CN206470355U - 一种智能控制一体式电缆故障定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能控制一体式电缆故障定位装置，包括箱体，箱体上部设置有控制层，箱体下部设置有高压层，高压层内设置有多档直流高压发生器、冲击电容器组以及用于对故障电缆的电压、电流及多次脉冲信号进行测试的取样单元，多档直流高压发生器经过冲击电容器组与取样单元连接，控制层内设置有智能控制单元，智能控制单元分别与多档直流高压发生器、冲击电容器组和取样单元连接，用于控制所述装置对电缆进行故障定位检测。本装置实现一体化、智能控制及电容串并联分档，带来电力电缆故障定位效率的提升，高、低压设备连接，电容串并联切换，球隙打火及停止高压放电均为电控自动完成，现场连线最大程度的进行了简化，安全有了可靠的保证。

Description

一种智能控制一体式电缆故障定位装置

【技术领域】

本实用新型属于电气测量技术领域，具体涉及一种智能控制一体式电缆故障定位装置设计方法。

【背景技术】

电缆故障高压冲击法测试，需要用到以下部分设备：调压器、高压变压器、硅堆、冲击电容、高压球隙、稳弧单元、各种测试方式的信号处理单元等。国内目前的仪器设备，各个部分为分立元件，需现场组合连接使用。

电缆故障的主要的测试方法及接线有很多种，应针对不同故障类型来选取相应的测试方法及接线，如此测试效率最高。目前国内电缆故障的测试时，需要把现有测试方式连线拆除，从新进行新的测试方式的连线，这对于不是天天都进行测试的操作人员技术水平要求较高，如果不留神接错线，有可能对设备或人员造成损坏或伤害。而且有很多较复杂的测试接线方式，要求现场技术人员水平更高，接线时间长，现场使用人员很难实现。国内目前由于此原因，虽然各电力系统、大中型厂矿等大部分都配置有电力电缆故障定位设备，但是能有效的使用电缆故障定位设备进行电力电缆故障定位的技术人员相对较少，非常熟练、高效使用的更是少之又少。不能高效的定位电力电缆故障，会造成经济上无谓的浪费和损失，工作和生活造成很大不便。

用高压冲击法测试电缆故障，一般我们想要冲击能量尽可能大些，这样有以下好处：1、冲击能量越大，相对来说电缆故障点越容易击穿放电，而且放电时间越长；2、冲击能量越大，故障点声音越洪亮，定点时也非常容易，成功率高。故障点放电能量为：(C*U²)/2，其中，C为冲击电容容量，U为冲击电容目前所加电压，从此公式我们可以看出，提高冲击能量有两个相关参数，一是冲击电容电压，一个是冲击电容容量，但是，由于电缆的电压等级及绝缘状况，在冲击电压超过电缆故障点残压，故障点已经闪络击穿情况下，从保护电缆角度，尽量不要无限制的提高冲击电压。且目前国内电缆故障使用冲击电容基本为单档电容。只有在最高电压时，才能达到满冲击能量。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能控制一体式电缆故障定位装置，能够针对不同故障类型选取相应的测试方法及接线，提高测试效率。

本实用新型采用以下技术方案：

一种智能控制一体式电缆故障定位装置，包括箱体，所述箱体上部设置有控制层，所述箱体下部设置有高压层，所述高压层内设置有多档直流高压发生器、冲击电容器组以及用于对故障电缆的电压、电流及多次脉冲信号进行测试的取样单元，所述多档直流高压发生器经过所述冲击电容器组与所述取样单元连接，所述控制层内设置有智能控制单元，所述智能控制单元分别与所述多档直流高压发生器、冲击电容器组和取样单元连接，用于控制所述装置对电缆进行故障定位检测。

进一步的，所述冲击电容器组与所述取样单元之间设置有电控高压打火球隙，所述电控高压打火球隙设置在所述高压层内，与所述智能控制单元连接。

进一步的，所述高压层上还设置有用于进行测试模式变换的电控测试方式高压转换装置，所述智能控制单元经过所述电控测试方式高压转换装置与所述取样单元连接。

进一步的，所述智能控制单元上设置有信号接口，所述取样单元与所述信号接口连接。

进一步的，所述取样单元包括分别设置在所述高压层内的多次脉冲/稳弧组件、电流取样组件和电压取样组件。

进一步的，所述控制层与所述高压层之间还设置有中间层，所述中间层内设置有电控停止放点球隙，所述智能控制单元经过所述电控停止放点球隙与所述冲击电容器组连接，用于停止时所述冲击电容器组剩余电荷放电。

进一步的，所述冲击电容器组内设置有多个电容器，所述智能控制单元经过电控高压电容串并联高压转换装置与所述冲击电容器组连接，所述电控高压电容串并联高压转换装置设置在所述高压层上，用于控制所述冲击电容器组内电容器的串并联连接方式。

进一步的，所述电容器包括2、4或8个。

进一步的，所述箱体侧面板为可拆卸式。

进一步的，沿所述箱体上部一侧设置有把手，用于推拉所述装置，所述箱体下部两侧对应设置有轮子。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型一种智能控制一体式电缆故障定位装置，箱体分上部控制层和下部高压层，有效防止高压电对控制系统的干扰，高压层内分别设置多档直流高压发生器、冲击电容器组和取样单元，取样单元用于对故障电缆的电压、电流及多次脉冲信号进行测试，控制层内设置智能控制单元，由智能控制单元分别控制高压层内设备的工作，测试时只需针对不同故障类型选取相应的测试方法及接线方式即可，缩短现场接线时间，有效提高测试效率，极大减轻现场工作人员工作量，使用简单，安全可靠。

进一步的，通过设置的电控测试方式高压转换装置能够实现对不同采样方式的切换，实现自动化，无需手动进行高压接线的拆除、连接，安全可靠，效率提升。

进一步的，取样单元包括多次脉冲/稳弧组件、电流取样组件和电压取样组件，分别对电压、电流及多次脉冲信号进行取样，可满足各种不同类型电缆故障的测试需求。

进一步的，冲击电容器组内设置有多个电容器，电缆故障测试现场只需高压同轴电缆连接被测试故障电缆，接线简单，只需稍加培训，使用人员就可熟练掌握。

进一步的，在控制层和高压层之间设置中间层，中间层内设置电控停止放点球隙，通过智能控制单元控制冲击电容器组的短接泄放剩余电荷，整个连接安全可靠，控制准确。

进一步的，电容串并联分档，输出低电压时也能提供更大的冲击能量，低电压时冲击能量是单档电容的数倍，电缆故障点更容易击穿，精确定点时声音洪亮，定位电缆故障成功率高。被测试电缆绝缘也不会由于故障定位造成二次损伤。

综上所示，本实用新型各种测试方式、高压电容串并联通过内部弱电控制多组高电压转换装置实现转换连接，实现一体化、智能控制及电容串并联分档，带来电力电缆故障定位效率的提升，高、低压设备连接，电容串并联切换，球隙打火及停止高压放电均为电控完成，现场连线最大程度的进行了简化，安全有了可靠的保证。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本实用新型故障定位装置左侧视图；

图2为本实用新型故障定位装置右侧视图；

图3为本实用新型测试电路示意图；

图4为本实用新型冲击电容器组高压连接示意图。

其中：1.多档直流高压发生器；2.冲击电容器组；3.电控高压打火球隙；4.电控停止放电球隙；5.电控测试方式高压转换装置；6.电控高压电容串并联高压转换装置；7.多次脉冲/稳弧组件；8.电流取样组件；9.电压取样组件；10.信号接口；11.智能控制单元；12.第一高压连接点；13.第二高压连接点；14.第三高压连接点；15.第四高压连接点；16.第五高压连接点；17.第六高压连接点；18.第七高压连接点；19.电流取样信号接口；20.多次脉冲信号接口；21.电压取样信号接口；22.大电流接地；23.信号及小电流接地。

【具体实施方式】

本实用新型一种智能控制一体式电缆故障定位装置，将多档专用直流高压发生器、冲击电容器组、高压打火球隙、高压放电球隙、各种测试方式的信号处理单元等全部集成，现场使用只需进行电源线、高压测试电缆的连接，不用进行手动分立设备接线，依靠其内部一套多组高电压转换装置来进行各种连线方式的切换。通过弱电来控制高电压转换装置的切换。而且，用智能控制实现球隙打火，高压放电的自动完成，保证了操作人员的安全。

请参阅图1和图2所示，本实用新型提供了一种智能控制一体式电缆故障定位装置，包括箱体，装置内部具体包括：多档直流高压发生器1、冲击电容器组2、电控高压打火球隙3、电控停止放电球隙4、电控测试方式高压转换装置5、电控高压电容串并联高压转换装置6、多次脉冲/稳弧组件7、电流取样组件8、电压取样组件9、信号接口10、智能控制单元11。

所述箱体上部设置有控制层，所述箱体下部设置有高压层，所述高压层内设置有多档直流高压发生器1、冲击电容器组2以及用于对电缆的电压、电流及多次脉冲信号进行测试的取样单元，所述多档直流高压发生器1经过所述冲击电容器组2与所述取样单元连接，所述控制层内设置有智能控制单元11，所述智能控制单元11分别与所述多档直流高压发生器1、冲击电容器组2和取样单元连接，用于控制所述装置对电缆进行故障定位检测。

其中，控制层与所述高压层之间还设置有中间层，所述中间层内设置有电控停止放点球隙4，所述智能控制单元11经过所述电控停止放点球隙4与所述冲击电容器组2连接，用于短接所述冲击电容器组2。冲击电容器组2与所述取样单元之间设置有电控高压打火球隙3，所述电控高压打火球隙3设置在所述高压层内，与所述智能控制单元11连接。

高压层上还设置有用于进行测试模式变换的电控测试方式高压转换装置5，所述智能控制单元11经过所述电控测试方式高压转换装置5分别与取样单元连接。

取样单元设置在高压层内，具体包括多次脉冲/稳弧组件7、电流取样组件8和电压取样组件9，所述多次脉冲/稳弧组件7、电流取样组件8和电压取样组件9上分别与设置在所述智能控制单元11上的信号接口10连接。

冲击电容器组2内设置有多个电容器，所述智能控制单元11经过电控高压电容串并联高压转换装置6与所述冲击电容器组2连接，所述电控高压电容串并联高压转换装置6设置在所述高压层上，用于控制所述冲击电容器组2内电容器的串并联连接方式。

优选的，电容器包括2、4或8个。

优选的，箱体为侧面板可拆卸式，便于各个部件拆卸安装，沿所述箱体上部一侧设置有把手，用于方便推拉所述装置，所述箱体下部两侧对应设置有轮子，用于整个装置移动。

本实用新型一种智能控制一体式电缆故障定位装置的工作原理如下：

智能控制单元11通过控制多档直流高压发生器1的低压部分，来控制多档直流高压发生器1的通、断；智能控制单元11还通过控制电机、和电磁机构来控制2个多组开关，打火，放电等高压操作。

智能控制单元11通过控制多档直流高压发生器1的低压部分进行高压的启动、停止、高压电容充电；智能控制单元11通过控制电控高压打火球隙3进行高压打火及打火时间间隔控制；智能控制单元11通过控制停止放电球隙4进行高压停止后，高压电容及电缆安全放电；智能控制单元11通过控制电控测试方式高压转换装置5控制测试方式高压转换；智能控制单元11通过控制电控高压电容串并联高压转换装置6控制高压电容串并联高压转换；智能控制单元11通过控制信号接口10进行测试信号方式转换；机箱背面有高压同轴电缆连接外部测试电缆；

请参阅图3所示，测试方式高压连接具体如下：

多次脉冲/稳弧方式：第二高压连接点13和第四高压连接点15短接，第五高压连接点16和第七高压连接点18短接，其余高压连接点不予短接。

电流取样方式：第二高压连接点13和第七高压连接点18短接；其余高压连接点不予短接。

电压取样方式：第二高压连接点13和第三高压连接点14短接，第六高压连接点17和第七高压连接点18短接，其余高压连接点不予短接。

直流多次脉冲/稳弧方式：第一高压连接点12和第四高压连接点15短接，第五高压连接点16和第七高压连接点18短接，其余高压连接点不予短接。

直流电流取样方式：第一高压连接点12和第七高压连接点18短接，其余高压连接点不予短接。

第七高压连接点18连接设备输出同轴电缆芯线，大电流接地22和信号及小电流接地23连接设备输出的同轴电缆屏蔽层。

电流取样信号接口19用于对冲击电容器组2进行电流取样，多次脉冲信号接口20用于取样多次脉冲/稳弧组件7的多次脉冲信号，电压取样信号接口21用于对电压取样组件9进行取样。

请参阅图4所示，电缆故障定位装置的冲击电容分档。冲击电容为多档电容，内置多个电容串并联，而且为通过弱电来控制多组高电压转换装置的切换来自动完成。这样就可达到：相同电压下，冲击电容容量越大，冲击能量也越大。冲击电容器组高压连接如下：

32KV方式:电容器组接点YDR2-YDR3短接；其余电容器组接点不予短接。

16KV方式:电容器组接点YDR1-YDR3短接；电容器组接点YDR2-YDR4短接，其余电容器组接点不予短接。

本实用新型具有如下特点：

可实现多种电缆故障测试方式的高、低压电动控制连接：多次脉冲/稳弧方式；电流取样方式；电压取样方式；直流多次脉冲/稳弧方式；直流电流取样方式等。

每个冲击电容器组内部可包含2、4、8或多个电容器，通过串并联，低电压也能达到冲击电容满能量输出。

电缆故障定位装置的一体化、智能化控制。用智能控制器将各个可控制组件连接，并进行自动化控制。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于：包括箱体，所述箱体上部设置有控制层，所述箱体下部设置有高压层，所述高压层内设置有多档直流高压发生器(1)、冲击电容器组(2)以及用于对故障电缆的电压、电流及多次脉冲信号进行测试的取样单元，所述多档直流高压发生器(1)经过所述冲击电容器组(2)与所述取样单元连接，所述控制层内设置有智能控制单元(11)，所述智能控制单元(11)分别与所述多档直流高压发生器(1)、冲击电容器组(2)和取样单元连接，用于控制所述装置对电缆进行故障定位检测。

2.根据权利要求1所述的一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于：所述冲击电容器组(2)与所述取样单元之间设置有电控高压打火球隙(3)，所述电控高压打火球隙(3)设置在所述高压层内，与所述智能控制单元(11)连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于：所述高压层上还设置有用于进行测试模式变换的电控测试方式高压转换装置(5)，所述智能控制单元(11)经过所述电控测试方式高压转换装置(5)与所述取样单元连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于：所述智能控制单元(11)上设置有信号接口(10)，所述取样单元与所述信号接口(10)连接。

5.根据权利要求3所述的一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于，所述取样单元包括分别设置在所述高压层内的多次脉冲/稳弧组件(7)、电流取样组件(8)和电压取样组件(9)。

6.根据权利要求1所述的一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于：所述控制层与所述高压层之间还设置有中间层，所述中间层内设置有电控停止放点球隙(4)，所述智能控制单元(11)经过所述电控停止放点球隙(4)与所述冲击电容器组(2)连接，用于停止时所述冲击电容器组(2)剩余电荷放电。

7.根据权利要求1所述的一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于：所述冲击电容器组(2)内设置有多个电容器，所述智能控制单元(11)经过电控高压电容串并联高压转换装置(6)与所述冲击电容器组(2)连接，所述电控高压电容串并联高压转换装置(6)设置在所述高压层上，用于控制所述冲击电容器组(2)内电容器的串并联连接方式。

8.根据权利要求7所述的一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于：所述电容器包括2、4或8个。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于：所述箱体侧面板为可拆卸式。

10.根据权利要求9所述的一种智能控制一体式电缆故障定位装置，其特征在于：沿所述箱体上部一侧设置有把手，用于推拉所述装置，所述箱体下部两侧对应设置有轮子。