CN112285483A - 一种用于电缆故障精确定位的存储介质、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电缆故障精确定位的存储介质、系统及方法，涉及电缆故障检测技术领域；系统包括至少两个用于获知电缆故障振动信号的振动传感器和通信装置，振动传感器与通信装置连接并通信；存储介质包括电缆故障定位模块，用于控制器根据每一振动传感器获知电缆故障振动信号的时间相应生成每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点；方法包括获取每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点；其通过振动传感器和通信装置等，实现高效率地定位电缆故障点。

Description

一种用于电缆故障精确定位的存储介质、系统及方法

技术领域

本发明涉及电缆故障检测技术领域，尤其涉及一种用于电缆故障精确定位的存储介质、系统及方法。

背景技术

现有技术需故障查找设备在电缆终端进行放电，探测仪在现场进行逐步探测接受信号，耗费大量的人力物力。定位电缆故障点的工作，费时费力，效率较低。

现有技术问题及思考：

如何解决定位电缆故障点效率低下的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于电缆故障精确定位的存储介质、系统及方法，其通过振动传感器和通信装置等，实现高效率地定位电缆故障点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电缆故障精确定位系统包括至少两个用于获知电缆故障振动信号的振动传感器和通信装置，所述振动传感器与通信装置连接并通信。

进一步的技术方案在于：还包括控制器以及电缆故障定位模块，所述控制器与通信装置连接并通信，所述振动传感器通过通信装置与控制器连接并单向通信；所述控制器为单片机或者计算机；电缆故障定位模块，振动传感器设置在电缆井上，电缆井的数量至少两个，每一电缆井上至少设置一个振动传感器；电缆故障定位模块，用于振动传感器获知电缆故障振动信号并告知控制器，控制器根据每一振动传感器获知电缆故障振动信号的时间相应生成每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点。

进一步的技术方案在于：所述电缆井的数量为两个，分别是第一电缆井和第二电缆井，所述振动传感器的数量为两个，分别是第一振动传感器和第二振动传感器，所述第一振动传感器设置在第一电缆井上，所述第二振动传感器设置在第二电缆井上。

进一步的技术方案在于：所述电缆井的数量为三个，分别是第一电缆井、第二电缆井和第三电缆井，所述振动传感器的数量为三个，分别是第一振动传感器、第二振动传感器和第三振动传感器，所述第一振动传感器设置在第一电缆井上，所述第二振动传感器设置在第二电缆井上，所述第三振动传感器设置在第三电缆井上；电缆故障定位模块，还用于控制器根据每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的实际传播速度。

进一步的技术方案在于：所述电缆井的数量为三个，分别是第一电缆井、第二电缆井和第三电缆井，所述振动传感器的数量为六个，分别是设置在第一电缆井一侧的第一电缆井第一振动传感器、另一侧的第一电缆井第二振动传感器、设置在第二电缆井一侧的第二电缆井第一振动传感器、另一侧的第二电缆井第二振动传感器、设置在第三电缆井一侧的第三电缆井第一振动传感器和另一侧的第三电缆井第二振动传感器；电缆故障定位模块，还用于控制器根据每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的平均传播速度。

一种电缆故障精确定位的计算机可读存储介质包括电缆故障定位模块，用于振动传感器获知电缆故障振动信号并告知控制器，控制器根据每一振动传感器获知电缆故障振动信号的时间相应生成每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点。

进一步的技术方案在于：电缆故障定位模块，还用于控制器根据每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的实际传播速度。

进一步的技术方案在于：电缆故障定位模块，还用于控制器根据每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的平均传播速度。

一种电缆故障精确定位方法，获取每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点。

进一步的技术方案在于：具体包括如下步骤：

t2-t1＝Δt (1)

s2-s1＝Δt*v (4)

s1+s2＝s (5)

式1中，t1为振动信号从故障点传播到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器的时间，t2为振动信号从故障点传播到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器的时间，Δt为电缆故障振动信号从故障点起分别传输至近故障两侧电缆井的时间差；式4中，s1为故障点到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器的距离，s2为故障点到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器的距离，v为电缆故障振动信号在故障点两侧的两个电缆井之间的传播速度；式5中，s为故障点两侧的两个电缆井之间的距离；计算出s1和s2的数值并完成故障定位。

进一步的技术方案在于：每一电缆井上固定有两个振动传感器，两个振动传感器沿电缆依次分布，一个振动传感器位于电缆井的一侧，另一个振动传感器位于电缆井的另一侧，还包括如下步骤，

l/(ton1-ton2)＝Vn (2)

式2中，l为电缆井的宽度尺寸，n为在故障点一侧方向上参与计算电缆故障振动信号在电缆中传播速度的电缆井的数量，n＝1,2,3……，ton1为电缆故障振动信号从故障点传播到近故障侧的第n电缆井第一振动传感器的时间，ton2为电缆故障振动信号从故障点传播到远故障侧的第n电缆井第二振动传感器的时间，ton1-ton2为电缆故障振动信号通过第n电缆井的两个振动传感器的时间差，Vn为电缆故障振动信号通过第n电缆井处的两个振动传感器的传播速度；

式3中，

为电缆故障振动信号通过n个电缆井的平均后的传播速度，令

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

一种电缆故障精确定位系统包括至少两个用于获知电缆故障振动信号的振动传感器和通信装置，所述振动传感器与通信装置连接并通信。该技术方案，其通过振动传感器和通信装置等，实现高效率地定位电缆故障点。

一种电缆故障精确定位的计算机可读存储介质包括电缆故障定位模块，用于振动传感器获知电缆故障振动信号并告知控制器，控制器根据每一振动传感器获知电缆故障振动信号的时间相应生成每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点。该技术方案，其通过电缆故障定位模块的程序模块等，实现高效率地定位电缆故障点。

一种电缆故障精确定位方法包括电缆故障定位的步骤，该步骤为获取每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点。该技术方案，其通过电缆故障定位的步骤等，实现高效率地定位电缆故障点。

详见具体实施方式部分描述。

附图说明

图1是本发明实施例1的原理框图；

图2是本发明实施例2的原理框图；

图3是本发明实施例3的原理框图；

图4是本发明中振动传感器的分布图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1：

如图1所示，本发明公开了一种电缆故障精确定位系统包括用于获知电缆故障振动信号的振动传感器、通信装置和控制器以及电缆故障定位模块，所述控制器为计算机，所述通信装置为无线通信装置，所述电缆井的数量为两个，分别是第一电缆井和第二电缆井，所述振动传感器的数量为两个，分别是第一振动传感器和第二振动传感器，所述第一振动传感器固定在第一电缆井上，所述第二振动传感器固定在第二电缆井上。

所述第一振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信，所述第二振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信。

所述电缆故障定位模块为程序模块，电缆故障定位模块，用于振动传感器获知电缆故障振动信号并告知控制器，控制器根据每一振动传感器获知电缆故障振动信号的时间相应生成每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点。

其中，振动传感器的型号为3801A，振动传感器、无线通信装置和计算机本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。

实施例2：

实施例2与实施例1不同之处在于，电缆井的数量为三个，振动传感器的数量为三个，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的实际传播速度，进一步提高故障定位精度。

如图2所示，本发明公开了一种电缆故障精确定位系统包括用于获知电缆故障振动信号的振动传感器、通信装置和控制器以及电缆故障定位模块，所述控制器为计算机，所述通信装置为无线通信装置，所述电缆井的数量为三个，分别是第一电缆井、第二电缆井和第三电缆井，所述振动传感器的数量为三个，分别是第一振动传感器、第二振动传感器和第三振动传感器，所述第一振动传感器固定在第一电缆井上，所述第二振动传感器固定在第二电缆井上，所述第三振动传感器固定在第三电缆井上。

所述第一振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信，所述第二振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信，所述第三振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信。

所述电缆故障定位模块为程序模块，电缆故障定位模块，用于振动传感器获知电缆故障振动信号并告知控制器，控制器根据每一振动传感器获知电缆故障振动信号的时间相应生成每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的实际传播速度，进而计算并定位故障点。

根据施工情况可知，每两个电缆井之间的距离为已知数据。由于电缆井的数量为三个，发生故障时，故障点一侧必然会有两个电缆井，可依据该两个电缆井上振动传感器采集的数据，用两个电缆井之间的距离除以相应的时间差，计算获得实际的传播速度，进一步提高电缆故障定位的精确度。

其中，振动传感器的型号为YD280，振动传感器、无线通信装置和计算机本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。

实施例3：

实施例3与实施例1不同之处在于，电缆井的数量为三个，振动传感器的数量为六个，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的实际平均传播速度，进一步提高故障定位精度。

如图3所示，本发明公开了一种电缆故障精确定位系统包括用于获知电缆故障振动信号的振动传感器、通信装置和控制器以及电缆故障定位模块，所述控制器为计算机，所述通信装置为无线通信装置，所述电缆井的数量为三个，分别是第一电缆井、第二电缆井和第三电缆井，所述振动传感器的数量为六个，分别是固定在第一电缆井一侧的第一电缆井第一振动传感器、另一侧的第一电缆井第二振动传感器、固定在第二电缆井一侧的第二电缆井第一振动传感器、另一侧的第二电缆井第二振动传感器、固定在第三电缆井一侧的第三电缆井第一振动传感器和另一侧的第三电缆井第二振动传感器。

所述第一电缆井第一振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信，所述第一电缆井第二振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信，所述第二电缆井第一振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信，所述第二电缆井第二振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信，所述第三电缆井第一振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信，所述第三电缆井第二振动传感器通过无线通信装置与计算机无线连接并单向通信。

所述电缆故障定位模块为程序模块，电缆故障定位模块，用于振动传感器获知电缆故障振动信号并告知控制器，控制器根据每一振动传感器获知电缆故障振动信号的时间相应生成每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的实际平均传播速度，进而计算并定位故障点。

其中，振动传感器的型号为SE830，振动传感器、无线通信装置和计算机本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。

实施例4：

本发明公开了一种电缆故障精确定位方法，基于实施例1的系统，包括如下步骤：

t2-t1＝Δt (1)

s2-s1＝Δt*v (4)

s1+s2＝s (5)

其中，所述第一振动传感器为近故障左侧第一电缆井第一振动传感器，所述第二振动传感器为近故障右侧第一电缆井第一振动传感器。

式1中，t1为振动信号从故障点传播到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器的时间，t2为振动信号从故障点传播到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器的时间，Δt为电缆故障振动信号从故障点起分别传输至近故障两侧电缆井的时间差。

式4中，s1为故障点到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器的距离，s2为故障点到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器的距离，v为电缆故障振动信号在故障点两侧的两个电缆井之间的传播速度。

式5中，s为故障点两侧的两个电缆井之间的距离；计算出s1和s2的数值并完成故障定位。

实施例4说明：

根据施工情况可知，该s参数为已知数据，两电缆井之间的距离s＝50m。v采用电缆故障振动信号在电缆上的固定传播速度即已知固定值，通过式4和式5算出s1和s2的数值。

实施例5：

本发明公开了一种电缆故障精确定位方法，基于实施例3的系统，包括如下步骤：

t2-t1＝Δt (1)

l/(ton1-ton2)＝Vn (2)

s2-s1＝Δt*v (4)

s1+s2＝s (5)

其中，每一电缆井上固定有两个振动传感器，两个振动传感器沿电缆依次分布，一个振动传感器位于电缆井的一侧，另一个振动传感器位于电缆井的另一侧。

所述第二电缆井第一振动传感器为近故障左侧第一电缆井第一振动传感器，所述第二电缆井第二振动传感器为近故障左侧第一电缆井第二振动传感器；所述第三电缆井第一振动传感器为近故障右侧第一电缆井第一振动传感器，所述第三电缆井第二振动传感器为近故障右侧第一电缆井第二振动传感器；所述第一电缆井第一振动传感器为近故障左侧第二电缆井第一振动传感器，所述第一电缆井第二振动传感器为近故障左侧第二电缆井第二振动传感器。

式1中，t1为振动信号从故障点传播到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器的时间，t2为振动信号从故障点传播到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器的时间，Δt为电缆故障振动信号从故障点起分别传输至近故障两侧电缆井的时间差。

式2中，l为电缆井的宽度尺寸，n为在故障点一侧方向上参与计算电缆故障振动信号在电缆中传播速度的电缆井的数量，n＝2，ton1为电缆故障振动信号从故障点传播到近故障侧的第n电缆井第一振动传感器的时间，ton2为电缆故障振动信号从故障点传播到远故障侧的第n电缆井第二振动传感器的时间，ton1-ton2为电缆故障振动信号通过第n电缆井的两个振动传感器的时间差，Vn为电缆故障振动信号通过第n电缆井处的两个振动传感器的传播速度。

式3中，

为电缆故障振动信号通过n个电缆井的平均后的传播速度。该技术方案，可以进一步提高电缆故障定位的精确度。

式4中，s1为故障点到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器的距离，s2为故障点到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器的距离，v为电缆故障振动信号在故障点两侧的两个电缆井之间的传播速度，令

式5中，s为故障点两侧的两个电缆井之间的距离；计算出s1和s2的数值并完成故障定位。

实施例6：

本发明公开了一种电缆故障精确定位的装置包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的电缆故障定位模块，所述电缆故障定位模块为计算机程序模块，所述处理器执行计算机程序模块时实现实施例4的步骤。

实施例7：

本发明公开了一种电缆故障精确定位的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有电缆故障定位模块，所述电缆故障定位模块为计算机程序模块，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例5中的步骤。

本申请的发明构思：

电缆故障类型包括单相接地、两相短路接地和三相短路接地等，其中单相接地为频发故障，占总故障率的70％。

形成电缆故障的原因包括四种，详情如下：

施工过程中，暴力牵引，导致电缆本体弯度过大或被坚硬物体划伤造成隐形伤害，长期运行后导致击穿接地。

电缆敷设完毕后没有采取有效的防止硌伤措施，电缆长期与尖锐物体接触，长期运行后导致击穿。

电缆厂家在生产电缆的过程中，工艺把控不严，导致部分电缆不合格，长期运行后导致击穿。

外部施工，施工机械损伤到电缆，导致击穿。

本发明利用现有的在线监测系统，在电缆井内增设振动传感器，当电缆出现故障时，形成的故障点伴随产生振动信号，该电缆故障振动信号沿电缆传播。位于每一电缆井内的振动传感器在获知到电缆故障振动信号后，将获知电缆故障振动信号时的时间上报至单片机或者计算机，单片机或者计算机在接收到每一振动传感器发来的获知时间后，计算并获取电缆故障点的精确位置，极大地减少了故障查找时间，更快地定位故障点。

由于电缆故障振动信号是从故障点起向故障点两外侧方向沿电缆传播，所以，位于故障点一侧且距离故障点较近的振动传感器的获知时间早于位于故障点另一侧且距离故障点较远的振动传感器的获知时间。

技术方案说明：

如图4所示，故障发生时，故障点G产生振动信号，该信号通过故障点G向两侧传播。位于故障点G较近的电缆井O1和电缆井P1最先采集到振动信号，其后电缆井On和电缆井Pm间隔一定时长采集到振动信号。

t2-t1＝Δt (1)

式1中，t1为振动信号从故障点G传播到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器O11的时间，单位ms；

t2为振动信号从故障点G传播到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器P11的时间，单位ms；

Δt为电缆故障振动信号从故障点G起分别传输至电缆井O1与电缆井P1的时间差，即t2减t1的时间差，单位ms。

l/(ton1-ton2)＝Vn (2)

式2中，l为电缆井的宽度尺寸，单位米，常数，取值为3米；

n为在故障点G一侧方向上参与计算电缆故障振动信号在电缆中传播速度的电缆井的数量，n＝1,2,3……；

ton1为电缆故障振动信号从故障点G传播到近故障侧的第n电缆井第一振动传感器On1的时间，单位ms；

ton2为电缆故障振动信号从故障点G传播到远故障侧的第n电缆井第二振动传感器On2的时间，单位ms；

ton1-ton2为电缆故障振动信号通过第n电缆井的两个振动传感器的时间差，单位ms；

Vn为电缆故障振动信号通过第n电缆井处的两个振动传感器的传播速度，单位m/ms。

实际测量过程中，每一电缆井上固定有两个振动传感器，两个振动传感器沿电缆依次分布，一个振动传感器位于电缆井的一侧，另一个振动传感器位于电缆井的另一侧。

式3中，

为电缆故障振动信号通过n个电缆井的平均后的传播速度，单位m/ms。

由于实际测量存在误差等原因，在每一电缆井处获得的电缆故障振动信号的传播速度存在差别，将n个电缆井处的传播速度求平均，可以进一步提高电缆故障定位的精确度。

s2-s1＝Δt*v (4)

式4中，s1为故障点G到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器O11的距离，单位m；

s2为故障点G到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器P11的距离，单位m；

v为电缆故障振动信号在故障点G两侧的两个电缆井之间的传播速度，单位m/ms，即s2-s1距离差上的传播速度。

s1+s2＝s (5)

式5中，s为故障点G两侧的两个电缆井之间的距离，单位m。

公式(1)可计算出信号传播到电缆井O11和电缆井P11的时间差。

公式(2)、(3)可计算出信号在电缆中的平均传播速度。

公式(4)、(5)可计算出故障点到电缆井的距离。

通过位于不同电缆井内的振动传感器收集电缆发生故障时产生的振动信号，将信号汇集于数据中心，数据中心通过处理获得故障点发生的精确位置。

根据施工情况可知，该s参数为已知数据，两电缆井之间的距离s＝50m。定位故障需计算出s1和s2的数值。

当n＝1即只有故障左侧第一电缆井和故障右侧第一电缆井时，v采用电缆故障振动信号在电缆上的固定传播速度即已知固定值，通过式4和式5算出s1和s2的数值。

当n≥2即故障点G一侧有两个及以上电缆井时，通过式2和式3计算获得平均速度

令

通过式4和式5算出s1和s2的数值。由于实际测量存在误差等原因，在每一电缆井处获得的电缆故障振动信号的传播速度存在差别，将n个电缆井处的传播速度求平均，可以进一步提高电缆故障定位的精确度。

使用的振动传感器的类型和型号，介绍如下：

振动传感器一：

3801A是一款毫伏输出压阻式MEMS加速度传感器，采用坚固的焊接密封封装。

加速度范围(±)(g):50,100,200,500,1000,2000。

频率频应(Hz):0-1000到0-5000。

加速度计类型:MEMS DC。

轴数:1。

灵灵度:.1mV/g,.3mV/g,.7mV/g,1.5mV/g。

3801A加速度传感器内置机械限位器，可提供高达10,000g的过载保护。3801A量程范围从±2至±2,000g，并且采用气态阻尼设计，可提供广泛的频率频应。该加速度传感器带温度补偿，可在工作环境中提供稳定的输出。

振动传感器二：

YD280数字振动传感器内置数字处理器(DSP)的，带有RS485标准工业总线的振动传感器，它能将机械振动信号直接转换为数字化波形数据，并通过传感器的RS485接口传送到计算机处理。

特性：

传感器内置DSP信号处理器对振动数据进行FFT(傅立叶变换)分析，并计算出加速度、速度、位移值。传感器可直接输出时域和频域的振动波形数据。多达64个振动传感器可以连接成一个振动测量网络，连接到这个网络的主机(如PC计算机)可读取振动数据，并对数据进行分析和处理。

振动测量范围：最大加速度±50g。

最大振动速度200mm/s。

最大振动位移8mm。

传感器类型：加速度。

振动传感器：压电式。

输出方式：485输出。

频率范围：10Hz～5,000Hz(加速度量)。

10Hz～1,000Hz(速度量/位移)。

速度方向：从底部到传感器(正向)。

振动分辨率：12位。

采样速率：12.8kHz。

环境温度：-40℃～+85℃。

非线性：0.2％(全量程)。

供电电源：+12～+24Vdc。

数据接口：RS485标准工业总线。

最多联网传感器数量：64个。

报警接点容量：DC28V 3A。

继电器状态：常开。

可承受最大冲击力：2000g。

压电材料：PZT-5。

防护等级：Ip67。

重量:约450g。

动态范围：﹤70dB。

振动传感器三：

SE830是利用压电晶体受到力的作用下，晶体受压变形产生电荷，晶体两端形成电势差，经过集成电路处理后输出与振动量成比例的电压信号。具有频率范围宽、动态范围大、坚固耐用、可靠性强、稳定性好、安装方便以及抗干扰能力强等优点。

SE830压电式振动传感器将逐渐替代工业传统的磁电式振动传感器。能直接替代本特利(BENTLY)330500，日本新川CV861二线制压电式传感器。

SE830为压电式IEPE型振动传感器，外壳材质为304不锈钢，采用激光焊接密封，防护等级高达IP67，防水、防油、防尘设计，可于各种恶劣工业现场环境下长期稳定地工作，SE830灵灵度为50mv/g、100mV/g，频率频应(±3dB)0.5-15KHz。

灵灵度：50mV/g，100mV/g(可定制)。

供电电源：24V±10％(恒流源)。

分辨率：0.0002g。

激励电流：2-10mA。

工作频频：0.5Hz～15KHz。

输出阻抗：＜100ohm。

共振频率：≥30KHz。

电磁干扰：CE。

冲击保护：2000g,peak。

精度：±5％。

非线性度：≤1.5％。

温漂：≤1％/℃。

适用温度：-20～85℃。(-40～200℃高温型可定制)。

测量方向：任意方向。

偏置电压：10-14VDC。

外壳材料：不锈钢(可定制)。

防护等级：IP67。

重量：110克。

以2019年8月某次电缆故障为例，设O11时间为基准设为0，则t1＝0ms，O12传感器接收振动信号时间为0.787ms，P11传感器接收振动信号时间为5.249ms即，t2＝5.249ms，电缆井宽l＝3m，两电缆井之间的距离s＝50m，由于振动信号传输过程中失真较大，故取O21、O31两个井的时间数值即to21＝13.910ms、to22＝14.697msto31＝27.034、to32＝27.821。

Δt＝t2-t1＝5.2493ms。

v2＝l/(to21-to22)＝3/(14.697-13.910)＝3.812m/ms。

v3＝3.812m/ms。

v＝∑Vn/n≈3812m/ms

由公式4、5可计算得s1＝15m，s2＝35m。

人工开挖后发现故障G位于此处。

本申请保密运行一段时间后，现场技术人员反馈的有益之处在于：

本发明减少了故障查找时间，原有电缆故障查找方法至少需要四个小时，现有方法需要五分钟就可将信号处理完毕，精确定位故障点。

提高了故障处理速度，弥补现有技术手段缺点。

可用于弥补现有电缆故障查找方法的不足，亦可作为现有技术的补充。

Claims (10)

1.一种电缆故障精确定位系统，其特征在于：包括至少两个用于获知电缆故障振动信号的振动传感器和通信装置，所述振动传感器与通信装置连接并通信。

2.根据权利要求1所述的一种电缆故障精确定位系统，其特征在于：还包括控制器以及电缆故障定位模块，所述控制器与通信装置连接并通信，所述振动传感器通过通信装置与控制器连接并单向通信；

所述控制器为单片机或者计算机；

电缆故障定位模块，振动传感器设置在电缆井上，电缆井的数量至少两个，每一电缆井上至少设置一个振动传感器；电缆故障定位模块，用于振动传感器获知电缆故障振动信号并告知控制器，控制器根据每一振动传感器获知电缆故障振动信号的时间相应生成每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点。

3.根据权利要求2所述的一种电缆故障精确定位系统，其特征在于：所述电缆井的数量为两个，分别是第一电缆井和第二电缆井，所述振动传感器的数量为两个，分别是第一振动传感器和第二振动传感器，所述第一振动传感器设置在第一电缆井上，所述第二振动传感器设置在第二电缆井上。

4.根据权利要求2所述的一种电缆故障精确定位系统，其特征在于：所述电缆井的数量为三个，分别是第一电缆井、第二电缆井和第三电缆井，所述振动传感器的数量为三个，分别是第一振动传感器、第二振动传感器和第三振动传感器，所述第一振动传感器设置在第一电缆井上，所述第二振动传感器设置在第二电缆井上，所述第三振动传感器设置在第三电缆井上；电缆故障定位模块，还用于控制器根据每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的实际传播速度。

5.根据权利要求2所述的一种电缆故障精确定位系统，其特征在于：所述电缆井的数量为三个，分别是第一电缆井、第二电缆井和第三电缆井，所述振动传感器的数量为六个，分别是设置在第一电缆井一侧的第一电缆井第一振动传感器、另一侧的第一电缆井第二振动传感器、设置在第二电缆井一侧的第二电缆井第一振动传感器、另一侧的第二电缆井第二振动传感器、设置在第三电缆井一侧的第三电缆井第一振动传感器和另一侧的第三电缆井第二振动传感器；电缆故障定位模块，还用于控制器根据每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的平均传播速度。

6.一种电缆故障精确定位的计算机可读存储介质，其特征在于：包括电缆故障定位模块，用于振动传感器获知电缆故障振动信号并告知控制器，控制器根据每一振动传感器获知电缆故障振动信号的时间相应生成每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点。

7.根据权利要求6所述的一种电缆故障精确定位的计算机可读存储介质，其特征在于：电缆故障定位模块，还用于控制器根据每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的实际传播速度。

8.根据权利要求6所述的一种电缆故障精确定位的计算机可读存储介质，其特征在于：电缆故障定位模块，还用于控制器根据每一振动传感器的获知时间，结合振动传感器之间的电缆长度，计算并获得电缆故障振动信号在电缆中的平均传播速度。

9.一种电缆故障精确定位方法，其特征在于：获取每一振动传感器的获知时间，结合故障点两侧的两个振动传感器之间的电缆长度以及电缆故障振动信号在电缆中的传播速度计算并定位故障点。

10.根据权利要求9所述的一种电缆故障精确定位方法，其特征在于：具体包括如下步骤，

t2-t1＝Δt (1)

s2-s1＝Δt*v (4)

s1+s2＝s (5)

式1中，t1为振动信号从故障点传播到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器的时间，t2为振动信号从故障点传播到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器的时间，Δt为电缆故障振动信号从故障点起分别传输至近故障两侧电缆井的时间差；式4中，s1为故障点到近故障左侧第一电缆井第一振动传感器的距离，s2为故障点到近故障右侧第一电缆井第一振动传感器的距离，v为电缆故障振动信号在故障点两侧的两个电缆井之间的传播速度；式5中，s为故障点两侧的两个电缆井之间的距离；计算出s1和s2的数值并完成故障定位；

每一电缆井上固定有两个振动传感器，两个振动传感器沿电缆依次分布，一个振动传感器位于电缆井的一侧，另一个振动传感器位于电缆井的另一侧，还包括如下步骤，

l/(ton1-ton2)＝Vn (2)

式2中，l为电缆井的宽度尺寸，n为在故障点一侧方向上参与计算电缆故障振动信号在电缆中传播速度的电缆井的数量，n＝1,2,3……，ton1为电缆故障振动信号从故障点传播到近故障侧的第n电缆井第一振动传感器的时间，ton2为电缆故障振动信号从故障点传播到远故障侧的第n电缆井第二振动传感器的时间，ton1-ton2为电缆故障振动信号通过第n电缆井的两个振动传感器的时间差，Vn为电缆故障振动信号通过第n电缆井处的两个振动传感器的传播速度；

式3中，

为电缆故障振动信号通过n个电缆井的平均后的传播速度，令

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