CN202330622U - 一种查找电线及电缆故障的发射装置 - Google Patents

Abstract

一种查找电线及电缆故障的发射装置，包括输入单元，显示单元，检测单元，所述的检测单元包括控制器，控制器分别连接输入单元和显示单元，其特征在于，所述的控制器还电连接有信号产生电路，信号产生电路经信号放大电路与输出电压电流检测电路连接，输出电压电流检测电路连接输出阻抗容抗检测电路，输出阻抗容抗检测电路分别连接输出隔直保护电路和A/D采样电路，所述A/D采样电路连接控制器，所述控制器还通过功率调节电路连接信号放大电路；检查不同频率下电阻的电压差来算出阻抗值和容抗值，根据阻抗和容抗自动选择一种测试频率，具有输出电压可调，输出电流可调的特点，发送测试频率的同时，发送同步信号，大大增强了抗干扰能力。

Description

一种查找电线及电缆故障的发射装置

技术领域

本实用新型涉及一种发射装置，具体涉及一种查找电线及电缆故障的发射装置，测量系统阻抗容抗，根据系统阻抗容抗在多个频率模式中自动或手动选择一种频率方式。

背景技术

目前，查找电线及电缆故障方法及装置有以下几种；

第一种为超低频测试法。此方法可以有效的防治电线或电缆容性较大造成的判断错误。此方法是向被查电线缆发送一1HZ以下的正弦信号，此信号波沿芯线向终端传输，由于频率越低，容抗就越大，其上面流过的电流就越小，而接收机是通过在待测线缆上测试电流的大小来确定是否是故障线缆，如果频率越高，则容抗就越小，流过好相电缆的电流也就越大，就容易判断错误，当然频率越低越不容易判断错误，但频率越大，测试时间就越长，0.2Hz的频率需要5S才能走完一个周期，有时需要测试几个周期才能测出稳定信号，则需要更长的时间，频率，如果本身系统的容抗就很小，再用低频进行测试，就显得效率更低了。

第二种为中频测试法。此方法是在线缆上发送两种幅度相等的频率，其两种频率成倍数关系，一般成二倍关系，如10Hz和20Hz，如果是和电缆的话，其具有一定的容抗，两个频率的幅度会不相等，因为不同频率在相同的容抗下，衰减是不一样的，而对于故障相，衰减系数是一样的，通过这种方法判断是否是故障相，但是如果系统容抗比较大，此方法一般在好相上信号很弱，也很难得到好得测试效果。

第三中为相移法。这种模式也是发两个频率但相对于上面的中频测试法较高。一般这种方式的频率一个300Hz到500Hz之间，一般为3KHz到5KHz之间，发送的时候两个频率是同时发送的，由于相同频率的信号在阻性负载和容性负载上电压相位和电流相位是不一样的，在阻性负载上无相位差，在容性负载上有相位差，而且容性越大，相位差越大，这样在接收端就可以通过判断两个频率的相位关系来判断故障支路，直到故障点，但频率越高越容易受外部的干扰信号的影响，信号不容易稳定。

综上所述，目前查找电线及电缆故障的发射装置只有一种查找故障的方法，抗干扰能力较差，不便于准确定位故障点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的时提供一种查找电线及电缆故障的发射装置，通过测试系统特性，自动或手动选择一种测试频率，具有输出电压可调，输出电流可调的特点，发送测试频率的同时，发送同步信号，大大增强了抗干扰能力。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种查找电线及电缆故障的发射装置，包括输入单元，显示单元，检测单元，所述的检测单元包括控制器，控制器分别连接输入单元和显示单元，其特征在于，所述的控制器还电连接有信号产生电路，信号产生电路经信号放大电路与输出电压电流检测电路连接，输出电压电流检测电路连接输出阻抗容抗检测电路，输出阻抗容抗检测电路分别连接输出隔直保护电路和A/D采样电路，所述A/D采样电路连接控制器，所述控制器还通过功率调节电路连接信号放大电路；

所述控制器采用单片机、RAM或FPGA；

所述控制器包括一个AD转换器；

所述A/D采样电路采用8位或12位A/D转化器件；

所述控制器工作于三种频率模式，所述低频模式输出测试信号0.2Hz，所述中频模式输出测试信号10Hz和20Hz，高频模式输出测试信号300Hz；

所述测试信号采用正弦信号或方波信号；

所述发出测试信号之前发出一个高频同步信号；

所述输出隔直保护电路是由高压隔直电容器，保护二极管，瞬态逆止二极管组成，高压隔离电容将测试仪器和测试系统隔离开，防治测试仪器对整个测试系统的影响，保护二极管和瞬态逆止二极管防治了测试系统对仪器的影响。

由于电线及电缆的电阻是均匀分布的，而且不同的测试系统，存在不同的系统阻抗，系统容抗，一般接收机都是用卡钳在待测线缆上卡测是否有电流流过，电流大小是多少，进行几个点的对比，容抗是相对于某个频率而言的，频率越高，可能得到较小的容抗，这个容抗很容易接近后小于故障阻抗，这样的话，接收机在好电缆电线上接收到的电流信号可能比故障相上得信号还要强，就是测试失败，所以可以通过减小发射频率来增大系统容抗，从而让好电缆相上得电流相对于故障相上得电流足够小，就不会判断错误。

本发射装置中的频率模式发射的0.2Hz的低频信号，在频率模式发射之前添加了同步信号，由于同步信号是一个高频信号，接收机很容易通过卡钳接收，接收到信号后，接收机可以根据同步信号判断低频信号是否到来，同时可以通过低频信号的起始沿来判断电流的方向，从而提高测试的可靠性。

本实用新型中频模式下，输出频率为10Hz和20Hz，采用这种方式是在一定的条件下可以提高测试速度，亦可以验证两种方法测试是否一致，同样在发射信号之前发射同步信号，告诉用户发射信号发射的时间，提高了信号的抗干扰能力。

本实用新型的第三种模式为高频模式，这种方式下，当系统容抗很大的时候，可以快速的定位系统哪条支路上有故障，由于测试频率提高，测试效率大大提高。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型信号产生、放大及处理的示意图。

图3是发射的超低频正弦测试信号示意图。图4是发射的超低频方波测试信号示意图。

图5是发射的中频正弦测试信号示意图。

图6是发射的中频方波测试信号示意图。

图7是发射的高频正弦测试信号示意图。

图8是发射的高频方波测试信号示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

参照图1，所述信号放大电路由运算放大器和功率放大器组成，信号通过运算放大器之后再经过功率放大器进行放大，得到峰值0-48V的电压施加到电缆或电线上。

所述输出电压电流检测电路是通过在主回路上串固定电阻器，通过检查电阻两端的电压差，来计算相应的电压电流值。

所述功率调节电路，当控制器检测到当前的功率超出范围或小于额定功率便通过控制可调电源电压来控制运算放大器电压，从而调整输出电压，改变输出功率大小；

所述输出阻抗容抗检测电路是通过检查不同频率下电阻两端的电压差来算出阻抗值和容抗值。

所述A/D采样电路采用8位或12位A/D转化器件，或选用带AD转换的控制器芯片，主要用来采集不同频率下对应的电压值从而计算出其他相关的参数。

所述输入单元包括键盘系统，主要包括开关、频率切换按键、档位切换按键，可采样薄膜时按键或机械式按键。

所述显示单元由液晶显示器显示当前的工作状态，电压大小，电流大小，或LED指示灯指示当前的状态，用数码管显示当前的输出电压，输出电流功率大小，或模拟表头指示；

所述输出隔直保护电路是由高压隔直电容器，保护二极管，瞬态逆止二极管组成，高压隔离电容将测试仪器和测试系统隔离开，防治测试仪器对整个测试系统的影响，保护二极管和瞬态逆止二极管防治了测试系统对仪器的影响。

参照图2，为本实用新型信号产生、放大及处理的示意图，其中U1为控制器，U2为可编程的数字电源，U3为信号产生器，U4为运算放大器，控制器U1控制信号发生器产生特定的频率，通过电阻R1、电容C1组成的滤波电路经过运算放大器U4，通过控制器U1控制运算放大器U4的电源电压输出一个可调幅度的特定频率的信号，经过功率放大器使电压在0V-48V可调，经过电阻R4、电容C2后输出到待测电线或电缆上，在功率输出端通过电阻R3、R2分压得到一个小电压进入A/D采样电路，根据U＝R*I可测试出输出的电源值，在信号放大模块中，变压器的高压测串接一特定值的电阻，测试此电阻上的压降，根据I＝U/R就可测到输出端流过的电流值，知道电流、电压，根据R＝U/I就可计算出外接电线或电缆的阻抗值，通过发送不同的频率信号，再测得一组值，从而计算出当前系统的容抗值，根据阻抗和容抗自动选择一种测试频率，如果容抗较大(大于5uF)，则选用低频模式，小于5uF大于1uF时选用中频模式，小于1uF时选用高频模式输出。

图3、图4给出了低频模式下发送的频率信号，发送的测试信号可以是正弦信号也可以是方波信号，开始先发一个高频同步信号，相隔一个固定时间后再发送低频信号，这样交替着发送，接收机通过接收卡钳或接收天线在电线或电缆上进行测试，当接收到同步信号后，开始计时，由于发射机发射的同步信号和测试信号的时间差是固定的，所以当接收机接收到固定的时间后，接收到的就是测试信号，同时可以通过判断接收到的测试信号和发射的测试信号极性是否一致来判断电流方向。

图5、图6给出了中频发射方式下的测试信号示意图，在同步信号发射后，间隔固定的时间，开始发送中频信号1，发送几个周期后开始发送中频信号2，间隔一段时间后继续以上的发送方式，间隔的这段时间可以是1秒左右，这样方便接收进行数据的处理和第二次信号的稳定，接收机通过在不同的时间段来测量不同的电压值，因为不同频率在相同的容抗下，衰减是不一样的，而对于故障相，衰减系数是一样的，通过这种方法判断是否是故障相。

图7、图8给出了高频发射方式下的测试信号示意图，在这种方式下发射机同样发射同步信号和测试信号，接收机接收到同步信号后，在检测测试信号的第一个峰值点，由于发射机发射的同步信号和第一个峰值点的时间，是由控制器控制发出，是可以确定的，当接收机接收了第一个峰值点后，计算和同步信号的时间差，就可以知道此支路是不是故障相，或者接收机在接收其他支路的时候现在发射机的发射线测量一次，记下当前的时间差，然后才测量其他的支路。

Claims (8)

1.一种查找电线及电缆故障的发射装置，包括输入单元，显示单元，检测单元，所述的检测单元包括控制器，控制器分别连接输入单元和显示单元，其特征在于，所述的控制器还电连接有信号产生电路，信号产生电路经信号放大电路与输出电压电流检测电路连接，输出电压电流检测电路连接输出阻抗容抗检测电路，输出阻抗容抗检测电路分别连接输出隔直保护电路和A/D采样电路，所述A/D采样电路连接控制器，所述控制器还通过功率调节电路连接信号放大电路。

2.根据权利要求1所述的一种查找电线及电缆故障的发射装置，其特征在于，所述控制器采用单片机、RAM或FPGA。

3.根据权利要求1或2所述的一种查找电线及电缆故障的发射装置，其特征在于，所述控制器包括一个AD转换器。

4.根据权利要求1所述的一种查找电线及电缆故障的发射装置，其特征在于，所述A/D采样电路采用8位或12位A/D转化器件。

5.根据权利要求3所述的一种查找电线及电缆故障的发射装置，其特征在于，所述控制器工作于三种频率模式，所述低频模式输出测试信号0.2Hz，所述中频模式输出测试信号10Hz和20Hz，高频模式输出测试信号300Hz。

6.根据权利要求5所述的一种查找电线及电缆故障的发射装置，其特征在于，所述测试信号采用正弦信号或方波信号。

7.根据权利要求5所述的一种查找电线及电缆故障的发射装置，其特征在于，所述发出测试信号之前发出一个高频同步信号。

8.根据权利要求1所述的一种查找电线及电缆故障的发射装置，其特征在于，所述输出隔直保护电路是由高压隔直电容器，保护二极管，瞬态逆止二极管组成。

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