CN203232128U - 一种便携式电缆接头局部放电检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便携式电缆接头局部放电检测装置，它由卡钳式电缆接头局部放电检测器、绝缘支撑管、手持式显示单元和操作手拉组成；所述卡钳式电缆接头局部放电检测器包括卡钳形绝缘外壳、电流互感器和测量电阻R；所述电流互感器原边为待测电缆回路，其副边为一根导线绕在两个半圆环形导磁铁芯上，导线与测量电阻R串联；所述副边在卡钳形绝缘外壳中；所述卡钳形绝缘外壳的卡钳把手一端与绝缘支撑管上端连接，其另一端与操作手拉连接；所述卡钳式电缆接头局部放电检测器的输出端接手持式显示单元相应输入端；所述手持式显示单元由信号处理电路、液晶显示器组成。本实用新型的有益效果是扩大了检测范围，卡钳式结构及一键式测量开关简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及实现电力系统中电缆的安全检测的技术，尤其涉及一种便于携带，操作简单，适于多种检测环境，可以实现一键式检测的电缆接头局部放电检测的便携式装置。
背景技术
在城市规划中大都使用入地电缆供电，在周围恶劣环境和高压作用下，电缆会因为产品质量、绝缘老化、缺陷等原因发生局部放电，局部放电的产生会加剧绝缘劣化，形成恶性循环。及早检测电缆的局部放电现象，能够帮助运行人员采取必要的措施避免事态恶化。大多数的电缆局部放电发生在电缆接头部位，而电缆接头所处地理位置情况复杂，可能处在管道、隧道、电线杆处，因此设计一种能深入管道、隧道中灵活操作，且能在半空中检测电缆局部放电的便携式装置十分必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种操作灵活、显示直观、测量准确的便携式电缆接头局部放电检测装置。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
本发明由卡钳式电缆接头局部放电检测器、绝缘支撑管、手持式显示单元和操作手拉组成；
所述卡钳式电缆接头局部放电检测器包括卡钳形绝缘外壳、电流互感器和测量电阻R；
所述电流互感器的原边即为1匝待检测的电缆回路，其副边为一根导线均匀的绕在两个半圆环形导磁铁芯上，其副边绕组为900~1100匝，导线两端与测量电阻R串联形成回路；所述测量电阻R的两侧M、N端引出导线通过BNC接口与手持式显示器对应接口由同轴电缆连接；所述电流互感器的副边在所述卡钳形绝缘外壳中；
所述卡钳形绝缘外壳的卡钳把手一端与所述绝缘支撑管上端固定连接，所述卡钳把手另一端与操作手拉连接；所述卡钳式电缆接头局部放电检测器输出端接所述手持式显示单元相应输入端；
所述手持式显示单元由信号处理电路、液晶显示器U4组成。
所述信号处理电路包括晶振电路、DSP芯片U1、稳压电路和复位电路；所述DSP芯片U1的ADC1端子接所述测量电阻R的一端，所述测量电阻R的另一端接地；所述DSP芯片U1的VSS端接地；
所述晶振电路由电容C7-C8、晶体XTAL组成；晶体XTAL两端分别接DSP芯片U1的X1、X2端子，同时晶体XTAL两端分别通过C7、C8后接地；
所述稳压电路由稳压芯片U2及其外围元件电容C1-C5组成；所述稳压芯片U2的Vin端接+5V电压，所述稳压芯片的Vin端和EN端相连，所述电容C1、C2并联后接在所述稳压芯片U2的Vin端和地之间，所述稳压芯片U2的GND端接地，所述DSP芯片U1的VDD端接所述稳压芯片U2的Vout端，所述电容C3接在稳压芯片的BYP端和地之间，所述电容C4、C5并联后接在所述稳压芯片U2的Vout端和地之间，所述Vout端输出电压为3.3V；
所述复位电路由复位电路芯片U3及其外围元件电阻R1-R2、电容C6、复位开关RST组成；所述复位开关RST与电阻R1串联后接在3.3V和地之间，所述复位开关RST与电阻R1的节点接所述复位电路芯片U3的MR端，所述复位电路芯片U3的GND端接地，所述复位电路芯片U3的RESET端接所述DSP芯片U1的RET端，所述电阻R2接在所述复位电路芯片U3的RESET端和地之间；所述复位电路芯片U3的VCC端接3.3V，所述复位电路芯片U3的VCC端经电容C6接地。
所述DSP芯片U1的XD[0]-XD[7]端子分别与所述液晶显示器U4的8个D[0]端子相连接；所述液晶显示器U4的A0、A1、CS、WR和RD端子分别接所述DSP芯片U1的GPIOA0、GPIOA1、XZSC2、XWE和XRD端子。
所述操作手拉由高强度耐张线和拉环组成，高强度耐张线一端连接所述卡钳把手一端，另一端从所述绝缘支撑管上端穿入与拉环连接，所述拉环位于所述绝缘支撑管下端；所述高强度耐张线的长度为卡钳弹簧处于自然长度时高强度耐张线处于松弛状态的长度；
所述测量电阻R位于所述绝缘支撑管内，BNC接口位于绝缘支撑管下端侧壁上。
所述的DSP芯片U1型号为TMS320F2812；
所述液晶显示器U4型号为TFT3224BS-3.5；
所述稳压芯片U2型号为TPS75733；
所述复位电路芯片U3型号为PS3823-33DBVT；
所述手持式显示单元中使用的电源为5V可循环充电的蓄电池，型号为YSD-998。
本发明的有益效果在于：设计的绝缘支撑管结构一方面扩大了装置的检测范围，即使电缆接头在狭窄的管道、隧道中或半空中，只要在绝缘支撑管长度范围内都可以检测，另一方面作业人员与被检测电缆接头之间有距离，确保了作业人员的人身安全。卡钳式结构及一键式测量开关简单方便，通过液晶显示器显示采集信号，根据计算出的固定时间段内的放电量可判断局部放电的严重程度，控制手持式显示单元面板上的“波形/频谱”转换按键方便作业人员了解电缆接头局部放电信号的频率特性，确保了检测的实时性，省去了事后数据处理的复杂过程。同时，“缩小”、“放大”“上/下/左/右”功能按键方便作业人员更加清楚的了解局部放电信号的特征值。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明卡钳式电缆接头局部放电检测器的电路原理图。
图3为本发明手持式显示单元的电路原理图。
图4为本发明手持式显示单元的工作流程图。
图5为本发明计算放电量的流程图。
图6为本发明手持式显示单元外观示意图。
在图1-6中，1卡钳式电缆接头局部放电检测器、2绝缘支撑管、3手持式显示器、4操作手拉、5 BNC接口、6同轴电缆、7导线、8电流互感器的原边、9电流互感器的副边、10半圆环形导磁铁芯、R测量电阻。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明，它由卡钳式电缆接头局部放电检测器1、绝缘支撑管2、手持式显示单元3和操作手拉4组成；
所述卡钳式电缆接头局部放电检测器1包括卡钳形绝缘外壳、电流互感器和测量电阻R；
所述电流互感器的原边8即为1匝待检测的电缆回路，其副边9为一根导线均匀的绕在两个半圆环形导磁铁芯10上，其副边绕组为1000匝，导线两端与测量电阻R串联形成回路；所述测量电阻R的两侧M、N端引出导线7通过BNC接口5与手持式显示器3对应接口由同轴电缆6连接；所述电流互感器的副边9在所述卡钳形绝缘外壳中；
所述卡钳形绝缘外壳的卡钳把手一端与所述绝缘支撑管2上端固定连接，所述卡钳把手另一端与操作手拉4连接；所述卡钳式电缆接头局部放电检测器1输出端接所述手持式显示单元3相应输入端；
所述手持式显示单元3由信号处理电路、液晶显示器U4组成。
所述信号处理电路包括晶振电路、DSP芯片U1、稳压电路和复位电路；所述DSP芯片U1的ADC1端子接所述测量电阻R的一端，所述测量电阻R的另一端接地；所述DSP芯片U1的VSS端接地；
所述晶振电路由电容C7-C8、晶体XTAL组成；晶体XTAL两端分别接DSP芯片U1的X1、X2端子，同时晶体XTAL两端分别通过C7、C8后接地；
所述稳压电路由稳压芯片U2及其外围元件电容C1-C5组成；所述稳压芯片U2的Vin端接+5V电压，所述稳压芯片的Vin端和EN端相连，所述电容C1、C2并联后接在所述稳压芯片U2的Vin端和地之间，所述稳压芯片U2的GND端接地，所述DSP芯片U1的VDD端接所述稳压芯片U2的Vout端，所述电容C3接在稳压芯片的BYP端和地之间，所述电容C4、C5并联后接在所述稳压芯片U2的Vout端和地之间，所述Vout端输出电压为3.3V；
所述复位电路由复位电路芯片U3及其外围元件电阻R1-R2、电容C6、复位开关RST组成；所述复位开关RST与电阻R1串联后接在3.3V和地之间，所述复位开关RST与电阻R1的节点接所述复位电路芯片U3的MR端，所述复位电路芯片U3的GND端接地，所述复位电路芯片U3的RESET端接所述DSP芯片U1的RET端，所述电阻R2接在所述复位电路芯片U3的RESET端和地之间；所述复位电路芯片U3的VCC端接3.3V，所述复位电路芯片U3的VCC端经电容C6接地。
所述DSP芯片U1的XD[0]-XD[7]端子分别与所述液晶显示器U4的8个D[0]端子相连接；所述液晶显示器U4的A0、A1、CS、WR和RD端子分别接所述DSP芯片U1的GPIOA0、GPIOA1、XZSC2、XWE和XRD端子。
所述操作手拉4由高强度耐张线和拉环组成，高强度耐张线一端连接所述卡钳把手一端，另一端从所述绝缘支撑管2上端穿入与拉环连接，所述拉环位于所述绝缘支撑管2下端；所述高强度耐张线的长度为卡钳弹簧处于自然长度时高强度耐张线处于松弛状态的长度；
所述测量电阻R位于所述绝缘支撑管2内，BNC接口5位于绝缘支撑管2下端侧壁上。
所述的DSP芯片U1型号为TMS320F2812；
所述液晶显示器U4型号为TFT3224BS-3.5；
所述稳压芯片U2型号为TPS75733；
所述复位电路芯片U3型号为PS3823-33DBVT；
所述手持式显示单元3中使用的电源为5V可循环充电的蓄电池，型号为YSD-998。
一种便携式电缆接头局部放电检测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）采集被测信号输入DSP芯片，对A/D模块初始化后，被测信号依次经过A/D转换、去噪处理后显示在所述液晶显示屏上，所述被测信号在正常没有局部放电时为标准的工频正弦信号；控制移动、横向缩放按键对被测信号进行处理，观察所述标准的工频正弦信号上是否叠加有毛刺，若有毛刺说明被测电缆接头存在局部放电现象；所述被测信号既可以波形显示，也可通过转换按键进行FFT处理，以频谱形式显示；
2）经滤除去噪，去掉信号中的工频信号，然后计算放电量并显示在所述液晶显示器上，所述计算流程如下：
a.读取滤波后的信号电压值U，取绝对值后与设定的正常电压值Uset比较，若︱U︱>Uset,则保存电压值U及对应时刻，进行下一步骤b；若︱U︱<Uset，直接进入下一步骤b；
b.判断时间是否到一个工频周期，若未达到一个工频周期，则返回执行步骤a，循环反复直到达到一个工频周期后，根据保存电压值U及对应时刻求出放电量并送至液晶显示器。
使用本发明时，将本发明的卡钳式电缆接头局部放电检测器伸入被测电缆接头所在位置，拉动操作手拉，将被测电缆接头置于所述卡钳头的中心位置，松开所述操作手拉；
开启所述手持式显示器的开关，通过调节、观察液晶显示器界面即可方便准确的判断电缆接头局部放电量。
Claims (5)
1.一种便携式电缆接头局部放电检测装置，其特征在于由卡钳式电缆接头局部放电检测器（1）、绝缘支撑管（2）、手持式显示单元（3）和操作手拉（4）组成；
所述卡钳式电缆接头局部放电检测器（1）包括卡钳形绝缘外壳、电流互感器和测量电阻R；
所述电流互感器的原边（8）即为1匝待检测的电缆回路，其副边（9）为一根导线均匀的绕在两个半圆环形导磁铁芯（10）上，导线两端与测量电阻R串联形成回路；所述测量电阻R的两侧M、N端引出导线（7）通过BNC接口（5）与手持式显示器（3）对应接口由同轴电缆（6）连接；所述电流互感器的副边（9）在所述卡钳形绝缘外壳中；
所述卡钳形绝缘外壳的卡钳把手一端与所述绝缘支撑管（2）上端固定连接，所述卡钳把手另一端与操作手拉（4）连接；所述卡钳式电缆接头局部放电检测器（1）输出端接所述手持式显示单元（3）相应输入端；
所述手持式显示单元（3）由信号处理电路、液晶显示器U4组成。
2.根据权利要求1所述的便携式电缆接头局部放电检测装置，其特征在于所述信号处理电路包括晶振电路、DSP芯片U1、稳压电路和复位电路；所述DSP芯片U1的ADC1端子接所述测量电阻R的一端，所述测量电阻R的另一端接地；所述DSP芯片U1的VSS端接地；
所述晶振电路由电容C7-C8、晶体XTAL组成；晶体XTAL两端分别接DSP芯片U1的X1、X2端子，同时晶体XTAL两端分别通过C7、C8后接地；
所述稳压电路由稳压芯片U2及其外围元件电容C1-C5组成；所述稳压芯片U2的Vin端接+5V电压，所述稳压芯片的Vin端和EN端相连，所述电容C1、C2并联后接在所述稳压芯片U2的Vin端和地之间，所述稳压芯片U2的GND端接地，所述DSP芯片U1的VDD端接所述稳压芯片U2的Vout端，所述电容C3接在稳压芯片的BYP端和地之间，所述电容C4、C5并联后接在所述稳压芯片U2的Vout端和地之间，所述Vout端输出电压为3.3V；
所述复位电路由复位电路芯片U3及其外围元件电阻R1-R2、电容C6、复位开关RST组成；所述复位开关RST与电阻R1串联后接在3.3V和地之间，所述复位开关RST与电阻R1的节点接所述复位电路芯片U3的MR端，所述复位电路芯片U3的GND端接地，所述复位电路芯片U3的RESET端接所述DSP芯片U1的RET端，所述电阻R2接在所述复位电路芯片U3的RESET端和地之间；所述复位电路芯片U3的VCC端接3.3V，所述复位电路芯片U3的VCC端经电容C6接地。
3.根据权利要求2所述的便携式电缆接头局部放电检测装置，其特征在于所述DSP芯片U1的XD[0]-XD[7]端子分别与所述液晶显示器U4的8个D[0]端子相连接；所述液晶显示器U4的A0、A1、CS、WR和RD端子分别接所述DSP芯片U1的GPIOA0、GPIOA1、XZSC2、XWE和XRD端子。
4.根据权利要求1所述的便携式电缆接头局部放电检测装置，其特征在于所述操作手拉（4）由高强度耐张线和拉环组成，高强度耐张线一端连接所述卡钳把手一端，另一端从所述绝缘支撑管（2）上端穿入与拉环连接，所述拉环位于所述绝缘支撑管（2）下端；所述高强度耐张线的长度为卡钳弹簧处于自然长度时高强度耐张线处于松弛状态的长度；
所述测量电阻R位于所述绝缘支撑管（2）内，BNC接口（5）位于绝缘支撑管（2）下端侧壁上。
5.根据权利要求3所述的便携式电缆接头局部放电检测装置，其特征在于所述的DSP芯片U1型号为TMS320F2812；
所述液晶显示器U4型号为TFT3224BS-3.5；
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