CN113625112A - 电缆故障定位方法及定位仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电缆故障检测技术领域，具体涉及电缆故障定位方法及定位仪；电缆故障定位方法包括：向故障电缆的两端输入检测信号，以使得检测信号在故障电缆内形成返回信号，并向外传输返回信号；获取返回信号，并对返回信号进行处理以获取波形；根据波形的变化判断故障电缆发生故障的故障位置；在对故障位置进行检查时，由于故障电缆发生故障的故障位置处所产生的波形与故障电缆未发生故障的位置处所产生的波形不一致，通过对波形变化的判断来寻找故障电缆的发生故障的故障位置，从而减少故障电缆检测过程中人为主观判断的可能性，降低对故障电缆发送故障的故障位置的判断误差，从而有利于节约对故障电缆的抢修时间，提高供电的稳定性和可靠性。

Description

电缆故障定位方法及定位仪

技术领域

本申请涉及电缆故障检测技术领域，具体涉及电缆故障定位方法及定位仪。

背景技术

电缆故障是指电缆在运行过程中无法继续导电而导致断电，一般最直接的原因是绝缘降低而被击穿，绝缘降低的原因有很多，如外力损伤、绝缘受潮、化学腐蚀以及长期超负荷运行等等。

相关技术中，在电缆故障检测时，主要利用行波测距仪和信号发生器，信号发生器发出信号并接收磁场信号，再将此项信号传递至行波测距仪上形成波形，人为识别波形以判断电缆故障点的距离。但是上述电缆故障定位判断过程主要一开作业人员的主观判断，因此所产生的对电缆故障定位的结果容易产生较大的误差，导致抢修时间延长，影响供电的稳定性和可靠性。

申请内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种电缆故障定位方法及定位仪，解决了或者改善了电缆故障点判断存在较大误差而延长电缆的抢修时间的问题。

第一方面，本申请提供的电缆故障定位方法，用于对故障电缆的故障位置进行定位，所述电缆故障定位方法包括：向所述故障电缆的两端输入检测信号，以使得所述检测信号在所述故障电缆内生成返回信号；获取所述返回信号，并对所述返回信号进行处理以获取波形；根据所述波形的变化判断所述故障电缆发生故障的故障位置。

结合第一方面，本申请提供的电缆故障定位方法，通过上述步骤，在对故障电缆的故障位置进行检查时，由于故障电缆发生故障的故障位置处所产生的波形与故障电缆未发生故障的位置处所产生的波形不一致，通过对波形变化的判断来寻找故障电缆的发生故障的故障位置，从而减少故障电缆检测过程中人为主观判断的可能性，降低对故障电缆发送故障的故障位置的判断误差，从而有利于节约对故障电缆的抢修时间，提高供电的稳定性和可靠性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述获取所述返回信号，并对所述返回信号进行处理以获取波形，具体包括：相对于地面垂直获取所述返回信号；或相对于地面水平获取所述返回信号。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述波形的变化判断所述故障电缆发生故障的故障位置，具体包括：当所述波形的相位逐渐变大，则判定所述故障电缆的故障位置位于测量点的下游；当所述波形的相位逐渐变小，则判定所述故障电缆的故障位置位于测量点的上游；当所述波形的相位反转，则判定所述故障电缆的故障位置位于测量点处；其中，所述波形的相位反转是指所述波形的相位变化180度。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述电缆故障定位方法还包括：当所述波形的相位反转，则发出声音警报。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述向所述故障电缆的两端输入检测信号，以使得所述检测信号在所述故障电缆内生成返回信号，具体包括：所述检测信号为低频交流信号。

第二方面，本申请还提供一种定位仪，用于实现上述所述的电缆故障定位方法，所述定位仪包括：外壳；以及信号装置，设置在所述外壳内，所述信号装置构造为向所述故障电缆发送所述检测信号，以使得所述检测信号在所述故障电缆内生成返回信号；信号探测器，活动连接在所述外壳内以获取所述返回信号；其中，所述信号装置与所述信号探测器通讯连接以获取所述信号探测器所获取的所述返回信号，并处理所述返回信号而获取所述波形。

结合第二方面，本申请提供的一种定位仪，通过将信号装置与故障电缆连接以向故障电缆输入检测信号，再利用信号探测器获取返回信号，信号探测器再将返回信号传递至信号装置内，信号装置再对返回信号进行处理以获取相应的波形，从而根据波形的变化来判断故障电缆发生故障的故障位置，顺利完成对故障位置的定位。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述定位仪还包括：显示屏，与所述信号装置通讯连接，以显示相应的所述波形。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述信号探测器与所述信号装置无线通讯连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述信号探测器包括：探测头，所述探测头具有探测孔以供所述返回信号垂直穿过所述探测头；探测部，设置在所述探测孔内以获取所述返回信号；以及手柄，与所述探测头连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述信号装置包括：信号部，用于发出所述检测信号和接收所述返回信号；传输线，与所述信号部通讯连接，所述传输线的另一端与所述故障电缆通讯连接以将所述检测信号传输至所述故障电缆内；以及控制部，与所述信号部通讯连接以获取所述返回信号并将所述返回信号转换为波形信号。

附图说明

图1所示为本申请一些实施例中电缆故障定位方法的流程示意图。

图2所示为本申请一些实施例中获取返回信号的流程示意图。

图3所示为本申请一些实施例中根据波形变化判断故障电缆发生故障的故障位置的流程示意图。

图4所示为本申请一些实施例中定位仪的构成示意图。

图5所示为本申请一些实施例中定位仪的结构示意图。

图6所示为本申请一些实施例中信号装置的构成示意图。

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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

申请概述

在相关技术中，对故障电缆发生故障的故障位置进行定位检测时，主要利用行波测距仪和信号发生器来完成，检测过程中，检测人员需要根据对应的信号人为判断与故障位置的距离，导致对故障位置的定位结构存在较大的误差，延长了对故障电缆的抢修时间，影响了供电的稳定性和可靠性。

示例性电缆故障定位方法

图1所示为本申请一些实施例中电缆故障定位方法的流程示意图。参照图1所示，该电缆故障定位方法用于对故障电缆的故障位置进行定位，该电缆故障电位方法包括：

步骤S100，向故障电缆的两端输入检测信号，以使得检测信号在故障电缆内生成返回信号。以此检测信号在故障电缆内传输而形成返回信号，在故障电缆的故障位置和未故障位置所产生不相同的返回信号；

步骤S200，获取返回信号，并对返回信号进行处理以获取波形；根据返回信号在故障位置和未故障位置的不同，获取不同的波形；

步骤S300，根据波形的变化来判断故障电缆发生故障的故障位置，以此完成对故障电缆的故障位置的定位检测。

其中，在向故障电缆输入检测信号前，提前将故障电缆的接地线拆除。

通过上述步骤，在对故障电缆的故障位置进行定位检测时，根据所获取的波形的不同，快速完成对故障电缆的故障位置的定位检测，减少定位检测过程中人为判断故障位置而导致存在较大误差的可能性，从而有利于节约对故障电缆的抢修时间，进而提高供电的稳定性和可靠性。

图2所示为本申请一些实施例中获取返回信号的流程示意图。参照图2所示，本申请一些实施例中，获取返回信号，并对返回信号进行处理以获取波形具体包括：

S210，相对于地面垂直获取返回信号；或相对于地面水平获取返回信号。

在对故障电缆的故障位置进行定位检测时，需要沿故障电缆的铺设方向移动。当了解故障电缆的走向时，采用波峰法来获取返回信号。由于返回信号从故障电缆发出，则相对于地面垂直时返回信号的强度最大，此时相对于地面垂直获取返回信号可以提高对返回信号的获取效果。当不了解故障电缆的走向时，采用波谷法获取返回信号，此时沿故障电缆轴线方向的两侧的返回信号最强，此时相对于地面水平获取返回信号可以提高对返回信号的获取效果。

图3所示为本申请一些实施例中根据波形变化判断故障电缆发生故障的故障位置的流程示意图。本申请一些实施例中，根据波形的变化判断故障电缆发生故障的故障具体包括：

S310，当波形的相位逐渐变大，则判定故障电缆的故障位置位于测量点下游；

S320，当波形的相位逐渐变小，则判定故障电缆的故障位置位于测量点的上游；

S330，当波形的相位突然反转，则判定故障电缆的故障位置位于测量点处。

其中，波形的相位反转是指波形的相位突然变化180度。

通过上述步骤，在进行定位检测时，通过观察波形的相位变化，即可快速判断故障电缆的故障位置相对于测量点的位置，当波形的相位突然变化180度时，即可判定测量点即为电缆故障的故障位置。以此实现对故障电缆的故障位置的自行判定，减少检测人员人为判断的可能性。

参照图3所示，在本申请一些实施例中，电缆故障定位方法还包括：

S340，当波形的相位突然反转时，则发出声音警报。

通过上述步骤，当相位突然反转时，发出声音警报以提示检测人员，提高对故障电缆的故障位置的定位精确度。

本申请一些实施例中，向故障电缆的两端输入检测信号，以使得检测信号在故障电缆内生成返回信号，具体包括：检测信号为低频交流信号。该低频交流信号的电流为110毫安，频率为80赫兹。因此不需要连接大功率电源设备即可进行定位检测，从而降低了定位检测过程中的工作难度。

示例性定位仪

本申请实施例还提供一种定位仪。

图4所示为本申请一些实施例中定位仪的构成示意图。图5所示为本申请一些实施例中定位仪的结构示意图。参照图4和图5所示，该定位仪用于实现上述任一实施例中所述的电缆故障定位方法，该定位仪包括：外壳400、信号装置600以及信号探测器500。信号装置600设置在外壳400内，信号装置600上具有输入端以与故障电缆700相连接，信号装置600构造为通过输入端向故障电缆700的一端输入检测信号，以使得检测信号在故障电缆内生成返回信号。信号探测器500活动连接在外壳400内以获取返回信号，信号装置600与信号探测器500通讯连接以获取信号探测器500所获取的返回信号，并处理该返回信号而获取波形。

在对故障电缆700的故障位置进行定位检测时，将两台定位仪分别放置在电缆的两端，将两个信号装置600的输入端分别与故障电缆700的两端一一对应连接，从而向故障电缆700两端输入检测信号，检测信号进入故障电缆700内后形成返回信号，检测人员手持信号探测器500沿故障电缆700的走向而移动，从而获取返回信号，再将获取的返回信号传输至信号装置600内以对返回信号进行处理，从而顺利获取对应的波形。

随着检测人员的移动，当检测人员相对于故障电缆700的故障位置的距离改变时，对应的波形相应变化，从而检测人员可以根据波形的变化确定故障电缆700的故障位置。

当波形的相位逐渐变大，则故障位置位于测量点下游，当平行的相位逐渐变小，则故障位置位于测量点上游，当波形的相位突然反转，则判定故障位置位于测量点处。

以此减少检测人员主观判断故障位置的可能性，降低对故障位置判断的误差，从而节约对故障电缆700的抢修时间，提高供电的稳定性和可靠性。

在本申请一些实施例中，外壳400包括容纳壳410和处理壳420，容纳壳410和处理壳420铰接，容纳壳410靠近处理壳420的一侧开设对应的容纳槽以便于放置信号探测器500、充电器等配件。信号装置600设置在处理壳420内，信号装置600的输出端与处理壳420靠近容纳壳410的一侧通讯连接。

在本申请一些实施例中，由于检测信号为低频交流信号，不需要连接220V交流供电，因此容纳壳410内可以设置10Ah锂电池供电，以确保信号装置600稳定提供检测信号。处理壳420上可以对应设置电源开关以控制整体设备的通电或者断电。

在本申请一些实施例中，信号装置600可以采用脉宽调制技术，实现恒流输出，保证无论在多大的接地电阻下，电流维持在110毫安，80赫兹的恒流输出，同时采用实现电压同步输出。

在本申请一些实施例中，外壳400采用聚丙烯塑胶材料制成，再添加新型复合填充材料一次性注塑成型，以确保外壳400整体的抗冲击性能和耐挤压性能良好，以适应户外抢修过程中的装车和搬运过程中受到的冲击和挤压；也需要确保外壳400的耐磨、耐热以及绝缘性等特点。

在本申请一些实施例中，返回信号为检测信号输入故障电缆700后的而在故障电缆700周围形成的磁场信号。因此返回信号具有较强的穿透性，不论电缆埋在地下多深，都能有效对故障电缆700的故障位置进行定位检测。

参照图5所示，在本申请一些实施例中，定位仪还包括显示屏430。显示屏430固定在处理壳420上，显示屏430与信号装置600通讯连接以显示相应的波形。在信号装置600对返回信号进行处理后，对应的波形可以在显示屏430上进行显示以方便检测人员观察波形的变化。

在本申请一些实施例中，显示屏430可以采用12864液晶显示器，同时显示屏430还可以实时显示检测信号中的电流、频率等信息，以方便检测人员了解检测信号的稳定性。显示屏430可以镶嵌至处理壳420靠近容纳壳410的一侧，显示屏430上可以设置防水薄膜和防水密封胶以提高整体的防水性能。

在本申请一些实施例中，处理壳420上还可以设置蜂鸣器440，蜂鸣器440与信号装置600通讯连接，当波形相位发生反转时，蜂鸣器440发生蜂鸣声以警示检测人员。

在本申请一些实施例中，信号探测器500与信号装置600无线通讯连接。利用无线通讯连接，检测人员可以携带信号探测器500沿故障电缆700的走向而移动，从而顺利获取返回信号。

在本申请一些实施例中，无线通讯可以采用紫蜂协议(Zigbee)，紫蜂协议具有功耗低、网络容量大、工作频段灵活等特点，可以允许与多台终端同时连接以方便后期的数据回传。

参照图5所示，在本申请一些实施例中，信号探测器500包括探测头510和手柄520。探测头510具有探测孔以供返回信号垂直穿过探测头510，探测孔内设有用于检测返回信号的探测部511。手柄520固定在探测头510上以便于检查人员抓握。在获取返回信号时，当了解故障电缆700走向时，采用波峰法，检查人员抓握手柄520，将探测头510相对于地面垂直放置，且将探测头510置于故障电缆700的正上方，以便于返回信号垂直穿过探测孔，返回信号穿过探测孔时，探测部511顺利获取返回信号。

当不了解故障电缆700走向时，采用波谷法，检查人员抓握手柄520，将探测头510相对于地面水平放置，且将探测头510置于沿故障电缆700轴线方向的任一侧，以便于返回信号垂直穿过探测孔，返回信号穿过探测孔时，探测部511顺利获取返回信号。

本申请一些实施例中，检测人员在利用信号探测器500获取返回信号时，可以采用二分法的方式沿故障电缆700的铺设方向进行地面巡测，一般情况下四次即可找到故障电缆700发生故障的故障位置。

本申请一些实施例中，信号探测器500的探测部511采用柔性磁材料制成，柔性磁材料具有极佳的瞬态跟踪能力，能够有效降低现场的电磁干扰，从而提高测量的准确性。信号探测器500的内置芯片可以采用CPLD芯片，CPLD芯片具有设计简单便捷、运转速度快以及可靠性较高的特点。

在本申请一些实施例中，信号探测器500可以采用3.7V18650锂电池进行供电运行。

图6所示为本申请一些实施例中信号装置的构成示意图。参照图6所示，在本申请一些实施例中，信号装置600包括信号部610、传输线620以及控制部630。信号部610用于发出检测信号并接收返回信号。传输线620一端与信号部610通讯连接，传输线620的另一端与故障电缆700通讯连接以将检测信号传输至故障电缆700内。控制部630与信号部610通讯连接以获取返回信号并将返回信号转换为波形信号，控制部630与显示屏430通讯连接，显示屏430从而接收波形信号显示相应的波形。

在对故障电缆700的故障位置进行检测时，通过传输线620将信号部610与故障电缆700连接，从而将信号部610传输的检测信号传输至故障电缆700内，以顺利产生返回信号，信号部610再接收返回信号从而将返回信号传输至控制部630，控制部630再将返回信号进行转换以形成波形信号，从而顺利显示对应的波形。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电缆故障定位方法，用于对故障电缆的故障位置进行定位，其特征在于，所述电缆故障定位方法包括：

向所述故障电缆的两端输入检测信号，以使得所述检测信号在所述故障电缆内生成返回信号；

获取所述返回信号，并对所述返回信号进行处理以获取波形；

根据所述波形的变化判断所述故障电缆发生故障的故障位置。

2.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述获取所述返回信号，并对所述返回信号进行处理以获取波形，具体包括：

相对于地面垂直获取所述返回信号；或相对于地面水平获取所述返回信号。

3.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述根据所述波形的变化判断所述故障电缆发生故障的故障位置，具体包括：

当所述波形的相位逐渐变大，则判定所述故障电缆的故障位置位于测量点的下游；

当所述波形的相位逐渐变小，则判定所述故障电缆的故障位置位于测量点的上游；

当所述波形的相位反转，则判定所述故障电缆的故障位置位于测量点处；

其中，所述波形的相位反转是指所述波形的相位变化180度。

4.根据权利要求3所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述电缆故障定位方法还包括：

当所述波形的相位反转，则发出声音警报。

5.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述向所述故障电缆的两端输入检测信号，以使得所述检测信号在所述故障电缆内生成返回信号，具体包括：

所述检测信号为低频交流信号。

6.一种定位仪，用于实现如权利要求1至5中任一项所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述定位仪包括：

外壳；

信号装置，设置在所述外壳内，所述信号装置构造为向所述故障电缆发送所述检测信号，以使得所述检测信号在所述故障电缆内生成返回信号；以及

信号探测器，活动连接在所述外壳内以获取所述返回信号；

其中，所述信号装置与所述信号探测器通讯连接以获取所述信号探测器获取的所述返回信号，并处理所述返回信号而获取所述波形。

7.根据权利要求6所述的定位仪，其特征在于，所述定位仪还包括：

显示屏，与所述信号装置通讯连接，以显示相应的所述波形。

8.根据权利要求6所述的定位仪，其特征在于，所述信号探测器与所述信号装置无线通讯连接。

9.根据权利要求6所述的定位仪，其特征在于，所述信号探测器包括：

探测头，所述探测头具有探测孔以供所述返回信号垂直穿过所述探测头；

探测部，设置在所述探测孔内以获取所述返回信号；以及

手柄，与所述探测头连接。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的定位仪，其特征在于，所述信号装置包括：

信号部，用于发出所述检测信号和接收所述返回信号；

传输线，与所述信号部通讯连接，所述传输线的另一端与所述故障电缆通讯连接以将所述检测信号传输至所述故障电缆内；以及

控制部，与所述信号部通讯连接以获取所述返回信号并将所述返回信号转换为波形信号。

Images