CN112179959B - 一种高压电缆绝缘层破损检测装置及信号处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种高压电缆绝缘层破损检测装置，包括破损检测传感器装置、电缆牵引导向装置、电缆导向装置、电控器；所述破损检测传感器装置内设置有破损检测传感器，破损检测传感器上设置有成对的LC谐振单元，成对的LC谐振单元与一对电阻组成混合谐振桥，混合谐振桥输入端输入有设定频率的正弦激励信号；高压电缆通过电缆牵引导向装置通过破损检测传感器时，高压电缆使LC谐振单元的电容容值发生变化，导致混合谐振桥的平衡状态被破坏，混合谐振桥会输出检测信号，检测信号经放大处理后，实现对高压电缆绝缘层破损的检测；本发明的高压电缆绝缘层破损检测装置具有体积小、灵敏度高的特点，实现了高压电缆敷设时绝缘层破损的自动检测。

Description

一种高压电缆绝缘层破损检测装置及信号处理方法
技术领域
本发明涉及高压电缆生产及敷设技术领域，具体涉及一种高压电缆绝缘层破损检测装置及信号处理方法。
背景技术
高压电缆的绝缘性能对输电安全至关重要，因此在高压电缆生产及敷设施工过程中，对绝缘性能进行检测是必不可少的；其中在高压电缆敷设过程中，影响高压电缆绝缘性能的主要因素之一是绝缘层的破损，但目前对绝缘层破损检测缺少必要的设备，因此高压电缆敷设前只能依赖人工目视检测；但人工目视检测往往出现漏检现象，最终导致高压电缆敷设后，在长期运行中存在严重安全隐患，严重时甚至出现绝缘层破损处被高压击穿，导致出现输电安全事故；因此如何解决高压电缆敷设时绝缘层破损的自动检测，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种高压电缆绝缘层破损检测装置及信号处理方法；高压电缆绝缘层破损检测装置包括破损检测传感器装置、电缆牵引导向装置、电缆导向装置、电控器；所述破损检测传感器装置、电缆牵引导向装置、电缆导向装置、电控器通过底板固定连接；所述破损检测传感器装置内设置有破损检测传感器，破损检测传感器上设置有成对的LC谐振单元，成对的LC谐振单元与一对电阻组成混合谐振桥，混合谐振桥输入端输入有设定频率的正弦激励信号；在高压电缆敷设时，高压电缆通过电缆牵引导向装置将其导入破损检测传感器装置中，高压电缆从破损检测传感器的LC谐振单元的电容两极板中间穿过，正常情况下LC谐振单元在设定频率的正弦激励信号作用下处于谐振状态，此时混合谐振桥工作于平衡状态，混合谐振桥无检测信号输出；当高压电缆绝缘层存在破损时，将使LC谐振单元的电容两极板间介电常数发生变化，结果使LC谐振单元的电容容值发生变化，电容容值的变化会使LC谐振单元的谐振频率发生变化，当LC谐振单元的谐振频率与正弦激励信号的频率不一致时，使混合谐振桥的平衡状态被破坏，此时混合谐振桥会输出检测信号，通过对混合谐振桥输出检测信号的放大处理及检测，实现对高压电缆绝缘层破坏状态的检测；本发明的高压电缆绝缘层破损检测装置具有体积小、灵敏度高的特点，可完全替代人工进行高压电缆敷设前绝缘层破损的检测，杜绝了人工目视检测所出现的漏检现象，因此成功解决了高压电缆敷设时绝缘层破损的自动检测问题，防止了高压电缆在长期运行中存在的安全隐患，确保了高压电缆的长期稳定、可靠、安全工作。
为了所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种高压电缆绝缘层破损检测装置，包括破损检测传感器装置、电缆牵引导向装置、电缆导向装置、电控器，所述破损检测传感器装置、电缆牵引导向装置、电缆导向装置、电控器通过底板固定连接；其中破损检测传感器装置用于对高压电缆绝缘层破损的检测；其中电缆牵引导向装置用于牵引高压电缆以设定速度通过破损检测传感器装置；其中电缆导向装置与电缆牵引导向装置配合，确保高压电缆通过破损检测传感器装置时运动的平稳性；其中电控器上设有显示屏、按钮及旋钮，用于设置高压电缆绝缘层破损检测装置的工作参数，包括电缆牵引导向装置的牵引速度、破损检测传感器装置的谐振工作点调整，及检测结果的动态显示，同时在检测到高压电缆绝缘层出现破损时发出声光报警；
所述破损检测传感器装置固定设置在底板前部中间；所述电缆牵引导向装置设置有牵引电机、减速器，牵引电机为伺服电机，可准确控制其转速；电缆牵引导向装置固定设置在破损检测传感器装置右侧；所述电缆导向装置固定设置在破损检测传感器装置左侧；所述电控器通过支架固定设置在破损检测传感器装置后侧；
所述破损检测传感器装置内设置有破损检测传感器，其包括传感器本体、传感器电极组合、谐振电感、滚珠导套、滚珠导套端盖；所述传感器本体为带有法兰的短管，短管周向设有两组正交的传感器电极槽，其间距设为S，设置两组正交传感器电极槽的目的是构成两个混合谐振桥，即高压电缆一次通过时，可对同一破损位置进行两次检测，以利于后续检测信号的处理；传感器本体两端设有滚珠导套孔，滚珠导套用于导正高压电缆通过破损检测传感器装置时的位置稳定性并降低高压电缆与破损检测传感器装置之间的摩擦；所述传感器电极组合固定设置在传感器电极槽中，相对两传感器电极组合组成一个电容，此电容为混合谐振桥的谐振电容，其容值大小与传感器电极组合中的传感器电极的面积、两个传感器电极之间的距离、及两者之间通过的高压电缆结构及绝缘层状况相关，当两个传感器电极之间通过的高压电缆的绝缘层出现破损时，会导致两个传感器电极之间的绝缘层介电常数发生变化，此变化会导致谐振电容的容值发生变化；一个传感器本体共组成有四个电容；所述谐振电感设有四个，固定设置在短管周向，每个谐振电感通过导线并联一个电容，组成一个LC谐振单元；其中位于短管同一轴向位置两个电容所在的两个LC谐振单元为一组，共组成两组LC谐振单元，两组LC谐振单元分别配合两个等阻值的电阻，可构成两个混合谐振桥；所述滚珠导套设置在传感器本体相对法兰端的滚珠导套孔中，通过滚珠导套端盖与传感器本体固定连接。
进一步的，所述破损检测传感器装置中设置有两个破损检测传感器，两个破损检测传感器的法兰端相对、绕轴旋转45°、固定连接，采用两个绕轴旋转45°固定连接的破损检测传感器，其目的是为了解决相邻传感器电极组合间存在周向间隙所出现的漏检区域，实现对被检测高压电缆绝缘层外圆的全覆盖；所述两个破损检测传感器之间固定设置有滚珠导套，此处设置滚珠导套有两个目的：一是滚珠导套设置在两个传感器本体的滚珠导套孔中，通过滚珠导套外圆定位两个传感器本体连接的同轴度，从而确保两个破损检测传感器连接的同轴度；二是用于导正高压电缆通过两个破损检测传感器连接处的平稳性，并降低高压电缆与破损检测传感器之间的摩擦。
进一步的，所述传感器电极组合包括传感器电极、电极导杆、电极预压板簧、电极导座；所述传感器电极为圆弧状，电极导杆固定设置在传感器电极的外圆弧面；所述电极预压板簧为弧形板状，中部设有通孔，电极预压板簧通过中间的通孔设置在电极导杆上；所述电极导座中间设有通孔，电极导杆穿过电极导座中间的通孔，通过电极导杆、垫片、螺母将传感器电极、电极预压板簧、电极导座连接成整体；当传感器电极内圆弧侧受力时，传感器电极沿电极导杆的轴线产生运动；所述电极导杆最上端通过螺母固定连接有导线；进一步补充说明：破损检测传感器装置中，传感器电极、电极导杆、电极预压板簧为磷青铜，固定连接用螺栓、螺母为不锈钢，其余零部件均为非金属材质，其中滚珠导套中滚珠采用陶瓷材料，其目的是为了降低金属材质可能对电容及谐振电感参数的影响。
进一步的，所述电控器包括激励信号发生单元、检测信号发生单元、信号处理及显示单元、电机控制及驱动单元；所述激励信号发生单元、检测信号发生单元、信号处理及显示单元顺序电性连接；所述信号处理及显示单元还与激励信号发生单元、电机控制及驱动单元电性连接；
所述激励信号发生单元包括波形发生器、射极跟随器，波形发生器用于提供LC谐振单元工作的谐振正弦信号，其频率通过信号处理及显示单元的MCU控制调整，射极跟随器用于隔离波形发生器与混合谐振桥之间的直接连接，同时提高波形发生器的带载能力；波形发生器产生频率可调的正弦波，经射极跟随器输出至检测信号发生单元，波形发生器产生的正弦波的频率由信号处理及显示单元控制；高压电缆绝缘层破损检测装置工作前，首先将标准高压电缆样本设置在破损检测传感器装置中，通过电控器的旋钮调整波形发生器输出正弦波的工作频率，使LC谐振单元处于谐振状态，此时混合谐振桥工作于平衡状态，此时电控器无异常信号输出及报警。
所述检测信号发生单元包括四个检测信号发生器，其分别为检测信号发生器A、检测信号发生器B、检测信号发生器C、检测信号发生器D，四个检测信号发生器结构相同；所述检测信号发生器包括顺序电性连接的混合谐振桥、信号预处理器、高阻抗桥式放大器，混合谐振桥输入端与激励信号发生单元的射极跟随器电性连接，高阻抗桥式放大器输出端与信号处理及显示单元电性连接；所述混合谐振桥用于检测输出高压电缆绝缘层破损信号，其工作原理为：高压电缆通过电缆牵引导向装置导入破损检测传感器装置中，高压电缆从破损检测传感器的LC谐振单元的电容两极板中间穿过，正常情况下LC谐振单元在设定频率的正弦激励信号作用下处于谐振状态，此时混合谐振桥工作于平衡状态，混合谐振桥无检测信号输出；当高压电缆绝缘层存在破损时，将使LC谐振单元的电容两极板间介电常数发生变化，结果使LC谐振单元的电容容值发生变化，电容容值的变化会使LC谐振单元的谐振频率发生变化，当LC谐振单元的谐振频率与正弦激励信号的频率不一致时，使混合谐振桥的平衡状态被破坏，此时混合谐振桥会输出检测信号；所述信号预处理器对检测信号发生器输出的信号进行预处理，检测信号发生器有信号输出时，其信号为叠加有异常信号的正弦信号，通过信号预处理器的检波器、带阻滤波器处理后，去除正弦信号，仅输出异常检测信号，以利于后续信号的处理；所述高阻抗桥式放大器是由集成运放构成的桥式比较放大器，其用于对信号预处理器输出的信号进行比较放大后输出。
所述信号处理及显示单元包括采样电路、MCU、显示模块，MCU分别与采样电路、显示模块电性连接；所述采样电路设有四个，分别为采样A、采样B、采样C、采样D，其输入端分别与检测信号发生单元的四个高阻抗桥式放大器输出端电性连接；采样A、采样B、采样C、采样D输出信号按照其来源分为两组：其中采样A、采样B来自一个破损检测传感器为一组，采样C、采样D来自另一个破损检测传感器为另一组，两组采样信号输入MCU，进行运算处理；两组采样信号最终运算输出结果，实际蕴含着高压电缆绝缘层破损在长度及圆周方向的位置。
所述电机控制及驱动单元包括电机控制模块、电机驱动模块，电机控制模块与信号处理及显示单元的MCU电性连接，电机驱动模块与牵引电机、减速器电性连接；电机控制模块接收MCU的启动、停止、转速等控制信息，生成牵引电机驱动的控制波形，经电机驱动模块功率放大后驱动牵引电机转动；引电机转动经减速器减速后，带动电缆牵引导向装置的导向轮转动。
进一步的，所述混合谐振桥的两个桥臂为LC谐振单元，另两个桥臂为电阻；所述电阻阻抗与LC谐振单元的谐振阻抗相等，其目的是当LC谐振单元工作在谐振状态时，混合谐振桥工作于平衡状态；两个LC谐振单元的桥臂为破损检测传感器的同一组LC谐振单元，及LC谐振单元中的电容位于传感器本体的同一轴向位置；
所述检测信号发生器A、检测信号发生器B设为一组，其连接同一个破损检测传感器；所述检测信号发生器C、检测信号发生器D设为一组，其连接另一个破损检测传感器；其中检测信号发生器A、检测信号发生器C的混合谐振桥所分别连接的同一组LC谐振单元靠近破损检测传感器朝向电缆牵引导向装置侧，其目的是两个经MCU运算处理后输出信号的时间轴方向一致。
一种高压电缆绝缘层破损检测装置的信号处理方法：
S1、检测信号发生：高压电缆绝缘层破损检测装置工作时，波形发生器产生的正弦波的频率为LC谐振单元的谐振频率，混合谐振桥工作于平衡状态，混合谐振桥无输出检测信号；当高压电缆绝缘层存在破损现象时，使LC谐振单元的电容两极板间介电常数发生变化，LC谐振单元的电容容值发生变化，电容容值的变化会使LC谐振单元的谐振频率发生变化，导致混合谐振桥的平衡状态被破坏，混合谐振桥会输出检测信号；混合谐振桥会输出检测信号经放大处理后输出，产生检测信号；
S2、信号处理：检测信号发生器A、检测信号发生器B、检测信号发生器C、检测信号发生器D的输出检测信号分别经采样A、采样B、采样C、采样D采样后，输出检测信号A、信号B、信号C、信号D至MCU；其中信号A、信号C经延时后，分别与信号B、信号D进行求和运算；求和运算结果经算数平均滤波后输出；信号A、信号B、信号C、信号D中均包含绝缘层破损信号和随机干扰信号，其中信号A和信号B、信号C和信号D中包含的绝缘层破损信号具有强相关性，同时也具有时间差，而随机干扰信号则无明显相关性；将信号A、信号C作延时处理，使信号A和信号B、信号C和信号D保证信号同步，将信号A和信号B、信号C和信号D进行求和处理，是将强相关的绝缘层破损信号进行增强，而将无明显相关性的随机干扰信号进行抑制；采用此种信号处理方法，避免了传统信号处理的复杂计算和转换，具有极高的数据处理速度，同时降低了电控器软件开发的难度；求和运算结果后的算数平均滤波处理，则可以进一步抑制随机信号的干扰，提高输出结果的稳定性。
S3、结果判定：对算数平均滤波后输出的结果按设定阈值进行比较，当算数平均滤波后输出结果大于设定阈值，判断为电缆绝缘层发生破损。
进一步的，所述信号A、信号C延时时间t，由传感器本体周向设置的两组正交传感器电极槽的间距S、及牵引电机的旋转速度ω、减速器的减速比K、牵引轮的直径D计算确定。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开的一种高压电缆绝缘层破损检测装置及信号处理方法；高压电缆绝缘层破损检测装置包括破损检测传感器装置、电缆牵引导向装置、电缆导向装置、电控器，所述破损检测传感器装置、电缆牵引导向装置、电缆导向装置、电控器通过底板固定连接；所述破损检测传感器装置内设置有破损检测传感器，破损检测传感器上设置有成对的LC谐振单元，成对的LC谐振单元与一对电阻组成混合谐振桥，混合谐振桥输入端输入有设定频率的正弦激励信号；在高压电缆敷设时，高压电缆通过电缆牵引导向装置将其导入破损检测传感器装置中，高压电缆从破损检测传感器的LC谐振单元的电容两极板中间穿过，正常情况下LC谐振单元在设定频率的正弦激励信号作用下处于谐振状态，此时混合谐振桥工作于平衡状态，混合谐振桥无输出检测信号；当高压电缆绝缘层存在破损现象时，将使LC谐振单元的电容两极板间介电常数发生变化，结果使LC谐振单元的电容容值发生变化，电容容值的变化会使LC谐振单元的谐振频率发生变化，当LC谐振单元的谐振频率与正弦激励信号的频率不一致时，使混合谐振桥的平衡状态被破坏，此时混合谐振桥会输出检测信号，通过对混合谐振桥输出检测信号的检测，信号处理对高压电缆绝缘层破坏状态的检测；本发明的高压电缆绝缘层破损检测装置具有体积小、灵敏度高的特点，可完全杜绝人工目视检测所出现的漏检现象，因此成功解决了高压电缆敷设时绝缘层破损的自动检测问题，防止了高压电缆在长期运行中存在的安全隐患，确保了高压电缆的长期稳定、可靠、安全工作。
附图说明
图1为高压电缆绝缘层破损检测装置外观图；
图2为破损检测传感器装置外观图；
图3为破损检测传感器装置爆炸示意图；
图4为破损检测传感器组合爆炸示意图；
图5为破损检测传感器爆炸示意图；
图6为传感器本体外观示意图；
图7为传感器电极组合外观示意图；
图8为传感器电极爆炸示意图；
图9为电控器原理示意框图；
图10为信号处理方法原理框图。
图中：1、破损检测传感器装置；1.1、破损检测传感器组合；1.1.1、破损检测传感器；1.1.1.1、传感器本体；1.1.1.1.1、传感器电极槽；1.1.1.1.2、滚珠导套孔；1.1.1.2、传感器电极组合；1.1.1.2.1、传感器电极；1.1.1.2.2、电极导杆；1.1.1.2.3、电极预压板簧；1.1.1.2.4、电极导座； 1.1.1.3、谐振电感；1.1.1.4、滚珠导套；1.1.1.5、滚珠导套端盖；1.2、破损检测传感器下壳体；1.3、破损检测传感器上壳体；2、电缆牵引导向装置；3、电缆导向装置；4、电控器；5、底板；6、电缆。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种高压电缆绝缘层破损检测装置，包括破损检测传感器装置1、电缆牵引导向装置2、电缆导向装置3、电控器4，所述破损检测传感器装置1、电缆牵引导向装置2、电缆导向装置3、电控器4通过底板5固定连接；
所述破损检测传感器装置1固定设置在底板5前部中间；所述电缆牵引导向装置2设置有牵引电机、减速器，其固定设置在破损检测传感器装置1右侧；所述电缆导向装置3固定设置在破损检测传感器装置1左侧；所述电控器4通过支架固定设置在破损检测传感器装置1后侧；
所述破损检测传感器装置1内设置有破损检测传感器1.1.1，其包括传感器本体1.1.1.1、传感器电极组合1.1.1.2、谐振电感1.1.1.3、滚珠导套1.1.1.4、滚珠导套端盖1.1.1.5；所述传感器本体1.1.1.1为带有法兰的短管，短管周向设有两组正交的传感器电极槽1.1.1.1.1，其间距设为S；传感器本体1.1.1.1两端设有滚珠导套孔1.1.1.1.2；所述传感器电极组合1.1.1.2固定设置在传感器电极槽1.1.1.1.1中，相对两传感器电极组合1.1.1.2组成一个电容，共组成四个电容；所述谐振电感1.1.1.3设有四个，固定设置在短管周向，每个谐振电感1.1.1.3通过导线并联一个电容，组成一个LC谐振单元；其中位于短管同一轴向位置两个电容所在的两个LC谐振单元为一组，共组成两组LC谐振单元；所述滚珠导套1.1.1.4设置在传感器本体1.1.1.1相对法兰端的滚珠导套孔1.1.1.1.2中，通过滚珠导套端盖1.1.1.5与传感器本体1.1.1.1固定连接；
所述破损检测传感器装置1中设置有两个破损检测传感器1.1.1，两个破损检测传感器1.1.1的法兰端相对、绕轴旋转45°、固定连接；所述两个破损检测传感器1.1.1之间固定设置有滚珠导套1.1.1.4；
所述传感器电极组合1.1.1.2包括传感器电极1.1.1.2.1、电极导杆1.1.1.2.2、电极预压板簧1.1.1.2.3、电极导座1.1.1.2.4；所述传感器电极1.1.1.2.1为圆弧状，电极导杆1.1.1.2.2固定设置在传感器电极1.1.1.2.1的外圆弧面；所述电极预压板簧1.1.1.2.3为弧形板状，中部设有通孔，电极预压板簧1.1.1.2.3通过中间的通孔设置在电极导杆1.1.1.2.2上；所述电极导座1.1.1.2.4中间设有通孔，电极导杆1.1.1.2.2穿过电极导座1.1.1.2.4中间的通孔，通过电极导杆1.1.1.2.2、垫片、螺母将传感器电极1.1.1.2.1、电极预压板簧1.1.1.2.3、电极导座1.1.1.2.4连接成整体；当传感器电极1.1.1.2.1内圆弧侧受力时，传感器电极1.1.1.2.1沿电极导杆1.1.1.2.2的轴线产生运动；所述电极导杆1.1.1.2.2最上端通过螺母固定连接有导线；
所述电控器4包括激励信号发生单元、检测信号发生单元、信号处理及显示单元、电机控制及驱动单元；所述激励信号发生单元、检测信号发生单元、信号处理及显示单元顺序电性连接；所述信号处理及显示单元还与激励信号发生单元、电机控制及驱动单元电性连接；
所述激励信号发生单元包括波形发生器、射极跟随器；波形发生器产生频率可调的正弦波，经射极跟随器输出至检测信号发生单元，波形发生器产生的正弦波的频率由信号处理及显示单元控制；
所述检测信号发生单元包括四个检测信号发生器，其分别为检测信号发生器A、检测信号发生器B、检测信号发生器C、检测信号发生器D，四个检测信号发生器结构相同；所述检测信号发生器包括顺序电性连接的混合谐振桥、信号预处理器、高阻抗桥式放大器，混合谐振桥输入端与激励信号发生单元的射极跟随器电性连接，高阻抗桥式放大器输出端与信号处理及显示单元电性连接；
所述信号处理及显示单元包括采样电路、MCU、显示模块，MCU分别与采样电路、显示模块电性连接；所述采样电路设有四个，分别为采样A、采样B、采样C、采样D，其输入端分别与检测信号发生单元的四个高阻抗桥式放大器输出端电性连接；
所述电机控制及驱动单元包括电机控制模块、电机驱动模块，电机控制模块与信号处理及显示单元的MCU电性连接，电机驱动模块与牵引电机、减速器电性连接；
所述混合谐振桥的两个桥臂为LC谐振单元，另两个桥臂为电阻；所述电阻阻抗与LC谐振单元的谐振阻抗相等；两个LC谐振单元的桥臂为破损检测传感器1.1.1的同一组LC谐振单元；
所述检测信号发生器A、检测信号发生器B设为一组，其连接同一个破损检测传感器1.1.1；所述检测信号发生器C、检测信号发生器D设为一组，其连接另一个破损检测传感器1.1.1；其中检测信号发生器A、检测信号发生器C的混合谐振桥所分别连接的同一组LC谐振单元靠近破损检测传感器1.1.1朝向电缆牵引导向装置2同侧。
一种高压电缆绝缘层破损检测装置的信号处理方法，其包括以下步骤；
S1、检测信号发生：高压电缆绝缘层破损检测装置工作时，波形发生器产生的正弦波的频率为LC谐振单元的谐振频率，混合谐振桥工作于平衡状态，混合谐振桥无输出检测信号；当高压电缆绝缘层存在破损现象时，使LC谐振单元的电容两极板间介电常数发生变化，LC谐振单元的电容容值发生变化，电容容值的变化会使LC谐振单元的谐振频率发生变化，导致混合谐振桥的平衡状态被破坏，混合谐振桥会输出检测信号；混合谐振桥会输出检测信号经放大处理后输出，产生检测信号；
S2、信号处理：检测信号发生器A、检测信号发生器B、检测信号发生器C、检测信号发生器D的输出检测信号分别经采样A、采样B、采样C、采样D采样后，输出检测信号A、信号B、信号C、信号D至MCU；其中信号A、信号C经延时后，分别与信号B、信号D进行求和运算；求和运算结果经算数平均滤波后输出；信号A、信号C延时时间t，由传感器本体1.1.1.1周向设置的两组正交传感器电极槽1.1.1.1.1的间距S、及牵引电机的旋转速度ω、减速器的减速比K、牵引轮的直径D计算确定；
S3、结果判定：对算数平均滤波后输出的结果按设定阈值进行比较，当算数平均滤波后输出结果大于设定阈值，判断为电缆绝缘层发生破损；
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (6)

1.一种高压电缆绝缘层破损检测装置，其特征是：包括破损检测传感器装置（1）、电缆牵引导向装置（2）、电缆导向装置（3）、电控器（4）；所述破损检测传感器装置（1）、电缆牵引导向装置（2）、电缆导向装置（3）、电控器（4）通过底板（5）固定连接；
所述破损检测传感器装置（1）固定设置在底板（5）前部中间；所述电缆牵引导向装置（2）设置有牵引电机、减速器，其固定设置在破损检测传感器装置（1）右侧；所述电缆导向装置（3）固定设置在破损检测传感器装置（1）左侧；所述电控器（4）通过支架固定设置在破损检测传感器装置（1）后侧；
所述破损检测传感器装置（1）内设置有破损检测传感器（1.1.1），其包括传感器本体（1.1.1.1）、传感器电极组合（1.1.1.2）、谐振电感（1.1.1.3）、滚珠导套（1.1.1.4）、滚珠导套端盖（1.1.1.5）；所述传感器本体（1.1.1.1）为带有法兰的短管，短管周向设有两组正交的传感器电极槽（1.1.1.1.1），其间距设为S；传感器本体（1.1.1.1）两端设有滚珠导套孔（1.1.1.1.2）；所述传感器电极组合（1.1.1.2）固定设置在传感器电极槽（1.1.1.1.1）中，相对两传感器电极组合（1.1.1.2）组成一个电容，共组成四个电容；所述谐振电感（1.1.1.3）设有四个，固定设置在短管周向，每个谐振电感（1.1.1.3）通过导线并联一个电容，组成一个LC谐振单元；其中位于短管同一轴向位置两个电容所在的两个LC谐振单元为一组，共组成两组LC谐振单元；所述滚珠导套（1.1.1.4）设置在传感器本体（1.1.1.1）相对法兰端的滚珠导套孔（1.1.1.1.2）中，通过滚珠导套端盖（1.1.1.5）与传感器本体（1.1.1.1）固定连接；
所述电控器（4）包括激励信号发生单元、检测信号发生单元、信号处理及显示单元、电机控制及驱动单元；所述激励信号发生单元、检测信号发生单元、信号处理及显示单元顺序电性连接；所述信号处理及显示单元还与激励信号发生单元、电机控制及驱动单元电性连接；
所述激励信号发生单元包括波形发生器、射极跟随器；波形发生器产生频率可调的正弦波，经射极跟随器输出至检测信号发生单元，波形发生器产生的正弦波的频率由信号处理及显示单元控制；
所述检测信号发生单元包括四个检测信号发生器，其分别为检测信号发生器A、检测信号发生器B、检测信号发生器C、检测信号发生器D，四个检测信号发生器结构相同；所述检测信号发生器包括顺序电性连接的混合谐振桥、信号预处理器、高阻抗桥式放大器，混合谐振桥输入端与激励信号发生单元的射极跟随器电性连接，高阻抗桥式放大器输出端与信号处理及显示单元电性连接；
所述信号处理及显示单元包括采样电路、MCU、显示模块，MCU分别与采样电路、显示模块电性连接；所述采样电路设有四个，分别为采样A、采样B、采样C、采样D，其输入端分别与检测信号发生单元的四个高阻抗桥式放大器输出端电性连接；
所述电机控制及驱动单元包括电机控制模块、电机驱动模块，电机控制模块与信号处理及显示单元的MCU电性连接，电机驱动模块与牵引电机、减速器电性连接。
2.根据权利要求1所述高压电缆绝缘层破损检测装置，其特征是：所述破损检测传感器装置（1）中设置有两个破损检测传感器（1.1.1），两个破损检测传感器（1.1.1）的法兰端相对、绕轴线旋转45°、固定连接；所述两个破损检测传感器（1.1.1）之间固定设置有滚珠导套（1.1.1.4）。
3.根据权利要求1所述高压电缆绝缘层破损检测装置，其特征是：所述传感器电极组合（1.1.1.2）包括传感器电极（1.1.1.2.1）、电极导杆（1.1.1.2.2）、电极预压板簧（1.1.1.2.3）、电极导座（1.1.1.2.4）；所述传感器电极（1.1.1.2.1）为圆弧状，电极导杆（1.1.1.2.2）固定设置在传感器电极（1.1.1.2.1）的外圆弧面；所述电极预压板簧（1.1.1.2.3）为弧形板状，中部设有通孔，电极预压板簧（1.1.1.2.3）通过中间的通孔设置在电极导杆（1.1.1.2.2）上；所述电极导座（1.1.1.2.4）中间设有通孔，电极导杆（1.1.1.2.2）穿过电极导座（1.1.1.2.4）中间的通孔，通过电极导杆（1.1.1.2.2）、垫片、螺母将传感器电极（1.1.1.2.1）、电极预压板簧（1.1.1.2.3）、电极导座（1.1.1.2.4）连接成整体；当传感器电极（1.1.1.2.1）内圆弧侧受力时，传感器电极（1.1.1.2.1）沿电极导杆（1.1.1.2.2）的轴线产生运动；所述电极导杆（1.1.1.2.2）最上端通过螺母固定连接有导线。
4.根据权利要求3所述高压电缆绝缘层破损检测装置，其特征是：所述混合谐振桥的两个桥臂为LC谐振单元，另两个桥臂为电阻；所述电阻阻抗与LC谐振单元的谐振阻抗相等；两个LC谐振单元的桥臂为破损检测传感器（1.1.1）的同一组LC谐振单元；
所述检测信号发生器A、检测信号发生器B设为一组，其连接同一个破损检测传感器（1.1.1）；所述检测信号发生器C、检测信号发生器D设为一组，其连接另一个破损检测传感器（1.1.1）；其中检测信号发生器A、检测信号发生器C的混合谐振桥所分别连接的同一组LC谐振单元靠近破损检测传感器（1.1.1）朝向电缆牵引导向装置（2）侧。
5.一种高压电缆绝缘层破损检测装置的信号处理方法，其特征是：
S1、检测信号发生：当高压电缆绝缘层破损检测装置工作时，波形发生器产生的正弦波的频率为LC谐振单元的谐振频率，混合谐振桥工作于平衡状态，混合谐振桥无输出检测信号；当高压电缆绝缘层存在破损现象时，使LC谐振单元的电容两极板间介电常数发生变化，LC谐振单元的电容容值发生变化，电容容值的变化会使LC谐振单元的谐振频率发生变化，导致混合谐振桥的平衡状态被破坏，混合谐振桥会输出检测信号；混合谐振桥会输出检测信号经放大处理后输出，产生检测信号；
S2、信号处理：检测信号发生器A、检测信号发生器B、检测信号发生器C、检测信号发生器D的输出检测信号分别经采样A、采样B、采样C、采样D采样后，输出检测信号A、信号B、信号C、信号D至MCU；其中信号A、信号C经延时后，分别与信号B、信号D进行求和运算；求和运算结果经算数平均滤波后输出；
S3、结果判定：对算数平均滤波后输出的结果按设定阈值进行比较，当算数平均滤波后输出结果大于设定阈值，判断为电缆绝缘层发生破损。
6.根据权利要求5所述一种高压电缆绝缘层破损检测装置的信号处理方法，其特征是：所述信号A、信号C延时时间t，由传感器本体（1.1.1.1）周向设置的两组正交传感器电极槽（1.1.1.1.1）的间距S、及牵引电机的旋转速度ω、减速器的减速比K、牵引轮的直径D计算确定。
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