CN112557830A - 一种电缆故障点定位装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电缆故障点定位装置及方法，该装置包括；穿管装置、传动装置及检流计；穿管装置设置在传动装置上，传动装置与检流计电性连接；其中：穿管装置包括穿管器和检测导线；检测导线从头到尾沿绕在穿管器上，在靠近穿管器头部的一端设置有正负极检测段，远离穿管器头部的另一端与传动装置电性连接，从而通过检测导线从头到尾沿绕在穿管器上，在靠近穿管器头部的一端设置正负极检测段，组成一个可伸入电缆穿管内任意深度的探测器，能够按照跨步电压法的探测原理，利用正负极检测段对跨步电压进行探测，进而更加精确地定位故障点。
Description
技术领域
本发明涉及电力电缆技术领域，更具体地，涉及一种电缆故障点定位装置及方法。
背景技术
电缆因为其美化市容市貌、受自然条件影响小、供电可靠性高等优点，逐渐成为城市供电的大动脉。但是因为电力电缆穿越城市道路、河道及其它无法开挖的区段时，普遍采用直接埋管或非开挖顶管敷设，而且深埋地下。由于地下环境错综复杂，而且埋设管材(MPP管)为绝缘管，一旦发生故障很难定位故障点的位置，而电缆故障点定位是电缆故障抢修最关键的工作。故障点定位的流程一般是：先预定位，通过仪器找到故障点在一定的范围内，再通过仪器在已测定的范围内确定仪器与附近故障点的距离，从而进行故障点定位，最后开挖修复。具体地，故障点定位常用的方法有：
一、跨步电压法，其原理是在电缆外护套对地之间施加一定频率的脉冲电压，用检流计沿电缆路径测跨步电压。在护层绝缘损坏点，便有电流从故障点流出，经大地向电缆两端流去，在故障点的前后压降的极性不同，跨步电压指针偏转的方向即为故障点的方向。用地釺测出电缆通道的电位，并使检流计的指针向正(负)向偏转。此后，只要正负地釺不调换，测通道跨步电位时，若两地釺均在故障点之前，检流计的指针始终向正(负)向偏转；若两地釺均在故障点之后，检流计的指针则向负(正)向偏转；若故障点在两地釺之间，则检流计的指针应在零位。据此，便可测出故障点的位置。如公开日为2012.06.27、公开号为CN102520316A的中国专利申请提出的一种电缆故障点快速精确定位的方法。
二、声磁同步法，其原理是通过电缆故障测试仪器发出一定时间间隔的冲击电压对故障电缆进行高压冲击，在故障点处发生闪络并产生磁声及放电声音，由于声磁的传播速度不同，通过配置的一台声磁信号探测器先后拾取磁场和声音信号，并通过两种信号的时间差大小来判断探测器离故障点的距离，从而利用时间到达差法计算得到故障点的位置。如公开日为2013.12.11、公开号为CN103439630A的中国专利申请提出的一种电力电缆故障点定位方法与系统。
一般常规直埋敷设的电缆，通过以上的两种方法进行故障点定位都可以精确确定故障点的位置，但是随着直接埋管或非开挖顶管敷设的电缆大量增加，穿管段电缆故障的案例逐渐增多。深埋地下、长期泡水等错综复杂的运维环境，加上埋设管材(MPP管)为绝缘管，使得电缆在管内段发生故障时，用以上的方法极难精确定位故障点，给快速抢修工作带来极大的困扰。
发明内容
本发明为克服上述现有技术存在的电缆故障点定位不精确的缺陷，提供一种电缆故障点定位装置及方法，能够更加精确地定位电缆故障点。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明实施例第一方面公开一种电缆故障点定位装置，包括穿管装置、传动装置及检流计；所述穿管装置设置在所述传动装置上，所述传动装置与所述检流计电性连接；其中：所述穿管装置包括穿管器和检测导线；所述检测导线从头到尾沿绕在所述穿管器上，在靠近穿管器头部的一端设置有正负极检测段，远离穿管器头部的另一端与所述传动装置电性连接。
上述方案中，通过检测导线从头到尾沿绕在穿管器上，在靠近穿管器头部的一端设置正负极检测段，组成一个可伸入电缆穿管内任意深度的探测器，能够按照跨步电压法的探测原理，利用正负极检测段对跨步电压进行探测，创新性地将传统的只适用于地面上的地釺转变为灵活的可用于地下电缆穿管内狭小空间的探测器，进而能够更加精确地定位电缆故障点。
进一步地，所述检流计是跨步电压测试仪器。
进一步地，所述检测导线由两根相同结构、不同极性的导线并排组合而成，两根导线均包覆有绝缘层，有利于用电安全；所述检测导线靠近穿管器头部的两个导线端口沿着所述穿管器的长度方向前后设置，形成所述正负极检测段，远离穿管器头部的另外两个导线端口分别与所述传动装置电性连接。
进一步地，形成所述正负极检测段的两个导线端口的形状均为裸露导体伞骨架状。从而可以更加精确地探测跨步电压，提高电缆故障点的定位准确率。
进一步地，所述正负极检测段的长度为0.5米。
其中，正负极检测段的长度可以是0.4米、0.5米或0.6米等具体数值。优选地，长度为0.5米时，可以使故障点的位置精确落在正负极检测段内。
进一步地，所述穿管器的材料为玻璃钢材料，确保穿管装置的硬度足够可以悬空伸进电缆穿管内。
进一步地，所述传动装置包括线盘、导电环连接装置和固定支架；其中：所述导电环连接装置固定设置在所述线盘上，所述线盘通过所述固定支架固定；所述穿管装置缠绕在所述线盘上；所述检测导线远离穿管器头部的另一端与所述导电环连接装置电性连接；所述导电环连接装置与所述检流计电性连接。
上述方案中，检流计是固定的，因此通过固定在线盘上的导电环连接装置，实现检测导线与检流计之间的电性连接，避免线盘转动起来时带动连接检流计的导线一起转动，能够提高系统性能、简化系统结构。
进一步地，所述导电环连接装置包括导电环和导线插口，所述导电环和所述导线插口电性连接；所述检测导线远离穿管器头部的另一端与所述导电环连接；所述导线插口插接有导电线与所述检流计连接。
进一步地，所述穿管装置套设有外护套。从而可以通过设置外护套，保护检测导线和穿管器的稳固和安全，避免检测导线松脱、掉落等安全隐患事件发生；同时加强穿管装置的硬度，有利于伸入较长的电缆穿管内。
进一步地，所述外护套上设置有标尺，用于读取所述穿管装置伸入电缆穿管内的长度。
上述方案中，通过读取标尺读数可以确定穿管装置伸入电缆穿管内的长度，从检流计测定的定位范围中进一步确定故障点的具体位置，进一步更加精确地定位故障点。
本发明实施例第二方面公开一种电缆故障点定位方法，包括以下步骤：
S1：利用设置在穿管装置上的正负极检测段测量电缆通道的电位，使所述检流计的指针向正和负中任一个方向偏转，将该方向作为标准方向；
S2：将所述穿管装置进行展放伸入电缆穿管内；
S3：用所述检流计在电缆外护套对地之间施加一定频率的脉冲电压，利用所述正负极检测段沿电缆穿管内电缆路径测跨步电压；
S4：当所述检流计的指针始终向所述标准方向偏转时，判定故障点的位置在所述正负极检测段之前；当所述检流计的指针始终向与所述标准方向相反的方向偏转时，判定故障点的位置在所述正负极检测段之后；当所述检流计的指针指在零位时，判定故障点的位置在所述正负极检测段之间，通过读取设于所述穿管装置上的标尺的读数，确定所述穿管装置伸入所述电缆穿管内的长度，以确定故障点的具体位置。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明公开一种电缆故障点定位装置及方法，该装置包括穿管装置、传动装置及检流计；穿管装置设置在传动装置上，传动装置与所述检流计电性连接；其中：穿管装置包括穿管器和检测导线；检测导线从头到尾沿绕在穿管器上，在靠近穿管器头部的一端设置有正负极检测段，远离穿管器头部的另一端与传动装置电性连接，从而通过检测导线从头到尾沿绕在穿管器上，在靠近穿管器头部的一端设置正负极检测段，组成一个可伸入电缆穿管内任意深度的探测器，能够按照跨步电压法的探测原理，利用正负极检测段对跨步电压进行探测，创新性地将传统的只适用于地面上的地釺转变为灵活的可用于地下电缆穿管内狭小空间的探测器，进而能够更加精确地定位电缆故障点，解决了受地表金属物质信号屏蔽、穿管内狭小空间、电缆埋深、管内泡水等因素影响下无法精确定位故障点的技术困扰。同时，该装置及方法操作简便，省时省力，效果显著，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电缆故障点定位装置的示意图。
图2为本发明实施例提供的一种穿管装置的横截面示意图。
图3为本发明实施例提供的一种穿管装置的外护套示意图。
图4本发明实施例提供的一种电缆故障点定位场景的示意图。
图5为本发明实施例提供的一种电缆故障点定位方法的流程图。
其中：1、检流计；2、穿管器；3、导线端口；4、线盘；5、导电环连接装置；6、固定支架；7、外护套；8、电缆穿管；9、电缆穿管口；10、故障点。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
本发明利用跨步电压法的测量原理，主要解决了电缆穿管段采用常规故障探测方法无法精确定位的技术难题。这里以某110kV线路顶管段发生故障，故障点预定位在有穿管包封的顶管位置处，利用声磁同步法、跨步电压、泄漏电流法、内窥镜均无法精确定位为例。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种电缆故障点定位装置，包括穿管装置、传动装置及检流计1；穿管装置设置在传动装置上，传动装置与检流计1电性连接；其中：穿管装置包括穿管器2和检测导线；检测导线从头到尾沿绕在穿管器2上，在靠近穿管器2头部的一端设置有正负极检测段，远离穿管器2头部的另一端与传动装置电性连接。其中，检流计1是跨步电压测试仪器。
可选地，检测导线由两根相同结构、不同极性的导线并排组合而成，两根导线均为绝缘导线；检测导线靠近穿管器2头部的两个导线端口3沿着穿管器2的长度方向前后设置，形成正负极检测段，远离穿管器2头部的另外两个导线端口分别与传动装置电性连接。
可选地，形成正负极检测段的两个导线端口3的形状均为裸露导体伞骨架状，两个导线端口3的极性不同，一个为正极，一个为负极，正负极检测段的长度为0.5米；穿管器2的材料为玻璃钢材料。
可选地，传动装置包括线盘4、导电环连接装置5和固定支架6；其中：导电环连接装置5固定设置在线盘4上，线盘4通过固定支架6固定；穿管装置缠绕在线盘4上；检测导线远离穿管器2头部的另一端与导电环连接装置5电性连接；导电环连接装置5与检流计1电性连接。
可选地，导电环连接装置5包括导电环和导线插口，导电环和导线插口电性连接；检测导线远离穿管器2头部的另一端与导电环连接；导线插口插接有导电线与检流计1连接。
可选地，穿管装置套设有外护套7。如图2所示的穿管装置的横截面示意图，其中，检测导线从头到尾沿绕在穿管器2上后，一起被外护套7包裹着，外护套7用于保证检测导线和穿管器2的稳固。如图3所示，外护套7上设置有标尺，用于读取穿管装置伸入电缆穿管内的长度。
请一并参阅图4，如图4所示，穿管装置用于进行展放伸入电缆穿管8内，根据检流计1的摆动方向确定故障点的位置范围，若检流计1的指针指在零位，判定故障点10的位置在两个导线端口3之间，并通过读取电缆穿管口9的标尺读数，确定穿管装置伸入电缆穿管8内的长度，进而对电缆故障点进行精确定位。
本实施例提供一种电缆故障点定位装置，包括穿管装置、传动装置及检流计；穿管装置设置在传动装置上，传动装置与检流计电性连接；其中：穿管装置包括穿管器和检测导线；检测导线从头到尾沿绕在穿管器上，在靠近穿管器头部的一端设置有正负极检测段，远离穿管器头部的另一端与传动装置电性连接，从而能够通过检测导线从头到尾沿绕在穿管器上，在靠近穿管器头部的一端设置正负极检测段，组成一个可伸入电缆穿管内任意深度的探测器，能够按照跨步电压法的探测原理，利用正负极检测段对跨步电压进行探测，创新性地将传统的只适用于地面上的地釺转变为灵活的可用于地下电缆穿管内狭小空间的探测器，进而能够更加精确地定位电缆故障点，解决了受地表金属物质信号屏蔽、穿管内狭小空间、电缆埋深、管内泡水等因素影响下无法精确定位故障点的技术困扰。同时该装置操作简便，省时省力，效果显著，应用前景广阔。
实施例2
如图5所示，本实施例提供一种电缆故障点定位方法，包括以下步骤：
S1：利用设置在穿管装置上的正负极检测段测量电缆通道的电位，使检流计1的指针向正和负中任一个方向偏转，将该方向作为标准方向。
其中，通过利用设置在穿管装置上的正负极检测段测量电缆通道的电位，并使检流计1的指针向正(负)向偏转，此后在穿管装置的展放过程中，由于正负极检测段的两个导线端口3是固定的，不会调换，所以用检流计1沿电缆穿管内电缆路径测跨步电压时，若两个导线端口3均在故障点的位置之前，检流计1的指针始终向正(负)向偏转；若两个导线端口3均在故障点的位置之后，检流计1的指针始终向负(正)向偏转；若故障点的位置在两个导线端口3之间，则检流计1的指针应在零位。据此，便可精确测出故障点的位置。
S2：将穿管装置进行展放伸入电缆穿管内。
S3：用检流计1在电缆外护套对地之间施加一定频率的脉冲电压，利用正负极检测段沿电缆穿管内电缆路径测跨步电压。
S4：当检流计1的指针始终向标准方向偏转时，判定故障点的位置在正负极检测段之前；当检流计1的指针始终向与标准方向相反的方向偏转时，判定故障点的位置在正负极检测段之后；当检流计1的指针指在零位时，判定故障点的位置在正负极检测段之间，通过读取设于穿管装置上的标尺的读数，确定穿管装置伸入电缆穿管内的长度，以确定故障点的具体位置。
本实施例提供一种电缆故障点定位方法，通过将穿管装置进行展放伸入电缆穿管内，用检流计在电缆外护套对地之间施加一定频率的脉冲电压，利用设置在穿管装置上的正负极检测段沿电缆穿管内电缆路径测跨步电压，进而能够更加精确地定位电缆故障点。同时，该方法操作简便，省时省力，效果显著，应用前景广阔。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电缆故障点定位装置，其特征在于，包括穿管装置、传动装置及检流计(1)；所述穿管装置设置在所述传动装置上，所述传动装置与所述检流计(1)电性连接；其中：
所述穿管装置包括穿管器(2)和检测导线；
所述检测导线从头到尾沿绕在所述穿管器(2)上，在靠近穿管器(2)头部的一端设置有正负极检测段，远离穿管器(2)头部的另一端与所述传动装置电性连接。
2.根据权利要求1所述的电缆故障点定位装置，其特征在于，所述检测导线由两根相同结构、不同极性的导线并排组合而成；
所述检测导线靠近穿管器(2)头部的两个导线端口(3)沿着所述穿管器(2)的长度方向前后设置，形成所述正负极检测段，远离穿管器(2)头部的另外两个导线端口分别与所述传动装置电性连接。
3.根据权利要求2所述的电缆故障点定位装置，其特征在于，形成所述正负极检测段的两个导线端口(3)的形状均为裸露导体伞骨架状。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电缆故障点定位装置，其特征在于，所述正负极检测段的长度为0.5米。
5.根据权利要求1所述的电缆故障点定位装置，其特征在于，所述穿管器(2)的材料为玻璃钢材料。
6.根据权利要求1所述的电缆故障点定位装置，其特征在于，所述传动装置包括线盘(4)、导电环连接装置(5)和固定支架(6)；其中：
所述导电环连接装置(5)固定设置在所述线盘(4)上，所述线盘(4)通过所述固定支架(6)固定；
所述穿管装置缠绕在所述线盘(4)上；
所述检测导线远离穿管器(2)头部的另一端与所述导电环连接装置(5)电性连接；
所述导电环连接装置(5)与所述检流计(1)电性连接。
7.根据权利要求6所述的电缆故障点定位装置，其特征在于，所述导电环连接装置(5)包括导电环和导线插口，所述导电环和所述导线插口电性连接；所述检测导线远离穿管器(2)头部的另一端与所述导电环连接；所述导线插口插接有导电线与所述检流计(1)连接。
8.根据权利要求1所述的电缆故障点定位装置，其特征在于，所述穿管装置套设有外护套(7)。
9.根据权利要求8所述的电缆故障点定位装置，其特征在于，所述外护套(7)上设置有标尺，用于读取所述穿管装置伸入电缆穿管内的长度。
10.一种电缆故障点定位方法，应用于权利要求1至9任一项所述的电缆故障点定位装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：利用设置在穿管装置上的正负极检测段测量电缆通道的电位，使所述检流计(1)的指针向正和负中任一个方向偏转，将该方向作为标准方向；
S2：将所述穿管装置进行展放伸入电缆穿管内；
S3：用所述检流计(1)在电缆外护套对地之间施加一定频率的脉冲电压，利用所述正负极检测段沿电缆穿管内电缆路径测跨步电压；
S4：当所述检流计(1)的指针始终向所述标准方向偏转时，判定故障点的位置在所述正负极检测段之前；当所述检流计(1)的指针始终向与所述标准方向相反的方向偏转时，判定故障点的位置在所述正负极检测段之后；当所述检流计(1)的指针指在零位时，判定故障点的位置在所述正负极检测段之间，通过读取设于所述穿管装置上的标尺的读数，确定所述穿管装置伸入所述电缆穿管内的长度，以确定故障点的具体位置。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210326 |