为来自滤波的拾取信号(即，滤波器219a的输出)的音频频率磁通量信号产生工厂校准的幅值。内部增益校准器电路219d在工厂里是针对来自超窄带通滤波器219a的滤波信号校准的以与最普遍使用的2米电力公用电力线缆样品的表面上的规范化6LED条匹配。

扬声器电路219c、217被电耦合到增益校准器电路219d，并且被配置为接收并广播校准的且滤波的拾取信号或未滤波的拾取信号(即，块219d的输出)。

块219d的输出信号被预ADC(模数转换)调理电路219b处理，预ADC调理电路219b然后将ADC输入211e发送到微控制器单元(MCU)系统211c。

MCU 211c被配置为产生开关式电容器滤波器时钟211d、监视电池电压并且控制指示器LED。作为时钟根源的30ppm 3.2768MHz晶体211b被电耦合到MCU 211c。MCU 211c包括模数转换器(ADC)，该ADC被进一步配置为使校准的且滤波的拾取信号(即，块219d的输出)或在输入到ADC之前已经被块219b调理的未滤波的拾取信号数字化。

对于滤波的拾取信号，MCU 211c的ADC被进一步配置为基于预ADC电路219b的输出和将显示在显示装置208(即，LED条指示器)上的峰值振幅之间的多个分段线性灵敏度关系来使内部增益校准器电路219d的输出数字化。

图9示出在接收器200中实现的多个分段线性灵敏度(也被称为分段线性多虚拟灵敏度，PLMVS)关系的一个例子。规范化信号电平在任何地下电力线缆的峰值音频频率磁通量信号点处(即，在工厂里使用300mm²铜XLPE线缆(具有零欧姆回环阻抗的2米线缆样品)校准的点C处)被定义在6LED条上。斜率梯度BD被选为使得对于大多数地下电力线缆，在拾取线圈210触及线缆表面上的峰值振幅点的情况下音频频率磁通量信号的峰值振幅将显示5个至7个LED条的长度。通过注入的音频频率电流信号振幅和频率的合适选择，PLMVS关系确保显示的预定LED条长如下：当拾取线圈正在触及线缆的峰值振幅点时，在B至E的范围内；当拾取线圈210被从线缆表面的该峰值振幅点升高10cm内时，在A至B的范围内；当拾取线圈210被从线缆表面升高得大于10cm时，在低于点A的死区内(即，没有LED条照亮)。AB的斜率比BC和CD陡得多，并且比DE略陡。DE的斜率比BC和CD陡，以使得在由于铠装被移除而存在较高的泄漏通量的线缆端接处可以发生快速饱和。DE的动态范围主要是针对没有铠装的分股线缆导体或导引线的。在点E之后，灵敏度几乎饱和。低于点A的死区还提供地板噪声滤波功能。

显示电路218(包括LED条音调幅值显示装置208)被电耦合到MCU 211c，并且被配置为接收MCU 211c的输出，即，增益校准电路219d的数字化输出。在显示装置208上提供该输出的视觉指示，在显示装置208中，视觉指示的显示的幅值与在216a处接收的并且此后被219a滤波的拾取信号中包括的音频频率磁通量信号的振幅相关。

音量控制器213被电耦合到扬声器电路219c、217用于调整扬声器217的音量输出。音量控制器213与显示电路218解耦以防止音量控制器调整显示装置208上显示的振幅。

存储器211a被电耦合到MCU 211c，并且被配置为存储专为接收器200和与其配对的发射器100所独有的共享密钥。MCU 211c被配置为从校准的音频频率磁通量磁通量拾取信号(即，块219b的输出)提取解码密钥并且查明解码密钥是否与存储在接收器200的存储器211a中的共享密钥匹配。如果解码密钥与存储在存储器211a中的共享密钥不匹配，则呈现通知。这样的通知可以呈现一种或多种形式，包括，但不限于，在显示装置上显示错误指示、停用显示装置208以防止检测到的信号振幅的显示、等等。

本发明的实施例至少鉴于以下是有利的：

–所述方法和设备对于电力公用电路中的最普遍的电力线缆类型是可工厂校准的以形成规范化信号振幅水平。

–所述方法和设备对于不同的地下多导体电力线缆类型是可现场校准的以克服由于线缆类型的差异而导致的可变信号通量衰减效应。

–所述方法和设备使用分段线性多虚拟灵敏度(PLMVS)关系来形成规范化信号电平、阻挡地板噪声并且提高紧邻线缆的空间分辨率。

-所述方法不受如下面说明的各种干扰的影响：

(i)来自以下相邻线缆电压和电流以及高达数千安培的电流的电磁干扰：LV(低压，例如，400V)、MV(中压，例如，6.6kV至22kV)、HV(高压，例如，66kV)。

(ii)来自例如交通道路侧噪声的声学干扰。

(iii)紧邻干扰。因为电力线缆可以近达2cm远，所以测量点与相邻线缆表面可能太靠近，这引起真实的信号源线缆的歧义性。除了PLMVS之外，本发明还提供用于保持拾取线圈不受紧邻干扰并且增大紧邻线缆的峰值振幅的差异的磁屏蔽。

(iv)由于音频扬声器音量调整而导致的对于校准的信号电平的最大显示的干扰。接收器扬声器控件213与ADC输入信号211e解耦。音量的调整可以在不影响显示装置上的真实的幅值指示的情况下由人类用户基于他的个人听力舒适度水平执行。

–在发射器和接收器中提供了健康检查特征。当发射器在第一端变电站被接通时，它运行验证测试以检查音频频率电流信号注入的电路是否是闭合的。在接缝坑中的接收器处，拾取线圈可以被放置在接收器的扬声器的附近以引起作为功能性检查的短时刻共振。

–发射器和接收者这二者都使用相同类型的高精度晶体(例如，30ppm)作为音频频率根参考时钟源。注入的电流信号频率被选择在可听的音频范围(例如，1023Hz)内，并且避免是电源哼声频率(例如，50Hz)的任何谐波。接收器使用具有与注入的信号频率完全相同的中心频率的优化的模拟超窄带通滤波器。例如，接收器滤波器是基于开关式电容器的以1023Hz为中心的8阶模拟巴特沃斯(butterworth)。在滤波器开关204被设置为闭合的情况下，这将移除具有与注入的信号不同的频率的电磁干扰，尤其是来自运载高达数千安培的电流的相邻电力线缆的非常强的电磁干扰。

–发射器的输出107在第一端变电站处连接到目标作废电力线缆内部的一对导体，并且在它们的第二端变电站处使用零欧姆跳线或开关设备的接地开关来使该对短路且接地以形成该对导体的闭合电路。在第一端变电站处与该对导体没有接地连接，但是与信号发射器的两个输出端有连接。因为该对导体中的电流方向彼此相反，所以这将取消对于相邻线缆的任何信号互感。第二端变电站处的接地还确保人类用户的安全性。

–作为受测试的线缆是否被通电和加载的验证，接收器处的滤波器旁通选择(图8A中的204)使得滤波器旁通可以能够拾取电源哼声。这有效地防止刺入在操作和服务中作用的相邻线缆。

要理解的是，上述实施例和特征应被认为是示例性的，而非限制性的。许多其他的实施例对于本领域技术人员来说通过考虑本发明的说明书和实践将是显而易见的。因此，本发明的范围应参照所附权利要求、连同这样的权利要求所享有的等同形式的整个范围来确定。此外，某些术语时为了描述清晰的目的而被使用的，并非限制本发明的所公开的实施例。

Claims (21)

1.一种用于识别目标作废地下电力线缆的非夹紧方法，所述方法包括：

通过在目标作废电力线缆的第一端将发射器连接到所述目标作废电力线缆的多个导体中的两个导体来形成闭合电路；

在所述目标作废电力线缆的第二端使所述多个导体短路且接地；

将来自所述发射器的音频频率电流信号注入到所述闭合电路中以用于在所述目标作废电力线缆的表面上产生音频频率磁通量信号；

在至少部分地暴露多个地下电力线缆的坑内：

在所述地下电力线缆中的随机的第一地下电力线缆的表面上检测第一音频频率磁通量信号；

在所述地下电力线缆中的与所述地下电力线缆中的所述第一地下电力线缆在空间上相邻的一些地下电力线缆的相应表面上检测第二多个音频频率磁通量信号；

如果显示在显示装置上的所述第一音频频率磁通量信号的峰值振幅超过显示在所述显示装置上的所述第二多个音频频率磁通量信号的任何峰值振幅大于大约50％，则将所述地下电力线缆中的所述第一地下电力线缆识别为所述目标作废电力线缆。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述地下电力线缆中的随机的第一地下电力线缆的表面上检测第一音频频率磁通量信号之前，对所述目标作废电力线缆的所述多个导体中的所述两个导体执行闭合电路验证。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，检测第一音频频率磁通量信号进一步包括：

通过扬声器广播检测到的第一音频频率磁通量信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，检测第一音频频率磁通量信号进一步包括：

在不影响正显示在所述显示装置上的所述第一音频频率磁通量信号的峰值振幅的情况下控制所述扬声器的音量输出。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第一音频频率磁通量信号和所述第二多个音频频率磁通量信号具有与注入的音频频率电流信号基本上相同的频率。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述注入的音频频率磁通量信号被编码有仅存储在发射器和与所述发射器配对的接收器中的共享密钥，

其中检测第一音频频率磁通量信号进一步包括：

从所述第一音频频率磁通量信号提取第一解码密钥；

如果所述第一解码密钥与所述共享密钥匹配，则在所述显示装置上显示所述第一音频频率磁通量信号的振幅；以及

如果所述第一解码密钥与所述共享密钥不匹配，则呈现通知；

其中检测第二多个音频频率磁通量信号进一步包括：

从所述第二多个音频频率磁通量信号中的每个提取第二解码密钥；

如果所述第二解码密钥与所述共享密钥匹配，则在所述显示装置上显示所述第二音频频率磁通量信号中的对应的一个音频频率磁通量信号的振幅；以及

如果所述第二解码密钥与所述共享密钥不匹配，则呈现所述通知。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，呈现所述通知包括以下操作中的至少一个：在所述显示装置上显示错误指示和停用所述显示装置。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，检测第一音频频率磁通量信号进一步包括：

沿着所述第一线缆的所述表面上的第一纵长位置纵向地延展拾取线圈，

其中，检测第二多个音频频率磁通量信号进一步包括：

沿着所述地下电力线缆中的与所述地下电力线缆中的所述第一地下电力线缆在空间上相邻的一些地下电力线缆的相应表面上的多个第二纵长位置纵向地延展所述拾取线圈。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述拾取线圈在几何上以弧形磁屏蔽为中心。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，进一步包括：

在所述目标作废电力线缆的第一端和第二端使所述目标作废电力线缆的铠装接地。

11.一种用于识别目标作废地下电力线缆的接收器，所述接收器包括：

放大器电路，所述放大器电路被配置为按照用户可调的增益放大拾取信号；

可旁通开关式电容器模拟超窄带通滤波器，所述可旁通开关式电容器模拟超窄带通滤波器被配置为对所述放大器电路的输出进行滤波；

增益校准器电路，所述增益校准器电路被配置为对所述可旁通开关式电容器模拟超窄带通滤波器的输出进行校准以形成规范化的信号电平；

扬声器电路，所述扬声器电路被配置为广播所述增益校准器电路的输出；

微控制器单元(MCU)，所述微控制器单元具有模数转换器(ADC)，所述模数转换器被配置为使所述增益校准器电路的输出数字化；

显示电路，所述显示电路被配置为接收所述微控制器单元的输出以在显示装置上提供所述输出的视觉指示，其中所述视觉指示的显示的幅值与所述拾取信号中包括的音频频率磁通量信号的振幅相关。

12.根据权利要求11所述的接收器，其中，所述接收器进一步包括耦合到所述扬声器电路以用于调整扬声器的音量输出的音量控制器，其中所述音量控制器与所述显示电路解耦以防止所述音量控制器调整所述视觉指示。

13.根据权利要求11和12中任一项所述的接收器，进一步包括：

拾取线圈，所述拾取线圈被配置为将所述拾取信号提供给所述放大器电路。

14.根据权利要求13所述的接收器，其中，所述拾取线圈在几何上以所述弧形磁屏蔽为中心。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的接收器，进一步包括：

存储器电路，所述存储器电路被配置为存储专为所述接收器和与所述接收器配对的发射器所独有的共享密钥，

其中所述微控制器单元被配置为：从所述增益校准器电路的输出提取解码密钥，将所述解码密钥与存储在所述存储器电路中的所述共享密钥进行比较，如果所述解码密钥与所述共享密钥不匹配，则呈现通知。

16.根据权利要求15所述的接收器，其中，所述微控制器单元被进一步配置为通过以下操作中的至少一个来呈现所述通知：在所述显示装置上呈现错误指示和停用所述显示装置。

17.根据权利要求11至15中任一项所述的接收器，其中，所述模数转换器被进一步配置为基于多个分段线性灵敏度关系来使所述增益校准器电路的输出数字化。

18.一种用于识别目标作废地下电力线缆的发射器，所述发射器包括：

微控制器单元(MCU)，所述微控制器单元具有音频信号发生器，所述音频信号发生器被配置为产生音频频率电压信号；

电流选择器电路，所述电流选择器电路被配置为预设峰值脉冲振幅；

恒峰值电流源电路，所述恒峰值电流源电路被配置为将所述音频频率电压信号转换为具有预设的峰值脉冲振幅的音频频率电流信号；

输出保护电路，所述输出保护电路电耦合在所述恒峰值电流源电路和一对输出端子之间，并且被配置为防止对于所述发射器的过电流和过电压损坏，其中所述一对输出端子被配置为将所述音频频率电流信号注入到目标作废电力线缆的一对导体中。

19.根据权利要求18所述的发射器，进一步包括：

感测电路，所述感测电路被配置为查明所述目标作废电力线缆的所述一对导体中的闭合电路的存在；以及

显示电路，所述显示电路被配置为基于查明在所述目标作废电力线缆的所述一对导体中存在闭合电路来呈现结果。

20.根据权利要求18至19中任一项所述的发射器，进一步包括：

存储器电路，所述存储器电路被配置为存储专为所述接收器和与所述接收器配对的发射器所独有的共享密钥，其中所述微控制器单元被配置为将所述共享密钥编码到所述音频频率电压信号中。

21.一种用于识别线缆的系统，所述系统包括：

根据权利要求18至20中任一项所述的发射器；以及

根据权利要求11至17中任一项所述的接收器，其中所述拾取信号中包括的所述音频频率磁通量信号是从所述目标作废电力线缆检测到的。