CN110763954A - 一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，所述电力电缆故障检测系统包括信号注入单元、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元；所述电力电缆故障检测系统对所述电力电缆注入信号，当所述电力电缆发生故障时采集相应的信号，并进行分析判断所述电力电缆是否发生故障和故障类型，保证所述电力电缆的安全可靠性。本发明提供一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统和方法，为电力电缆故障处理提供及时有效的检测，进而降低损失。

Description

一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统及方法

技术领域

本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统及方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步和社会经济的不断发展，电力系统也得到很好的发展和应用。电力电缆是电力系统的重要组成部分，在电力电缆的发展和应用过程中，电力电缆越来越多的采用地下铺设的方式进行建设。由于铺设条件的复杂性以及日常使用环境影响等因素，电力电缆的故障时有发生，影响了用电力系统的安全运行和人们的日常生活，甚至造成安全事故、危害到人们的生命及财产安全。由于电力电缆故障往往导致大面积停电停产，若能够快速找到故障点，缩短抢修时间，可以大大的减少经济损失，最大限度地减少故障对人们生活的影响。

本发明提出一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，当所述电力电缆发生故障时采集相应的信号，并进行分析判断所述电力电缆是否发生故障和故障类型，保证所述电力电缆的安全可靠性。

发明内容

本发明提供一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统和方法，为电力电缆故障处理提供及时有效的检测，进而降低损失。

本发明具体为一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，所述电力电缆故障检测系统包括信号注入单元、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号注入单元分别与所述电力电缆、所述控制处理单元相连接，所述电力电缆与所述信号采集单元、所述信号调理单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述电力电缆故障检测系统对所述电力电缆注入信号，当所述电力电缆发生故障时采集相应的信号，并进行分析判断所述电力电缆是否发生故障和故障类型，保证所述电力电缆的安全可靠性。

所述信号注入单元采用信号发生器生成高压脉冲信号、窄脉冲信号注入所述电力电缆，若所述电力电缆发生故障，所述高压脉冲信号能够使所述故障点发生闪络并产生声音信号，所述窄脉冲信号经过所述故障点产生反射波。

所述信号采集单元包括声音传感器、电压传感器，所述声音传感器采集所述声音信号，所述电压传感器采集所述反射波信号。

所述信号调理单元包括信号放大模块、滤波模块、A/D转换模块，所述信号放大模块采用放大电路对采集的信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号；所述滤波模块采用低通滤波器滤除高频干扰信号。

所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述电力电缆故障检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括声音参考值、反射波参考值。

所述报警单元采用声光报警器，当所述电力电缆发生故障时能够及时发出声光报警信号。

所述通信单元采用无线通信技术将所述电力电缆故障检测系统的检测信息上传至监控中心，同时所述通信单元还能够对所述电力电缆故障检测系统进行远程操作。

本发明还提供一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：

步骤(1)：所述信号注入单元对所述电力电缆注入所述高压脉冲信号、所述窄脉冲信号；

步骤(2)：所述信号采集单元采集所述声音信号、所述反射波信号；

步骤(3)：经过所述信号放大模块对采集的信号进行放大处理；

步骤(4)：经过所述滤波模块进行滤波处理；

步骤(5)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；

步骤(6)：所述控制处理单元将所述声音信号与所述声音参考值进行比较，若大于所述声音参考值，进入步骤(7)；若不大于所述声音参考值，返回步骤(2)；

步骤(7)：将所述反射波信号与所述反射波参考值进行比较，若大于所述反射波参考值，通过所述报警单元发出报警信号，若不大于所述反射波参考值，返回步骤(2)；

步骤(8)：所述控制处理单元计算所述窄脉冲信号与所述反射波信号时间差；

步骤(9)：根据所述时间差得到所述故障点到测量点的距离；

步骤(10)：判断所述反射波信号极性，若为负，所述电力电缆发生短路故障；若为正，所述电力电缆发生开路故障；

步骤(11)：通过所述显示单元显示具体故障类型、数值；

步骤(12)：通过所述通信单元将所述电力电缆故障检测系统检测结果上传至所述监控中心。

与现有技术相比，有益效果是：所述电力电缆故障检测系统采用注入信号的方法，当所述电力电缆发生故障时能够及时采集到故障信号，通过所述反射波信号与所述窄脉冲信号时间差确定故障点到测量点的距离，通过所述反射波信号极性确定故障类型，提高故障检测的准确性。

附图说明

图1为本发明一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统检测方法的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统的具体实施方式做详细阐述。

本发明的电力电缆故障检测系统包括信号注入单元、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号注入单元分别与所述电力电缆、所述控制处理单元相连接，所述电力电缆与所述信号采集单元、所述信号调理单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述电力电缆故障检测系统对所述电力电缆注入信号，当所述电力电缆发生故障时采集相应的信号，并进行分析判断所述电力电缆是否发生故障和故障类型，保证所述电力电缆的安全可靠性。

所述信号注入单元采用信号发生器生成高压脉冲信号、窄脉冲信号注入所述电力电缆，若所述电力电缆发生故障，所述高压脉冲信号能够使所述故障点发生闪络并产生声音信号，所述窄脉冲信号经过所述故障点产生反射波。

所述信号采集单元包括声音传感器、电压传感器，所述声音传感器采集所述声音信号，所述电压传感器采集所述反射波信号。

所述信号调理单元包括信号放大模块、滤波模块、A/D转换模块，所述信号放大模块采用放大电路对采集的信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号；所述滤波模块采用低通滤波器滤除高频干扰信号。

所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述电力电缆故障检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括声音参考值、反射波参考值。

所述报警单元采用声光报警器，当所述电力电缆发生故障时能够及时发出声光报警信号。

所述通信单元采用无线通信技术将所述电力电缆故障检测系统的检测信息上传至监控中心，同时所述通信单元还能够对所述电力电缆故障检测系统进行远程操作。

如图1所示，本发明还提供一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：

步骤(1)：所述信号注入单元对所述电力电缆注入所述高压脉冲信号、所述窄脉冲信号；

步骤(2)：所述信号采集单元采集所述声音信号、所述反射波信号；

步骤(3)：经过所述信号放大模块对采集的信号进行放大处理；

步骤(4)：经过所述滤波模块进行滤波处理；

步骤(5)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；

步骤(6)：所述控制处理单元将所述声音信号与所述声音参考值进行比较，若大于所述声音参考值，进入步骤(7)；若不大于所述声音参考值，返回步骤(2)；

步骤(7)：将所述反射波信号与所述反射波参考值进行比较，若大于所述反射波参考值，通过所述报警单元发出报警信号，若不大于所述反射波参考值，返回步骤(2)；

步骤(8)：所述控制处理单元计算所述窄脉冲信号与所述反射波信号时间差；

步骤(9)：根据所述时间差得到所述故障点到测量点的距离；

步骤(10)：判断所述反射波信号极性，若为负，所述电力电缆发生短路故障；若为正，所述电力电缆发生开路故障；

步骤(11)：通过所述显示单元显示具体故障类型、数值；

步骤(12)：通过所述通信单元将所述电力电缆故障检测系统检测结果上传至所述监控中心。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (8)

1.一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，其特征在于，所述电力电缆故障检测系统包括信号注入单元、信号采集单元、信号调理单元、控制处理单元、按键输入单元、存储单元、显示单元、报警单元和通信单元，所述信号注入单元分别与所述电力电缆、所述控制处理单元相连接，所述电力电缆与所述信号采集单元、所述信号调理单元、所述控制处理单元顺序连接，所述控制处理单元还分别与所述按键输入单元、所述存储单元、所述显示单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述电力电缆故障检测系统对所述电力电缆注入信号，当所述电力电缆发生故障时采集相应的信号，并进行分析判断所述电力电缆是否发生故障和故障类型，保证所述电力电缆的安全可靠性。

2.根据权利要求1所述的一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，其特征在于，所述信号注入单元采用信号发生器生成高压脉冲信号、窄脉冲信号注入所述电力电缆，若所述电力电缆发生故障，所述高压脉冲信号能够使所述故障点发生闪络并产生声音信号，所述窄脉冲信号经过所述故障点产生反射波。

3.根据权利要求2所述的一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，其特征在于，所述信号采集单元包括声音传感器、电压传感器，所述声音传感器采集所述声音信号，所述电压传感器采集所述反射波信号。

4.根据权利要求3所述的一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，其特征在于，所述信号调理单元包括信号放大模块、滤波模块、A/D转换模块，所述信号放大模块采用放大电路对采集的信号进行放大处理，输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号；所述滤波模块采用低通滤波器滤除高频干扰信号。

5.根据权利要求4所述的一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，其特征在于，所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元对所述电力电缆故障检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括声音参考值、反射波参考值。

6.根据权利要求5所述的一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，其特征在于，所述报警单元采用声光报警器，当所述电力电缆发生故障时能够及时发出声光报警信号。

7.根据权利要求6所述的一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统，其特征在于，所述通信单元采用无线通信技术将所述电力电缆故障检测系统的检测信息上传至监控中心，同时所述通信单元还能够对所述电力电缆故障检测系统进行远程操作。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的基于信号注入的电力电缆故障检测系统的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：

步骤(1)：所述信号注入单元对所述电力电缆注入所述高压脉冲信号、所述窄脉冲信号；

步骤(2)：所述信号采集单元采集所述声音信号、所述反射波信号；

步骤(3)：经过所述信号放大模块对采集的信号进行放大处理；

步骤(4)：经过所述滤波模块进行滤波处理；

步骤(5)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换；

步骤(6)：所述控制处理单元将所述声音信号与所述声音参考值进行比较，若大于所述声音参考值，进入步骤(7)；若不大于所述声音参考值，返回步骤(2)；

步骤(7)：将所述反射波信号与所述反射波参考值进行比较，若大于所述反射波参考值，通过所述报警单元发出报警信号，若不大于所述反射波参考值，返回步骤(2)；

步骤(8)：所述控制处理单元计算所述窄脉冲信号与所述反射波信号时间差；

步骤(9)：根据所述时间差得到所述故障点到测量点的距离；

步骤(10)：判断所述反射波信号极性，若为负，所述电力电缆发生短路故障；若为正，所述电力电缆发生开路故障；

步骤(11)：通过所述显示单元显示具体故障类型、数值；

步骤(12)：通过所述通信单元将所述电力电缆故障检测系统检测结果上传至所述监控中心。

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