CN208421128U - 一种新型电缆故障定点仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型电缆故障定点仪，其采用单体结构的声磁传感器组件能够可靠简洁的采集同一位置的声磁信号，使得整个故障点检测过程高效便捷，有助于供电公司、用电单位快速恢复供电。本实用新型包含测试主机和与测试主机电连接的声磁传感器组件；所述测试主机包含测试主板、与测试主板电气连接的人机交互组件、监听耳机和锂电池；所述测试主板上设置有数字增益控制放大电路单元、数字控制带通滤波单元、A/D数模转换单元、ARM控制器、人机交互控制器和电源管理单元；声磁传感器组件所采集到的同一位置上的电缆故障放电的电磁波和声波，经放大、滤波和A/D转换成数字信号；所述声磁传感器组件采用单体组合结构。

Description

一种新型电缆故障定点仪

技术领域

本实用新型涉及一种电缆故障定点仪，具体用于检测故障电缆的位置。

背景技术

电缆故障放电时，由于放电脉冲会在电缆中引起剧烈的电流大小和方向的变化，在电缆路径周围会辐射电磁波。同时在故障点会产生震动的声波，并向四周传播。目前用户使用电缆故障的定点仪要么只检测声波大小，要么既检测声波也检测电磁波，但只检测声波和电磁波的大小和时间差，也就是现在供电局常用的声磁同步数字定点仪。

但是现有技术中，既检测声波也检测电磁波的定点仪需要在测试现场的布置上多达2个以上，甚至有5个传感器，通过不同位置上的传感器测试信息测试和比较来获得幅值、方位等信息的值，现场操作过于繁琐。

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，提供一种新型电缆故障定点仪，其采用单体结构的声磁传感器组件能够可靠简洁的采集同一位置的声磁信号，使得整个故障点检测过程高效便捷，有助于供电公司、用电单位快速恢复供电。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种新型电缆故障定点仪，包含测试主机和与测试主机电连接的声磁传感器组件；所述测试主机包含测试主板、与测试主板电气连接的人机交互组件、监听耳机和锂电池；所述人机交互组件包含LCD显示屏和薄膜按键；

所述测试主板上设置有数字增益控制放大电路单元、数字控制带通滤波单元、A/D数模转换单元、ARM控制器、人机交互控制器和电源管理单元；声磁传感器组件所采集到的同一位置上的电缆故障放电的电磁波和声波，经放大、滤波和A/D转换成数字信号；本实用新型的人机交互控制器是为人机交互组件的LCD显示屏和按键提供电路驱动支持，关于LCD显示屏和按键电路可以采用现有技术的电路模块，本实用新型不再赘述细节；关于电源管理模块就是锂电池供电的充放电管理，依然可以采用现有技术的电路模块，本实用新型不再赘述。

所述声磁传感器组件采用单体组合结构，所述单体组合结构包含传感器壳体，传感器壳体的一端的外部安装尼龙材料构件，电磁信号接收线圈安装在尼龙材料构件的环形沟槽中，尼龙材料构件经连接件与声磁传感器壳体连接，连接件与声磁传感器壳体的内壁中间夹有声阻尼材料垫，连接件伸入传感器壳体内部的端部与压电陶瓷焊接。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述ARM控制器为STM32F407VGT6；所述LCD显示屏的分辨率为480×320dpi，LCD显示屏的尺寸为3.5寸；所述LCD显示屏的显示界面以纯黑色做背景，测试信息为彩色显示；LCD显示屏中显示电缆故障点的前、后、左、右、深、浅信息；前后左右用箭头显示，深浅用数字显示。本具体实施方式的显示效果更好，有助于户外环境的可靠识别；位置信息的显示更加直观。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述人机交互组件还包含电路板，在电路板上设置由迷宫电路与薄膜按键构成的仪器键盘，电路板上镶套所述LCD显示屏。本具体实施方式的结构整个人机交互组件的防水和密封效果更好。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述电路板上采用沉金工艺布置了9个迷宫电路；所述薄膜按键包含有开机按键、关机按键、哑音模式按键、定点模式按键、路径模式按键、滤波模式按键。

作为本实用新型的一种优选实施方式：声磁传感器组件中的差分放大器将声、磁传感器的信号放大后接入测试主板，测试主板将声信号经声磁控制开关后接入声通道的数字增益控制放大电路单元(4-2)，再经过声通道的可调节预设的数字控制带通滤波单元(4-3)后接入双通道同步A/D数模转化单元(4-7)，转换后的数字信号接入ARM控制器(4-6)进行分析；

测试主板将磁信号接入磁通道的数字增益控制放大电路单元(4-8)，再经过磁通道的数字控制带通滤波单元(4-9)后接入双通道同步A/D数模转化单元(4-7)，转换后的数字信号接入ARM控制器4-6进行分析；

所述声磁控制开关与ARM控制器电连接；所述测试主板还包含用于连接监听耳机的监听耳机接口，监听耳机接口与声通道的数字控制带通滤波单元的输出端通过电路连接，监听耳机接口与声通道的数字控制带通滤波单元的电路上设置有放大电路。本具体实施方式让声信号(声信号的传输处理路径简称声通道，磁信号的传输处理路径简称磁通道)和磁信号进行可靠的放大滤波和最终的数模转化和信息处理，有助于数据的高速处理和高质量处理的实现。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述人机交互控制器包含显示驱动电路和按键电路。

作为本实用新型的一种优选实施方式：声通道和磁通道的增益调整幅度从5DB到100DB分10级可调；数字控制带通滤波单元(4-3，4-9)采用八阶、低通、椭圆函数、开关电容数字滤波器MAX293；所述滤波器MAX293设计有三个滤波频带，三个滤波频率分别是低通100-300HZ，带通300-1.5HZ，全通100-5KHZ；所述A/D数模转换单元包括电平转换以及A/D采样电路；所述ARM控制器STM32F407VGT6有3路12位ADC，采样速率达到2.4MSPS，所采集的模拟量变化范围是0-3.3V信号。

作为本实用新型的一种优选实施方式：所述声磁传感器组件采集电缆故障点的声磁信号的相位、时域和幅度关系；所述声磁传感器组件的传感器壳体远离尼龙材料构件一端连接有悬挂杆，悬挂杆的端部设置一字型的把手；所述传感器壳体远离尼龙材料构件的一端还设置有穿线孔，穿线孔上穿设用于电连接传感器组件和测试主机的导线。

作为本实用新型的一种优选实施方式：包含10种现场测试模式；所述10种现场测试模式包含声磁同步定点模式、静音声磁同步定点模式、智能声磁同步定点模式、有源跨步定点模式、闪络跨步定点模式、有源路经测试模式、闪络路径测试模式、哑音控制模式、滤波控制模式、监听耳机音量控制模式；

其中声磁同步定点模式实现声、磁信号的强度测试，声磁信号的时间差测试，在LCD屏上以柱状图的形式显示声信号强度，以仿模拟指针表的形式显示磁信号强度，当柱状图的声信号和指针表的磁信号回落时，将最大信号的刻度线保留到下一次信号的刷新；

所述静音声磁同步定点模式实现声磁同步定点模式的同时，还通过声磁控制开关对声通道进行控制；

所述智能声磁同步定点模式实现静音声磁同步定点模式的同时，还对测试人员移动声磁传感器组件时的方向进行指示，明示测试人员移动的方向；

所述有源跨步定点模式是以路径信号发生器作为信号源，使用测试地钎，查找低压电缆故障和开放型高压电缆故障；

所述闪络跨步定点模式是在对电缆进行闪络放电时，使用测试地钎，查找低压电缆故障和开放型高压电缆故障；

所述有源路经测试模式是以路径信号发生器作为信号源，使用声磁传感器组件，在测试人员沿电缆的大致路径移动时，通过检测到施加在电缆上的信号所辐射出电磁信号的强度和相位信息，以模拟指针转动的幅度指示信号强度，以左右箭头指出电缆在测试人员的左右方向位置，帮助测试人员查找电缆路径；

所述闪络路径测试模式是在对电缆进行闪络故障检测的时候，使用声磁传感器组件，在测试人员沿电缆的大致路径移动时，以模拟指针转动的幅度指示信号强度，以左右箭头指出电缆在测试人员的左右方向位置，帮助测试人员查找电缆路径；

所述哑音控制模式，在电缆故障查找时，移动声磁传感器组件时按下哑音模式按键，可以关掉和开启声音通道。

本实用新型有益效果是：

本实用新型公开的一种新型电缆故障定点仪，包含测试主机和与测试主机电连接的声磁传感器组件；所述测试主机包含测试主板、与测试主板电气连接的人机交互组件、监听耳机和锂电池；所述人机交互组件包含LCD显示屏和薄膜按键；测试主机用于信号处理计算，声磁传感器组件用于声磁信号的同时采集；结构简单，使用便捷高效；

本实用新型的所述测试主板上设置有数字增益控制放大电路单元、数字控制带通滤波单元、A/D数模转换单元、ARM控制器、人机交互控制器和电源管理单元；声磁传感器组件所采集到的同一位置上的电缆故障放电的电磁波和声波，经放大、滤波和A/D转换成数字信号；本实用新型的采集信号被可靠的放大、滤波和数模转换，最终被ARM控制器处理后通过人机交互组件的LCD显示屏显示。

本实用新型的声磁传感器组件采用单体组合结构，所述单体组合结构包含传感器壳体，传感器壳体的一端的外部安装尼龙材料构件，电磁信号接收线圈安装在尼龙材料构件的环形沟槽中，尼龙材料构件经连接件与声磁传感器壳体连接，连接件与声磁传感器壳体的内壁中间夹有声阻尼材料垫，连接件伸入传感器壳体内部的端部与压电陶瓷焊接。本实用新型的声磁传感器组件的结构紧凑，单体组合结构，能够可靠采集同一空间位置的声磁信号；尼龙材料构件还兼作压电陶瓷与声音源(故障放电声)的震动传递媒介，电磁信号接收线圈和压电陶瓷接收到的故障点放电产生的电磁信号和声信号经前置高阻输入差分放大器传输给测试主机。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施方式的结构框图；

图2为本实用新型的人机交互组件的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本实用新型的声磁传感器组件的一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型的测试主板的一种具体实施方式的电路原理图。

附图标记说明：

1：人机交互组件，2：声磁传感器组件，3：测试主板，4：监听耳机，5：锂电池；2-1：薄膜按键，2-2：LCD显示屏，2-3：电路板，2-4：迷宫电路，2-5：开机按键，2-6：哑音模式按键，2-7：定点模式按键，2-8：路径模式按键，2-9：滤波模式按键；3-1：传感器壳体，3-2：差分放大器，3-3：压电陶瓷，3-4：连接件，3-5：声阻尼材料垫，3-6：尼龙材料构件，3-7：电磁信号接收线圈；4-1：声磁控制开关，4-2：数字增益控制放大电路单元，4-3：数字控制带通滤波单元，4-4：放大电路，4-5：监听耳机接口，4-6：ARM控制器，4-7：A/D数模转换单元，4-8：数字增益控制放大电路单元，4-9：数字控制带通滤波单元。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

如图1～4所示，其示出了本实用新型的具体实施方式，如图所示，本实用新型本实用新型公开的一种新型电缆故障定点仪，包括了人机交互组件1(以下简称LCD+KEY组件；LCD指该组件包含的LCD屏幕，KEY指该组件包含的按键)，声磁传感器组件2，测试主板3，监听耳机4和锂电池5。

本实用新型利用声磁传感器组件2所采集到的同一位置上的电缆故障放电的电磁波和声波，经放大、滤波和高速A/D转换成数字信号，借助于高性能的信息处理芯片STM32F407VGT6(嵌入式)处理，不仅仅解析出同一测试点上声、磁信号在幅度上、相位上、时域上的信息及其关联性，还对相邻两个测试点上所测得的声、磁信号的关联性进行处理，并通过液晶(LCD)显示屏，以数字、指针、图形、色彩、柱状图等方式呈现出来，明确给出故障点准确位置(前、后、左、右、深、浅)信息，使得以往枯燥、困难重重的电缆故障变得轻松、愉快、高效。

具体的，本实用新型公开的一种新型电缆故障定点仪，是包含测试主机和监听耳机的电缆故障定点仪，利用多传感器数据融合技术，实现了在各种环境下可以准确显示故障点准确位置(前、后、左、右、深、浅)信息。

现有公开的的声、磁传感器信息处理技术是建立在多个传感器测试的基础上的，在测试现场的布置上就多达2个以上，甚至有5个传感器，通过不同位置上的传感器测试信息测试和比较来获得幅值、方位等信息的值，现场操作过于繁琐。现有技术中，也有一些公开技术只是能够显示声磁信号的幅度和时间差，不能给出相位值，也就不能给出故障点的方位信息；在路径测试时也只能显示电缆上辐射出来的信号的幅值，不能给出测试人员相对电缆路径的方位信息。而本实用新型公开的一种新型电缆故障定点仪基于单体组合声磁传感器组件的设计，再辅助以声磁传感器数据融合技术，可以在故障点定位时，显示故障点准确位置(用前、后箭头表示故障点的方位，用数字表示电缆故障点的埋深)信息。在路经测试时，显示电缆辐射信号的强度以及测试人员相对于地下埋设电缆的方位信息(用左、右箭头)。

如图3所示，本实用新型公开的一种新型电缆故障定点仪的声磁传感器组件2采用单体组合设计，将声磁传感器组件设计成一个组合传感器，将声磁传感器至于一个壳体内，保证了本实用新型中测试主机所收集和处理的故障点放电时的声磁信号是同一个空间位置上的，且有确定的相位、时域、幅度关系，保证了分析结果的准确性、和可靠性。

如图1所示：本实用新型公开的一种新型电缆故障定点仪的测试主机包括了测试主板3、LCD+KEY组件1、锂电池5和壳体。测试主板3处理声磁传感器组件2接收到的声磁信号，LCD+KEY组件1是测试主机的人机交换接口。通过触摸LCD+KEY组件的键盘就可以轻松实现多种测试模式的切换(如图2所示)，并以丰富而又简洁界面呈现测试状态、测试信息、测试结果。锂电池供给测试主机电源。

如图1和图4所示：所述测试主板上设计有：数字增益控制放大电路单元(4-2，4-8)、数字控制带通滤波单元(4-3，4-9)、A/D数模转换单元4-7、AI(智能)控制单元(ARM控制器4-6)、LCD+KEY控制器(人机交互控制器4-10)和电源管理单元。

如图2所示：所述LCD+KEY组件1采用整体设计，在电路板2-3上设计了迷宫电路2-4与薄膜按键2-1构成了本实用新型的定点仪的仪器键盘，电路板上又镶套LCD显示屏2-2，构成了LCD+KEY组件(人机交互组件1)，采用防尘、防雨的键盘和显示屏，适用于复杂环境。

综上所述，本实用新型公开的一种新型电缆故障定点仪，利用声磁传感器组件2接收电缆故障放电时的电磁波和声波，经测试主机进行声、磁信息融合处理，全面解析出了测试点的声磁强度、声磁时间差以及测试点与故障点的位置(前、后、左、右、深、浅)信息。并以丰富而又简洁显示界面将测试状态、测试信息、测试结果呈现给用户，极大地丰富了用户现场测试体验，使得现场测试更加高效、快速。为供电公司、用电单位快速恢复供电提供了可靠、有力的保证。

本实用新型根据现有技术的缺陷针对性的进行检测分析，在电缆的上方高低不同、左右两侧距离不同，电磁波的幅度、相位都会产生明显的变化。而距离故障点的不同位置上的声信号同样具有幅度的明显变化，结合放电时声信号与电磁信号的时间差，本实用新型通过声磁传感器组件接收声磁信号，经测试主机进行处理，并将声、磁信号的相位信息、强度信息、时差信息进行融合处理，全面解析出了测试点的声磁强度、声磁时间差以及测试点与故障点的位置(方位)信息如：前、后、左、右、深、浅。本实用新型在设计中还设置了多达12种测试模式和3种滤波频率范围，用以适应于不同的测试方式和使用环境，这就比目前使用的电缆故障定点仪从技术上大大地前进了一步。通过现场测试，极大地丰富用户现场测试体验，使得现场测试更加高效、快速，为供电公司、用电单位快速恢复供电提供了可靠、有力的保证。

本实用新型是为了解决电缆故障查找时费时费力、甚至测试失败而提出的。其利用声磁传感器组件2接收电缆故障放电时的电磁波和声波，经测试主机进行声、磁信息融合处理，全面解析出了测试点的声磁强度、声磁时间差以及测试点与故障点的位置信息如：前、后、左、右、深、浅。并以丰富而又简洁显示界面将测试状态、测试信息、测试结果呈现给用户，极大地丰富了用户现场测试体验，使得现场测试更加高效、快速。为供电公司、用电单位快速恢复供电提供了可靠、有力的保证。

如图所示：本实用新型包括了LCD+KEY组件1，声磁传感器组件2，测试主板3，监听耳机4，锂电池5。所述的LCD+KEY组件1、声磁传感器组件2、监听耳机4、锂电池5与测试主板电气相连。

如图2所示，LCD+KEY组件1采用整体设计，在高强度电路板2-3上采用沉金工艺布置了9个迷宫电路2-4，与薄膜按键2-1构成操作键盘。在电路板2-3上又镶套LCD显示屏2-2，构成了LCD+KEY组件1，构成了防尘、防雨键盘和显示器，适用于复杂环境；LCD显示屏2-2采用高对比度、高分辨率(480*320)3.5寸显示器，在软件设计时以纯黑色做背景，高亮、多色显示其它测试信息，即使在户外日光下也能清晰观测使用。

如图3所示，本实用新型的声磁传感器组件2采用单体组合设计，保证了本实用新型中测试主机所收集和处理的故障点放电时的声磁信号是同一个空间位置上的，且有确定的相位、时域、幅度关系，保证了分析结果的准确性、和可靠性。结构设计中电磁信号接收线圈3-7安装在尼龙材料构件3-6的环形沟槽中，尼龙构件3-6经连接件3-4与声磁传感器壳体3-1连接，中间夹有声阻尼材料垫3-5，连接件3-4与压电陶瓷3-3焊接，在这个设计中尼龙材料构件(3-6)还兼作压电陶瓷(3-3)与声音源(故障放电声)的震动传递媒介，电磁信号接收线圈3-7和压电陶瓷3-3接收到的故障点放电产生的电磁信号和声信号经前置高阻输入差分放大器3-2传输给测试主机。

如图4所示，本实用新型的测试主板3中设计有声磁控制开关4-1、数字增益控制放大电路单元(4-2，4-8)、数字控制带通滤波单元(4-3、4-9)、A/D数模转换单元4-7、ARM控制器4-6、人机交互控制器4-10和监听耳机接口4-5。声磁控制开关4-1的作用是在不同模式工作切换时切断声通道信号或接通声通道信号，如静音声磁同步测试或者智能声磁同步测试时，只有在接收到磁信号时(达到一定强度时)才开启(接通)声通道信号几十毫秒，以这种方式来屏蔽环境噪声的干扰；通过点击静音开关(如图2所示的哑音模式按键2-6)也能关断声通道信号，当测试人员在移动声磁传感器组件2时，关断声信号通道，避免刺耳的噪声伤害到测试人员。数字增益控制放大电路单元(4-2，4-8)是采用数字增益控制放大器的设计，可以精确控制声磁通道信号的强度，来满足不同测试现场的需要。每个通道的增益调整幅度从5DB到100DB分10级可调。数字控制带通滤波单元(4-3，4-9)采用八阶、低通、椭圆函数、开关电容数字滤波器MAX293设计，用主控器来控制，键盘操作，可以实现不同带宽滤波。由于电缆埋设的条件不同，如沟道电缆敷设、软土下敷设、硬质地面下敷设，就会造成故障点放电时的振动波转导到地面时的频率差异很大，因此本实用新型采用数字控制带通滤波单元(器)MAX293，设计有三个滤波频带，以适应不同的测试条件，三个滤波频率分别是低通100-300HZ，带通300-1.5HZ，全通100-5KHZ。A/D数模转换单元4-7包括电平转换以及A/D采样电路。由于本实用新型中采用的主控芯片STM32F407VGT6有3路12位ADC，采样速率达到2.4MSPS，可满足本实用新型中信号处理的需要，所采集的模拟量变化范围是0-3.3V信号，因此本实用新型在声、磁两个通道的信号进入A/D接口前设计有电平转换电路。ARM控制器4-6选用基于ARM Cortex-M4内核的微控制器STM32F4Cortex-M4处理器，该处理器是由ARM专门开发的最新嵌入式处理器，适应于控制和信号处理功能混合的情况。Cortex-M4是一种面向数字信号处理(DSC)和高级微控制器(MCU)应用的高效方案，具有高效率的信号处理能力，同时还有低功耗、低成本、简单易用等特点。本实用新型的设计需要处理声磁信号的强度、频率、相位等信息，又要控制分辨率达480*320的LCD显示屏，以多种表现形式来显示声磁信号的相关性，这就要求主控器能够有更大SRAM容量、更高的性能和更快速的外设接口，本实用新型根据实际需要选择了STM32F4系列基于最新的ARMCortex-M4内核芯片STM32F407VGT6。本实用新型的设计中有高分辨率LCD显示屏和人机交互使用的键盘，正好利用了控制器高性能、快速的外设接口构成了人机交互控制器4-10。

本实用新型中的设计电路工作原理如图3和图4所示：声磁传感器组件2中的前置高阻输入差分放大器3-2将声、磁传感器的信号放大后接入测试主板3，声信号经声磁控制开关4-1后接入声通道数字增益控制放大电路单元4-2，再经过声通道可调节预设的数字控制带通滤波单元4-3后接入双通道同步A/D数模转化单元4-7，转换后的数字信号接入ARM控制器4-6进行分析。磁信号接入磁通道数字增益控制放大电路单元(4-8)，再经过磁通道数字控制带通滤波单元(4-9)后接入双通道同步A/D数模转化单元4-7，转换后的数字信号接入ARM控制器4-6进行分析。其中声磁控制开关4-1受ARM控制器4-6控制，在不同的测试模式下通、断。

本实用新型还包含多达10种现场测试模式(声磁同步定点、静音声磁同步定点、智能声磁同步定点、有源跨步定点、闪络跨步定点、有源路经测试、闪络路径测试、哑音控制、滤波控制、监听耳机音量控制)。

其中声磁同步定点可以实现声、磁信号的强度测试，声磁信号的时间差(换算成故障距离，以*.**米形式显示)测试，而在屏幕上以柱状图的形式显示声信号强度，以仿模拟指针表的形式显示磁信号强度，当柱状图的声信号和指针表的磁信号回落时，将最大信号的刻度线保留到下一次信号的刷新，让测试人员对每一次的信号强度有更确切的了解；

静音声磁同步定点可以实现声磁同步定点测试功能的同时，还可以通过声磁控制开关4-1对声通道进行控制，也就是只有在接收到磁信号时(达到一定强度时)才开启(接通)声通道信号几十毫秒，以这种方式来屏蔽环境噪声的干扰，可以方便测试人员在噪声环境下进行有效测试；

智能声磁同步测试可以实现静音声磁同步定点测试功能的同时，还可以对测试人员移动声磁探头即声磁传感器组件2时的方向进行指示，明示测试人员移动的方向。

有源跨步定点测试是以路径信号发生器作为信号源，使用本实用新型的有源跨步电压定点测试功能，使用测试地钎，可以有效查找低压电缆故障和开放型高压电缆故障。

闪络跨步定点是在对电缆进行闪络放电时，使用本实用新型的闪络跨步电压定点测试功能，使用测试地钎，可以有效查找低压电缆故障和开放型高压电缆故障。

有源路经测试是以路径信号发生器作为信号源，使用本实用新型的有源路径测试功能，使用声磁探头即声磁传感器组件2，在测试人员沿电缆的大致路径移动时，本实用新型设计的电路会检测到施加在电缆上的信号所辐射出电磁信号的强度和相位信息，以模拟指针搬动的幅度指示信号强度，以左右箭头指出电缆在测试人员的左右方向位置，可以帮助测试人员快速查找电缆路径。而现有技术只能检测到信号的强度。

闪络路径测试是在对电缆进行闪络故障检测的时候，使用声磁探头即声磁传感器组件2，在测试人员沿电缆的大致路径移动时，本实用新型设计的电路会检测闪络放电沿电缆所辐射出电磁信号的强度和相位信息，以模拟指针转动的幅度指示信号强度，以左右箭头指出电缆在测试人员的左右方向位置，可以帮助测试人员快速查找电缆路径。而现有技术还没有在对电缆进行闪络放电时能够进行路径查找的技术。现场对电缆进行故障测试中，经常需要查找电缆路径，以往都是先撤掉闪络放电的那一套设备，然后接入路径信号发生器，用定点仪查找沿电缆的大致路径准确查找电缆路径。本实用新型的闪络路径测试这一技术极大地方便了电缆故障的查找工作，使得电缆路径的查找更加便捷、有效。

哑音控制，在电缆故障查找时，需要不断地移动测试探头，用耳机监听地下传上来的振动波，而移动探头会在耳机里听到刺耳的噪声，本实用新型设计有“哑音模式”按键，移动时点击按键，可以关掉和开启声音通道，保护耳机免受噪声困扰。

滤波控制，电缆埋设环境的不同，如软土层埋设、硬质路面下埋设、沟道埋设，会影响到传到地面声音频率，一般从地面传上来的声音信号频率低，而空气中的环境噪声频率高，本实用新型通过数字可控滤波带宽设计数字控制带通滤波单元(4-3、4-9)，既滤除了环境噪声，又有选择的放大了故障点传导到地面上的声波，使得测试更为有效。

监听耳机音量控制，本实用新型采用是采用数字增益控制放大器电路(4-2、4-8)，可以精确控制声磁通道信号的强度，来满足不同测试现场的需要。每个通道的增益调整幅度从5DB到100DB分10级可调。

本实用新型在首次公开了电缆故障定位时多种新的测试模式(如静音声磁同步测试、智能声磁同步测试、有源路经测试、闪络路径测试、有源跨步电压定点、闪络跨步定点等测试模式)，用一个测试仪器就可以代替以往测试中需要的多台仪器，只要轻触键盘就可以轻松实现多种测试模式的切换，并以丰富而又简洁显示界面将测试状态、测试信息、测试结果呈现给用户，的极大地丰富了用户现场测试体验，使得现场测试更加高效、快速。为供电公司、用电单位快速恢复供电提供了可靠、有力的保证。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种新型电缆故障定点仪，其特征在于：包含测试主机和与测试主机电连接的声磁传感器组件；所述测试主机包含测试主板、与测试主板电气连接的人机交互组件、监听耳机和锂电池；所述人机交互组件包含LCD显示屏和薄膜按键；

所述测试主板上设置有数字增益控制放大电路单元、数字控制带通滤波单元、A/D数模转换单元、ARM控制器、人机交互控制器和电源管理单元；声磁传感器组件所采集到的同一位置上的电缆故障放电的电磁波和声波，经放大、滤波和A/D转换成数字信号；

所述声磁传感器组件采用单体组合结构，所述单体组合结构包含传感器壳体，传感器壳体的一端的外部安装尼龙材料构件，电磁信号接收线圈安装在尼龙材料构件的环形沟槽中，尼龙材料构件经连接件与声磁传感器壳体连接，连接件与声磁传感器壳体的内壁中间夹有声阻尼材料垫，连接件伸入传感器壳体内部的端部与压电陶瓷焊接。

2.如权利要求1所述的一种新型电缆故障定点仪，其特征在于：所述ARM控制器为STM32F407VGT6；所述LCD显示屏的分辨率为480×320dpi，LCD显示屏的尺寸为3.5寸；所述LCD显示屏的显示界面以纯黑色做背景，测试信息为彩色显示；LCD显示屏中显示电缆故障点的前、后、左、右、深、浅信息；前后左右用箭头显示，深浅用数字显示。

3.如权利要求1所述的一种新型电缆故障定点仪，其特征在于：所述人机交互组件还包含电路板，在电路板上设置由迷宫电路与薄膜按键构成的仪器键盘，电路板上镶套所述LCD显示屏。

4.如权利要求3所述的一种新型电缆故障定点仪，其特征在于：所述电路板上采用沉金工艺布置了9个迷宫电路；所述薄膜按键包含有开机按键、关机按键、哑音模式按键、定点模式按键、路径模式按键、滤波模式按键。

5.如权利要求1所述的一种新型电缆故障定点仪，其特征在于：声磁传感器组件中的差分放大器将声、磁传感器的信号放大后接入测试主板，测试主板将声信号经声磁控制开关后接入声通道的数字增益控制放大电路单元(4-2)，再经过声通道的可调节预设的数字控制带通滤波单元(4-3)后接入双通道同步A/D数模转化单元(4-7)，转换后的数字信号接入ARM控制器(4-6)进行分析；

测试主板将磁信号接入磁通道的数字增益控制放大电路单元(4-8)，再经过磁通道的数字控制带通滤波单元(4-9)后接入双通道同步A/D数模转化单元(4-7)，转换后的数字信号接入ARM控制器4-6进行分析；

所述声磁控制开关与ARM控制器电连接；所述测试主板还包含用于连接监听耳机的监听耳机接口，监听耳机接口与声通道的数字控制带通滤波单元的输出端通过电路连接，监听耳机接口与声通道的数字控制带通滤波单元的电路上设置有放大电路。

6.如权利要求1所述的一种新型电缆故障定点仪，其特征在于：所述人机交互控制器包含显示驱动电路和按键电路。

7.如权利要求5所述的一种新型电缆故障定点仪，其特征在于：声通道和磁通道的增益调整幅度从5DB到100DB分10级可调；数字控制带通滤波单元(4-3，4-9)采用八阶、低通、椭圆函数、开关电容数字滤波器MAX293；所述滤波器MAX293设计有三个滤波频带，三个滤波频率分别是低通100-300HZ，带通300-1.5HZ，全通100-5KHZ；所述A/D数模转换单元包括电平转换以及A/D采样电路；所述ARM控制器STM32F407VGT6有3路12位ADC，采样速率达到2.4MSPS，所采集的模拟量变化范围是0-3.3V信号。

8.如权利要求1所述的一种新型电缆故障定点仪，其特征在于：所述声磁传感器组件采集电缆故障点的声磁信号的相位、时域和幅度关系；所述声磁传感器组件的传感器壳体远离尼龙材料构件一端连接有悬挂杆，悬挂杆的端部设置一字型的把手；所述传感器壳体远离尼龙材料构件的一端还设置有穿线孔，穿线孔上穿设用于电连接传感器组件和测试主机的导线。