CN115754613A - 一种低压配线路的故障检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压配线路的故障检测方法及装置，包括以下步骤：安装接收器步骤：在被测线路的初始端和末端分别安装脉冲接收器A和脉冲接收器B；施加脉冲信号步骤：给待测线路的初始端施加脉冲信号，并记录下发射脉冲信号时瞬时时间T1，当脉冲信号遇到故障点时会产生向初始端传输的反射信号；接收信号步骤：脉冲接收器A和脉冲接收器B检测脉冲信号，并记录接收到反射信号时的瞬时时间T2和T3；计算传输速度步骤：令：待测线路的已知长度为L。本发明通过对被测线路施加脉冲信号，然后测量故障点返回脉冲电信号的时间，并根据脉冲信号的传输速度测量出故障点的位置，使得低压配线路的故障检测更加的灵敏和方便，能够发现低压配线路的隐藏的缺陷。

Description

一种低压配线路的故障检测方法及装置

技术领域

本发明涉及配电线路检测技术领域，具体涉及一种低压配线路的故障检测方法及装置。

背景技术

随着人们生活的水平提高，人们的生活越来越离不开电能的使用，电能的输送是通过高压输送的，然后经过变压器降压后采用低压配线路进行输送，并接入到户，进而使得人们能够使用电能。

中国专利号 201810718799.6，供了一种低压配电线路故障检测方法及系统，获取低压用电采集装置发送的故障信息；根据采集的配用电设备网络节点及配用电设备地理位置信息，建立配用电设备的拓扑结构模型，以故障信息所属的低压用电采集装置为起源点，并根据拓扑结构模型，搜索判定发生故障的位置。

现有技术的低压配线路的故障检测时，通常是在发生短路状态下，测量低压配线路是否通电，然后缩小故障的范围，这样的方式不仅测量麻烦，而且无法发现外管完好内部存在缺陷的线路故障点，导致故障测试的灵敏度低。因此，亟需设计一种低压配线路的故障检测方法及装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压配线路的故障检测方法及装置，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低压配线路的故障检测方法，包括以下步骤：

安装接收器步骤：在被测线路的初始端和末端分别安装脉冲接收器A和脉冲接收器B；

施加脉冲信号步骤：给待测线路的初始端施加脉冲信号，并记录下发射脉冲信号时瞬时时间T1，当脉冲信号遇到故障点时会产生向初始端传输的反射信号；

接收信号步骤：脉冲接收器A和脉冲接收器B检测脉冲信号，并记录接收到反射信号时的瞬时时间T2和T3；

计算传输速度步骤：令：待测线路的已知长度为L，则脉冲信号在线路中传输的速度为V= ；

计算故障距离步骤：令：待测线路的初始端距离故障点的距离为D，则D=0.5V*（T2-T1）；

将V= 代入上述公式得：

D= *（T2-T1）；

确定故障点步骤：根据计算的故障点距离，找出被测线路的故障区间，然后采用超声波法精确测量出被测线路的故障点。

进一步地，所述超声波法包括以下步骤：

发射超声波步骤：在被测线路的故障区间采用超声波探头发射超声波，当超声波在被测线路中遇到界面变化时产生反射波；

接收超声波步骤：通过超声波探头对反射波进行接收并转换为电信号；

筛选异常波步骤：通过处理器对电信号的波形进行处理，并检测是否存在异常波；

触发警报步骤：当检测出异常波时，处理器控制蜂鸣器发出警报。

进一步地，在所述安装接收器步骤中：将被测线路的初始端和末端的氧化层进行刮除，并将被测线路进行的一端进行就接地3min-5min后断开。

进一步地，在所述施加脉冲信号步骤中：对被测电缆施加的脉冲信号的电压为4V-6V，所述脉冲信号的频率为50MHz-60MHz。

进一步地，在所述接收信号步骤中，若未被测线路的末端未检测到脉冲信号，则查找被测线路的材质，并根据大数据取得脉冲信号在在材质线路中的传输速度V1，则此时故障点距离线路初始端的距离为D=0.5V1*（T2-T1）。

进一步地，在所述计算传输速度步骤中，待测线路的已知长度为L为10m-10000m，所述待测线路的材质包括铜、铝、铁、银、镍、铬和碳中的一种或两种以上物质组成。

进一步地，根据D=0.5V1*（T2-T1）确定被测线路的故障区间后，对被测线路的初始端施加瞬时高压电，通过瞬时高压电对绝缘故障进行击穿，查找击穿瞬间的位置既为故障点的位置，所述瞬时高压电的电压为10KV-15KV。

进一步地，在所述发射超声波步骤中，所述超声波的频率为2MHz-8MHz，所述被测线路的耐受电压为1KV-35KV。

一种低压配线路的故障检测装置，包括：

施加脉冲信号模块：给待测线路的初始端施加脉冲信号，并记录下发射脉冲信号时瞬时时间T1，当脉冲信号遇到故障点时会产生向初始端传输的反射信号；

接收信号模块：脉冲接收器A和脉冲接收器B检测脉冲信号，并记录接收到反射信号时的瞬时时间T2和T3；

计算传输速度模块：令：待测线路的已知长度为L，则脉冲信号在线路中传输的速度为V= ；

计算故障距离模块：令：待测线路的初始端距离故障点的距离为D，则D=0.5V*（T2-T1）；

将V= 代入上述公式得：

D= *（T2-T1）；

确定故障点模块：根据计算的故障点距离，找出被测线路的故障区间，然后采用超声波装置精确测量出被测线路的故障点。

进一步地，所述超声波装置包括：

射超声波模块：在被测线路的故障区间采用超声波探头发射超声波，当超声波在被测线路中遇到界面变化时产生反射波；

接收超声波模块：通过超声波探头对反射波进行接收并转换为电信号；

筛选异常波模块：通过处理器对电信号的波形进行处理，并检测是否存在异常波；

警报模块：当检测出异常波时，处理器控制蜂鸣器发出警报。

在上述技术方案中，本发明提供的一种低压配线路的故障检测方法及装置，有益效果为：

（1）本发明通过对被测线路施加脉冲信号，然后测量故障点返回脉冲电信号的时间，并根据脉冲信号的传输速度测量出故障点的位置，使得低压配线路的故障检测更加的灵敏和方便，能够发现低压配线路的隐藏的缺陷。

（2）本发明通过在被测线路的两端接收脉冲信号，使得能够精确的测出脉冲信号在被测线路中的传输速度，解决了现有技术通过参考速度检测故障点时不精确的缺点，进而使得被测线路的故障点的检测更加精确。

（3）本发明通过超声波法在被测线路的故障区间进行检测，解决了现有技术被测线路外管无异常破损时，难以确定故障位置的缺点，使得在不损坏被测线路的情况下能够查找到被测线路的故障点位置。

（4）本发明通过对存在高阻断路的被测线路的一端施加瞬时高压电，使得高压电能够对被测线路的高阻故障点进行击穿并发出响声，进而使得外观完好内部为断路的输电线路检测时，使得故障点检测更加的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种低压配线路的故障检测方法及装置实施例提供的整体流程图。

图2为本发明一种低压配线路的故障检测方法及装置实施例提供的超声波法流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-2所示，本发明实施例提供的一种低压配线路的故障检测方法，包括以下步骤：

安装接收器步骤：在被测线路的初始端和末端分别安装脉冲接收器A和脉冲接收器B；

施加脉冲信号步骤：给待测线路的初始端施加脉冲信号，并记录下发射脉冲信号时瞬时时间T1，当脉冲信号遇到故障点时会产生向初始端传输的反射信号；

接收信号步骤：脉冲接收器A和脉冲接收器B检测脉冲信号，并记录接收到反射信号时的瞬时时间T2和T3；

计算传输速度步骤：令：待测线路的已知长度为L，则脉冲信号在线路中传输的速度为V= ；

计算故障距离步骤：令：待测线路的初始端距离故障点的距离为D，则D=0.5V*（T2-T1）；

将V= 代入上述公式得：

D= *（T2-T1）；

确定故障点步骤：根据计算的故障点距离，找出被测线路的故障区间，然后采用超声波法精确测量出被测线路的故障点。

具体的，本实施例中，包括以下步骤：

安装接收器步骤：在被测线路的初始端和末端分别安装脉冲接收器A和脉冲接收器B，通过脉冲接收器A和脉冲接收器B接收脉冲信号，将被测线路的初始端和末端的氧化层进行刮除，刮除氧化层使得脉冲接收器A和脉冲接收器B对被测线路的接线良好，并将被测线路进行的一端进行就接地3min-5min后断开，接地的目的消除被测线路中的电荷；

施加脉冲信号步骤：给待测线路的初始端施加脉冲信号，并记录下发射脉冲信号时瞬时时间T1，当脉冲信号遇到故障点时会产生向初始端传输的反射信号，如果故障点为断路时，脉冲信号不会继续向前传播，因此脉冲信号遇到断路的故障点时只有返回的反射信号，当待测线路内部具有裂纹或杂质时，脉冲信号会继续向前传播，并且因此脉冲信号遇到裂纹或杂质的故障点时也有返回的反射信号，对被测电缆施加的脉冲信号的电压为5V，脉冲信号的频率为50MHz，利用50MHz的高频脉冲，使得脉冲信号的振幅更小，进而避免被测线路的缺陷在检测时发生遗漏；

接收信号步骤：脉冲接收器A和脉冲接收器B检测脉冲信号，并记录接收到反射信号时的瞬时时间T2和T3，利用T2和T3计算脉冲信号从发出到接收时在被测线路内部所用的时间；

计算传输速度步骤：令：待测线路的已知长度为L，待测线路的长度数值为在架设线路时已测量记录，则脉冲信号在线路中传输的速度为V= ，由于不同批次的低压配线路制造存在差异，因此脉冲信号在不同批次的低压配线路内部传播时的速度不同，脉冲信号在同型号的低压配线路中的传播速度只能作为参考值使用，采用参考值计算时误差较大，在被测线路的两端接收脉冲信号，使得能够精确的测出脉冲信号在被测线路中的传输速度，解决了现有技术通过参考速度检测故障点时不精确的缺点，进而使得被测线路的故障点的检测更加精确；

计算故障距离步骤：令：待测线路的初始端距离故障点的距离为D，则D=0.5V*（T2-T1）；

将V= 代入上述公式得：

D= *（T2-T1）；

确定故障点步骤：根据计算的故障点距离，找出被测线路的故障区间，由于低压配线路走向并非直线，且架设时存在弯曲的现象，因此根据故障点距离只能找出故障区间，然后采用超声波法精确测量出被测线路的故障点，由于被测线路的表面覆盖绝缘层，当绝缘层完好，被测线路的内部存在故障缺陷时，通过直接的观察无法发现，超声波法包括以下步骤：

发射超声波步骤：在被测线路的故障区间采用超声波探头发射超声波，当超声波在被测线路中遇到界面变化时产生反射波，在采用超声波法检测时，需要将超声波探头在被测线路的故障区间进行移动，超声波的频率为2MHz，被测线路的耐受电压为1KV-35KV，1KV-35KV的耐受电压为工频电压；

接收超声波步骤：通过超声波探头对反射波进行接收并转换为电信号，在反射波中具有低压配线路的正常反射信号和异常的反射信号，正常反射信号如：绝缘层和线芯之间截面变化产生的反射信号，异常反射信号为杂质或裂纹信号等；

筛选异常波步骤：通过处理器对电信号的波形进行处理，进行处理的目的为，对正常反射信号进行去除，只保留异常的反射信号，并检测是否存在异常波，然后对异常波进行检测并放大；

触发警报步骤：当检测出异常波时，处理器控制蜂鸣器发出警报，通过蜂鸣器发出警报提示被测线路该处具有缺陷，进而使得工人能够确定线路隐藏的故障点，使得工人在对线路精准维修，从而不会产生将线路绝缘层拨开后发现内部没有缺陷的情况，使得避免维修时对完好区域线路的绝缘层进行破坏，通过超声波法在被测线路的故障区间进行检测，解决了现有技术被测线路外管无异常破损时，难以确定故障位置的缺点，使得在不损坏被测线路的情况下能够查找到被测线路的故障点位置。

本发明提供的一种低压配线路的故障检测方法及装置，本发明通过对被测线路施加脉冲信号，然后测量故障点返回脉冲电信号的时间，并根据脉冲信号的传输速度测量出故障点的位置，使得低压配线路的故障检测更加的灵敏和方便，能够发现低压配线路的隐藏的缺陷。

本发明提供的再一个实施例中，在接收信号步骤中，若未被测线路的末端未检测到脉冲信号，此时被测线路内部发生断路，则查找被测线路的材质，断路时无法直接测量脉冲信号在线路中的传输速度，此时则需要根据线路的材质和型号确定脉冲信号传输速度的参考值，并根据大数据取得脉冲信号在在材质线路中的传输速度V1，则此时故障点距离线路初始端的距离为D=0.5V1*（T2-T1）。

本发明提供的再一个实施例中，在计算传输速度步骤中，待测线路的已知长度为L为10m-10000m，只要被测线路长度在10m-10000m内均能够进行检测，当被测线路长度小于10m时，由于10m内的线路出现故障时T2-T1或T2-T1的差值非常的小，会出现测量误差比较大的情况，并且10m的线路可以直接进行更换，因此检测意义较小，待测线路的材质包括铜、铝、铁、银、镍、铬和碳中的一种或两种以上物质组成。

本发明提供的再一个实施例中，根据D=0.5V1*（T2-T1）确定被测线路的故障区间后，对被测线路的初始端施加瞬时高压电，通过瞬时高压电对绝缘故障进行击穿，查找击穿瞬间的位置既为故障点的位置，瞬时高压电的电压为10KV-15KV，对低压配线路施加瞬时高压电不会对其产生损坏，对存在高阻断路的被测线路的一端施加瞬时高压电，使得高压电能够对被测线路的高阻故障点进行击穿并发出响声，进而使得外观完好内部为断路的输电线路检测时，使得故障点检测更加的方便。

一种低压配线路的故障检测装置，包括：施加脉冲信号模块：给待测线路的初始端施加脉冲信号，并记录下发射脉冲信号时瞬时时间T1，当脉冲信号遇到故障点时会产生向初始端传输的反射信号；接收信号模块：脉冲接收器A和脉冲接收器B检测脉冲信号，并记录接收到反射信号时的瞬时时间T2和T3；计算传输速度模块：令：待测线路的已知长度为L，则脉冲信号在线路中传输的速度为V= ；计算故障距离模块：令：待测线路的初始端距离故障点的距离为D，则D=0.5V*（T2-T1）；将V= 代入上述公式得：D= *（T2-T1）；确定故障点模块：根据计算的故障点距离，找出被测线路的故障区间，然后采用超声波装置精确测量出被测线路的故障点；超声波装置包括：射超声波模块：在被测线路的故障区间采用超声波探头发射超声波，当超声波在被测线路中遇到界面变化时产生反射波；接收超声波模块：通过超声波探头对反射波进行接收并转换为电信号；筛选异常波模块：通过处理器对电信号的波形进行处理，并检测是否存在异常波；警报模块：当检测出异常波时，处理器控制蜂鸣器发出警报。以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种低压配线路的故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

安装接收器步骤：在被测线路的初始端和末端分别安装脉冲接收器A和脉冲接收器B；

施加脉冲信号步骤：给待测线路的初始端施加脉冲信号，并记录下发射脉冲信号时瞬时时间T1，当脉冲信号遇到故障点时会产生向初始端传输的反射信号；

接收信号步骤：脉冲接收器A和脉冲接收器B检测脉冲信号，并记录接收到反射信号时的瞬时时间T2和T3；

计算传输速度步骤：令：待测线路的已知长度为L，则脉冲信号在线路中传输的速度为V= ；

计算故障距离步骤：令：待测线路的初始端距离故障点的距离为D，则D=0.5V*（T2-T1）；

将V= 代入上述公式得：

D= *（T2-T1）；

确定故障点步骤：根据计算的故障点距离，找出被测线路的故障区间，然后采用超声波法精确测量出被测线路的故障点。

2.根据权利要求1所述的一种低压配线路的故障检测方法，其特征在于，所述超声波法包括以下步骤：

发射超声波步骤：在被测线路的故障区间采用超声波探头发射超声波，当超声波在被测线路中遇到界面变化时产生反射波；

接收超声波步骤：通过超声波探头对反射波进行接收并转换为电信号；

筛选异常波步骤：通过处理器对电信号的波形进行处理，并检测是否存在异常波；

触发警报步骤：当检测出异常波时，处理器控制蜂鸣器发出警报。

3.根据权利要求1所述的一种低压配线路的故障检测方法，其特征在于，在所述安装接收器步骤中：将被测线路的初始端和末端的氧化层进行刮除，并将被测线路进行的一端进行就接地3min-5min后断开。

4.根据权利要求1所述的一种低压配线路的故障检测方法，其特征在于，在所述施加脉冲信号步骤中：对被测电缆施加的脉冲信号的电压为4V-6V，所述脉冲信号的频率为50MHz-60MHz。

5.根据权利要求1所述的一种低压配线路的故障检测方法，其特征在于，在所述接收信号步骤中，若未被测线路的末端未检测到脉冲信号，则查找被测线路的材质，并根据大数据取得脉冲信号在在材质线路中的传输速度V1，则此时故障点距离线路初始端的距离为D=0.5V1*（T2-T1）。

6.根据权利要求1所述的一种低压配线路的故障检测方法，其特征在于，在所述计算传输速度步骤中，待测线路的已知长度为L为10m-10000m，所述待测线路的材质包括铜、铝、铁、银、镍、铬和碳中的一种或两种以上物质组成。

7.根据权利要求5所述的一种低压配线路的故障检测方法，其特征在于，根据D=0.5V1*（T2-T1）确定被测线路的故障区间后，对被测线路的初始端施加瞬时高压电，通过瞬时高压电对绝缘故障进行击穿，查找击穿瞬间的位置既为故障点的位置，所述瞬时高压电的电压为10KV-15KV。

8.根据权利要求2所述的一种低压配线路的故障检测方法，其特征在于，在所述发射超声波步骤中，所述超声波的频率为2MHz-8MHz，所述被测线路的耐受电压为1KV-35KV。

9.一种低压配线路的故障检测装置，其特征在于，包括：

施加脉冲信号模块：给待测线路的初始端施加脉冲信号，并记录下发射脉冲信号时瞬时时间T1，当脉冲信号遇到故障点时会产生向初始端传输的反射信号；

接收信号模块：脉冲接收器A和脉冲接收器B检测脉冲信号，并记录接收到反射信号时的瞬时时间T2和T3；

计算传输速度模块：令：待测线路的已知长度为L，则脉冲信号在线路中传输的速度为V= ；

计算故障距离模块：令：待测线路的初始端距离故障点的距离为D，则D=0.5V*（T2-T1）；

将V= 代入上述公式得：

D= *（T2-T1）；

确定故障点模块：根据计算的故障点距离，找出被测线路的故障区间，然后采用超声波装置精确测量出被测线路的故障点。

10.根据权利要求9所述的一种低压配线路的故障检测装置，其特征在于，所述超声波装置包括：

射超声波模块：在被测线路的故障区间采用超声波探头发射超声波，当超声波在被测线路中遇到界面变化时产生反射波；

接收超声波模块：通过超声波探头对反射波进行接收并转换为电信号；

筛选异常波模块：通过处理器对电信号的波形进行处理，并检测是否存在异常波；

警报模块：当检测出异常波时，处理器控制蜂鸣器发出警报。

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