CN215180604U - 一种设备故障缺陷适配装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种设备故障缺陷适配装置,包括输入连接器、过电压保护模块、耦合模块、并联接口模块、辅助电源、过电流保护模块、滤波模块和射频端口；所述并联接口模块包括四个并联端口；所述输入连接器用于连接外部的测试设备，所述过电压保护模块的输入连接器相连，过电压保护模块的输出端与耦合模块连接，所述耦合模块的输出端与并联接口模块中的第一个并联端口连接；所述过电流保护电路的输入端与辅助电源连接，过电流保护模块的输出端与滤波模块连接，所述滤波模块的输出端与并联接口模块的第二个并联端口连接。本实用新型能够在设备的临界点进行测试，提升诊断类装置的试验灵敏度，使得高精密的实验室设备更好的用于现场。

Description

一种设备故障缺陷适配装置

技术领域

本实用新型涉及电气设备的测试，特别是涉及一种设备故障缺陷适配装置。

背景技术

当前针对电气设备、新材料性能测试时都需要考虑介质损耗、绝缘缺陷等，但多数测试手段都有破坏性，且存在一个典型问题：易受干扰。

因此目前多数的绝缘、损耗测试装置都采取高度集成封装的设计，尽可能降低干扰问题，导致设备使用环境要求高，制造和保养维护费用高。

另一方面，一些设备对供电电源进行处理，降低纹波；同时采取变频等手段进行处理。这些手段取得了一定效果，但依旧不能解决破坏性问题。在一些诊断类的装置也存在一个典型问题：诊断类的测试设备试验输出电压低，不能达到临界击穿绝缘薄弱点或达到足以激发设备介质缺陷的电场，导致诊断类的装置试验灵敏度不够，噪声大，只能发现较明显的缺陷。

如果对标准的测试设备如网络阻抗分析仪进行功率和电压提升，技术难度非常大，成本很高，因此通过设计一种配套装置，使其与现有的测试设备结合，又不改变现有设备的技术规格完成设备缺陷的诊断，即可达到非常可观的实用经济价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设备故障缺陷适配装置，能够在设备的临界点或极化状态再接入标准测试设备或信号源进行测试，提升诊断类装置的试验灵敏度，并能够高精密的实验室设备更好的用于现场。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种设备故障缺陷适配装置，包括输入连接器、过电压保护模块、耦合模块、并联接口模块、辅助电源、过电流保护模块、滤波模块和射频端口；

所述并联接口模块包括四个并联端口；所述输入连接器用于连接外部的测试设备，所述过电压保护模块的输入连接器相连，过电压保护模块的输出端与耦合模块连接，所述耦合模块的输出端与并联接口模块中的第一个并联端口连接；所述过电流保护电路的输入端与辅助电源连接，过电流保护模块的输出端与滤波模块连接，所述滤波模块的输出端与并联接口模块的第二个并联端口连接；所述射频端口与并联接口模块的第三个并联端口连接；并联接口模块的第四个并联端口用于连接被测设备。

优选地，所述故障缺陷适配装置还包括电流指示模块，所述电流指示模块的输入端连接在辅助电源与滤波模块之间；

所述电流指示模块为LED强度指示或电流表。

优选地，所述故障缺陷适配装置还包括声波探测模块，所述声波探测模块的输入端连接在滤波模块与并联接口模块之间；

所述声波探测模块包括声波强度指示器或声谱探测仪。所述过电压保护模块为钳位二极管或稳压二极管，所述过电流保护模块为保险丝或MOS保护开关。

所述被测设备包括多个被测部件；

所述耦合模块包括多个与被测部件数目相同且一一对应的耦合单元，每一个耦合单元的输入端均连接输入连接器，每一个耦合单元的输出端与对应的被测部件连接；

所述辅助电源输出滤波模块包括多个与被测部件数目相同且一一对应的辅助电源输出滤波装置，每一个辅助电源输出滤波装置的输入端均与辅助电源连接，每一个辅助电源输出滤波装置的输出端均与对应的被测部件连接。

优选地，所述耦合单元包括电容、电感、空心线圈、耦合变压器和定向耦合器中一种或多种的组合；所述耦合变压器为升压变压器、降压变压器和同变比变压器中的一种。所述辅助电源为交流电源、直流电源或带偏置的交流电源。所述辅助电源输出滤波装置为串联电感或电感串联单向二极管。

所述输入连接器用于接入测试设备，输入连接器包括射频连接器、微波连接器或屏蔽抗干扰线缆插口；

接入的测试设备包括：频域测试分析类设备、时域测试分析类设备或时频域混合分析类设备；频域测试分析类设备至少包括网络阻抗分析仪、阻抗频谱测试仪、线性阻抗扫描装置、频域反射测量装置、介质谱测试仪、扫频仪、声谱仪、天线分析仪、带信号源的频谱仪中的一种；

时域测试分析类设备至少包括：电缆测试仪、时域反射仪、示波器、带信号源的采集装置、带信号源的示波器、带示波功能的万用表、独立信号源中的一种。

时频域混合分析类至少包括：带信号源的采集装置、带信号源的扫频装置、混合域示波器中的一种。

本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型给被测设备施加了辅助电源，使其能够预热、充电或达到一个稳定的极化或去极化电场，让被测设备内部的电荷或空穴电子形成了稳定的工作电压或工作电场作用下，一方面提升了热稳定性；另一方面将薄弱点更好的暴露出来，提升了抗干扰能力。

（2）本实用新型的适配装置既可与采集器、信号源组成一个独立的专用设备，又可以与现有的测试设备如网络阻抗分析仪VNA，阻抗频谱仪，介质响应测试仪，TDR时域反射仪，FDR频域反射仪，录波装置，扫频仪，带信号源的示波器等组成一个配套设备，提升如网络分析仪VNA现场干扰抑制能力和缺陷诊断水平。

（3）本实用新型能够提升现有设备试验输出电压，又不改变标准设备的技术规格。如网络分析仪，通常输出电压仅5V以内，现场应用效果很不好，只能实验室或干扰较少的场合使用。经过本专利的改进，这些设备可以用于现场。

（4）本实用新型的适配装置既可以完成一个设备，也可以完成一组设备测试，如三相电气设备，多芯电缆，架空线路，电缆终端头或中间接头，电容器，变压器，套管，避雷器，绝缘子，互感器，绝缘油或生物油，电池等。

附图说明

图1为本实用新型的装置原理示意图；

图2为本申请实施例中的测试原理示意图；

图3为本申请实施例中的测试结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种设备故障缺陷适配装置，包括输入连接器、过电压保护模块、耦合模块、并联接口模块、辅助电源、过电流保护模块、滤波模块和射频端口；

所述并联接口模块包括四个并联端口；所述输入连接器用于连接外部的测试设备，所述过电压保护模块的输入连接器相连，过电压保护模块的输出端与耦合模块连接，所述耦合模块的输出端与并联接口模块中的第一个并联端口连接；所述过电流保护电路的输入端与辅助电源连接，过电流保护模块的输出端与滤波模块连接，所述滤波模块的输出端与并联接口模块的第二个并联端口连接；所述射频端口与并联接口模块的第三个并联端口连接；并联接口模块的第四个并联端口用于连接被测设备。

在本申请的实施例中，所述故障缺陷适配装置还包括电流指示模块，所述电流指示模块的输入端连接在辅助电源与滤波模块之间；在上述实施例中，一个并联端口就是一个节点，不管多少个并联端口，通常都是指正端并联，负端接地，因此传输的数据是节点对地之间的信号。

所述电流指示模块为LED强度指示或电流表。

所述故障缺陷适配装置还包括声波探测模块，所述声波探测模块的输入端连接在滤波模块与并联接口模块之间；

所述声波探测模块包括声波强度指示器或声谱探测仪。所述过电压保护模块为钳位二极管或稳压二极管，所述过电流保护模块为保险丝或MOS保护开关。

所述被测设备包括多个被测部件；

所述耦合模块包括多个与被测部件数目相同且一一对应的耦合单元，每一个耦合单元的输入端均连接输入连接器，每一个耦合单元的输出端与对应的被测部件连接；

所述辅助电源输出滤波模块包括多个与被测部件数目相同且一一对应的辅助电源输出滤波装置，每一个辅助电源输出滤波装置的输入端均与辅助电源连接，每一个辅助电源输出滤波装置的输出端均与对应的被测部件连接。

在本申请的实施例中，所述耦合单元包括电容、电感、空心线圈、耦合变压器和定向耦合器中一种或多种的组合；所述耦合变压器为升压变压器、降压变压器和同变比变压器中的一种。所述辅助电源为交流电源、直流电源或带偏置的交流电源。所述辅助电源输出滤波装置为串联电感或电感串联单向二极管。

所述输入连接器用于接入测试设备，输入连接器包括射频连接器、微波连接器或屏蔽抗干扰线缆插口；

接入的测试设备包括：频域测试分析类设备、时域测试分析类设备或时频域混合分析类设备；频域测试分析类设备至少包括网络阻抗分析仪、阻抗频谱测试仪、线性阻抗扫描装置、频域反射测量装置、介质谱测试仪、扫频仪、声谱仪、天线分析仪、带信号源的频谱仪中的一种；

时域测试分析类设备至少包括：电缆测试仪、时域反射仪、示波器、带信号源的采集装置、带信号源的示波器、带示波功能的万用表、独立信号源中的一种。

时频域混合分析类至少包括：带信号源的采集装置、带信号源的扫频装置、混合域示波器中的一种。

本专利经过了长期的试验研究，对比了现有的多种设备缺陷诊断、试验技术的优势和缺点，提出了本专利的方案。本专利的优势非常明显，它对被测设备的破坏性小，不需要直接施加传统额定工作电压的水平；另一方面，它能有效解决一些实验室内的高精密设备（如VNA网络分析仪），或一些试验电压很低的现场频谱分析类的测试设备（网络分析仪或扫频仪或阻抗频谱仪）易受现场干扰的问题。

特别的，它解决了一些低压，高频(或宽频)现场测试设备对被测设备的薄弱点不能进行高灵敏度诊断的问题。

通过施加了辅助电源，将薄弱点暴露出来，从而为高频或宽频类的试验设备提供了更好的测试环境。

当然，通过辅助电源的作用，当辅助电源为直流或极低频信号时，还可以使得兼顾极低频和高频信号装置在应用时降低低频信号输出电压或时间，达到提高测试效率、降低成本的目的。

将高频类的信号源与辅助电源结合，还能降低对被测设备的极化时间，降低破坏性。比如极低频的极化装置可能产生0.001Hz-0.1Hz的扫频信号，持续的时间可达数小时，如果被测设备内部有含量较大的水分，则可能因电解产生氢氧化物从而留下故障隐患。通过本专利所述的方法，只需要较短时间的辅助电源，配合高频信号的测试，数秒钟到分钟就可以完成分析达到等同效果，而降低电解水沉淀氢氧化物或其他化合物资的风险。

下面结合具体的实施例来对本申请的方案作进一步说明：

实施例1：

如图2所示，设耦合单元为三个通道的电容，辅助电源为0.1Hz的交流电源，辅助电源滤波装置为三路并联的10mL的串联电感，电感输出端分别与三相变压器套管相连。

设耦合单元前端设备为带信号发生器的4通道示波器，信号发生器与耦合单元相连，变成三路输出分别与三相变压器套管相连，使得三路耦合单元的输出端与串联电感的输出端并联。

设示波器的信号发生器发出1uS的脉冲，施加到变压器套管上。

示波器的三个通道分别与耦合单元的三只电容的输入端相连。

正常情况下，示波器采集的耦合电容三通道的波形，该波形只有信号源的波形及其来自套管端部的反射波。

当套管存在绝缘缺陷时，会导致反射波的幅度快速衰减并发生畸变。通过对比三相套管的反射波形可以直观的看到发生畸变的相。同时故障相还可能发生多次反射波等；

如图3所示，A相反射信号最强，说明设备对信号吸收和衰减的力度最弱，A相绝缘属于正常无故障设备。B相存在明显的衰减，信号反射幅度减弱，说明B相有受潮或介质劣化的现象。

C相最严重，已经发生了严重的信号衰减，说明设备的绝缘劣化老化已经非常严重。

另外，还可以根据反射波和信号源的时差进行识别对以上时间轴变换到距离坐标，这里不做详述。

如果需要分析三相平衡度，还可以利用示波器的第四通道监测中性线的电流或电压波形，分析方法如上，这里不做明确接线说明。

显而易见，以上方法用于三相电缆，甚至更多通道的线缆，同批次的设备都适用，既可用于设备缺陷诊断，还可用于生产制造环节的品质测试和管控。

从以上实施例可以观察到，本专利创新在于不仅实现了可接入现有的标准测试设备（示波器），还能保证在直流辅助电源电压较高时，示波器不受辅助电源的电压损坏，因为采取了耦合电容隔离的作用，示波器不会受直流电压影响。

显而易见，当辅助电源为频率较高的交流信号时，耦合单元也可以采取线圈，定向耦合器等设备实现隔离。

同样，示波器的信号源及其反射波形受辅助电源回路影响也较小，由于辅助电源回路采取了比较稳定的输出阻抗和带负载能力，它对反射波的影响基本可以忽略或将该影响记作一个高度可重复的波形标志忽略掉或作为参考量标记。

当需要严格降低辅助电源影响时，可提升滤波回路电感量或采取滤波电感和单向二极管的方式。当然本实施例不限制示波器的电压采集的接线方式，在示波器探头具有足够耐压，或在示波器探头前端安装了耦合电容的，也可以直接与套管的ABC三相相连，从而完全避开了辅助电源的影响。

本实施例可以在几分钟内完成测试，相比uHz到mHz范围极低频的极化去极化扫频法需要数十分钟到数小时时间，本实施例在效率提升的同时，降低了极化产生电解水后堆积氢氧化物或其他化合物的风险。

本实施例的方法同样适用于电池或电池组内部介质老化、产生颗粒物、堆积物等异常的诊断。

实施例2：

设被测设备为单相电缆，标准测试设备由带信号源的示波器替换成网络分析仪（Vector network Analyzer）。

设现场有较明显的环境电场干扰，网络分析仪输出电压仅有3V，为提升试验效果，所述辅助电源采取50V直流电压施加在电缆上。

耦合单元为电容。

电容的输入端与网络分析仪相连，电容的输出端与电缆相连。

设网络分析仪测试了10kHz到6GHz范围单相电缆的S值，阻抗值，阻抗角，回波损耗等多种参数。对以上测试参数进行了频域到时域变换，获得了时域图，观察时域图上的异常点，可以实现电缆缺陷的定位。

由于S值，阻抗值，阻抗角，回波损耗等都可以通过数学方程换算，因此经过频域到时域变换后获得的相应位置的缺陷特征是一致的，可以采取以上任意一种测量参数或网络分析仪其他有函数关系的衍生参数计算，进行定位分析。

本实施例同样适用于架空线缆的小电流接地薄弱点、短路点、树障的定位查找。尤其是树障，如果单纯的采取交流脉冲定位，则可能因为架空线路受用电负荷影响产生各种干扰导致误判定位的结果。另外直接注入宽频信号则可能导致低频段容易传输，高频段信号快速衰减，无法捕捉高频段信号的响应值或回馈值，从而使得标准测试设备到现场应用效果不佳或失效，而将辅助电源接入后，一方面辅助电源的直流极化作用使得线路上的噪声得到了抑制，另一方面辅助电源对线路的极化使得线路内部的电荷定向排列，VNA测试设备的信号获得了较好的传输能力。

当辅助电源的电压接近了线路薄弱点的击穿状态，但尚未击穿时，不方便再继续增大辅助电源幅度，否则可能产生很大的短路电流，这对辅助电源的功率提出了很高的要求。如果测试设备为从VNA替换成带脉冲发生器的时域反射仪，脉冲电压为120V，频率为5kHz的方波，线路薄弱点击穿电压为650V左右，辅助电源电压为550V，则可以有效利用这120V脉冲电压施加到线路上，观测时域反射信号即可快速诊断薄弱点的位置。由于时域反射仪输出的脉冲频率高，脉冲宽度窄小，因此实际上在薄弱点击穿的电流为瞬间短时电流，不会对时域反射仪的输出功率造成负担。实际应用中，可以在时域脉冲装置持续输出脉冲并观测反射脉冲的情况下，通过逐步调节辅助电源的幅度，使其缓慢增大，观察反射信号的情况，当出现多个反射或异常反射点时，停止辅助电源或微弱的降低辅助电源，然后观测完时域反射情况停止测试。当然这里的时域反射仪也可以替换成阻抗频谱仪或信号源+采集装置的频域分析仪等设备，区别仅在于阻抗频谱仪或频域分析仪需要将频谱数据转换成时域，然后观察相应位置的异常点，这里不再重复举例说明。

实施例3：

设被测设备为三相变压器的三相绕组。

耦合单元为电容，辅助电源为5V直流电源，滤波器为1mH电感串联正向整流二极管。

外部接入耦合单元的设备为阻抗频谱仪，工作频率为1000Hz-1000MHz。

设阻抗频谱仪扫频模式获得了三相的阻抗频谱值（或称为曲线），三相的频谱值中寻找了三个谐振点，150MHz, 160MHz，110MHz。由于三通道的耦合单元的电容容值相同，三相的绕组在无故障情况下其电感量和匝间电容也是相同的，因此出现明显的大幅度的谐振频率差异说明发生了故障，如本实施例中C相110MHz明显低于其他两相，可认为产生了故障。

实施例4：

设被测设备为高压电容器，从耦合单元前端接入的测试设备为信号发生器和频谱仪，辅助电源为0.001Hz，10V的交流信号。频谱仪通过射频端口接入，因此频谱仪不仅可以观测到信号发生器的输入和反射波形频谱，还可以观测到辅助电源的波形频谱。

信号发生器发出频率为100kHz正弦信号。

正常情况下频谱仪观测到的频谱主要由0.001Hz和100kHz信号组成，其余频率信号很少。

如果设备存在了绝缘缺陷，则设备中会产生新的频率信号，在频谱仪上可以清晰的观察到。

如果本方法用于多只电容器的同步测试或对比，也可以方便的筛选出有缺陷的电容器。

如调整辅助电源的电压，本实施例的方法同样适用于电池或电池组内部介质老化、产生颗粒物、堆积物等异常的诊断。

实施例5：

被测设备为电缆。

施加的辅助电源为0.1Hz，200V的信号。

耦合单元为电容，接入的设备为频域阻抗分析仪或扫频阻抗分析仪，用于分析1kHz-300MHz宽频域的输入阻抗，反射阻抗，S值，回波损耗等。

频域阻抗分析仪输出电压为标准3V。

设辅助电源持续1分钟，30分钟，60分钟，分别进行一次频域阻抗分析仪的反射阻抗测试和S值测试，对比该数据的变化，研究分析电缆的绝缘稳定性和老化情况。

由以上实施例可见，通过外加的辅助电源起到了很好的抬升试验电场或电压的作用，它预先或持续的给被测设备提供充放电的电源，在极化和去极化状态，被测设备内部的电荷产生定向极化，只有少量电荷不按电场方向偏移，从而将被测设备的薄弱点暴露出来，使得被试设备有了一个信噪比更好的预工作条件。

通过声波探测模块可以同步监测声波的能量。设声波探测模块为麦克风+功放+扬声器+指针组成的声波强度指示器，通过扬声器输出的噪声变化或指针变动幅度即可以观测到辅助电源施加过程中，不同施加时段内的音频噪声，当设备缺陷被辅助电源激发出来时，不仅频域阻抗分析仪的数据或图谱能够观测到，音频监测模块的扬声器播放的噪声也能体现出来，并且一般随着辅助电源施加的时间越长，噪声越大。

实施例6：

被测设备为油纸绝缘变压器。

目地为通过直流法和高频电流法达到去除油纸绝缘湿度（或受潮量）的目的。

给变压器绕组之间施加的30V的直流辅助电源1.5分钟，随后保持辅助电源情况下，内部电荷处于定向极化状态，信号发生器通过输入连接器和耦合单元给变压器注入10kHz的脉冲信号，该脉冲信号穿越变压器绝缘层的极化电荷之间的空穴产生无功电流，该无功电流经过水分子后产生了损耗，使得水分子得到了快速加热并向低温区域迁移，实现逐步去除水分子，降低受潮含量的目的；通过在射频端口接入示波器观测波形，尤其是注入脉冲信号的电压波形衰减情况，可以监测到去潮的过程。当注入的脉冲信号电压波形衰减不断降低，说明去潮过程正在进行，直到电压波形衰减不明显，电压幅度趋于稳定再停止信号发生器和辅助电源的施加。

本实施例同样适用输电架空线路局部结冰的情况，如果直接采取直流大电流注入，不仅功率大，还可能因为不清楚结冰情况产生短路事故。而通过较低电压和较低功率的辅助电源既达到逐步加热的效果，又可以结合高频电流信号发生器通过故障缺陷适配装置注入到输电架空线路中，利用高频信号的肌肤效应，能够快速实现表面水分子的剥离，与辅助电源的热传导的内部加热和结冰层的外部水分子加热实现内外结合，从而避免单纯采取直流法或单独的交流电流法的热传导方式，可显著提升除冰效率。

实施例7：

设被测设备为10kV XLPE电缆。

给电缆施加100V直流电源和电压5V的20kHz交流脉冲信号。

在直流电源作用下，XLPE主绝缘中的水树枝产生快速极化效应，水树枝缝隙中的水分子形状变为椭圆或形成尖状拉长特征。在20kHz高频信号作用下因为肌肤效应和对容性层的快速加热（频率越高，容抗越低，容性电流越大），水分子表面活性增强，快速产生热量，从水树枝中排出。

施加的交流脉冲信号为多个交流脉冲同时施加时，包括20kHz，100kHz，1MHz，这些交流信号可满足不同水树枝缝隙的要求，能够更全面高效的达到去湿目的。

实施例8：

给长度为10km, 电压等级为10kV电缆施加50kHz，电压为120V的方波。电缆时间常数为3S。

10S后，接通辅助电源，幅度电源为直流，电压为0.9kV。

接入时域脉冲反射仪观察反射波形，通过相似波计算出长度为10.01km. 在10.01km范围内，未见其他反射波形，因此认为在该工作电压下，电缆正常。

增大辅助电源电压到1kV, 没有发现异常。继续增大辅助电源电压到2kV，出现了异常波形，时域反射仪定位的距离在0.35km处，由于整体施加的辅助电源加脉冲电压没有超过额定10kV电压，因此0.35km为薄弱点。

显然，因为时域反射仪侦测到了异常反射波形，在频谱上也产生了新的信号，如果将时域反射仪替换成频谱仪，也能直观的观测到调节辅助电源过程中的频谱变化。通过频谱变化也能直观反映电缆是否存在绝缘薄弱点。

当需要定点时，持续施加辅助电源和50kHz信号，然后采取音频监听装置到设备安装位置近似0.35km地面探测，获得最大音频增益值的位置确定为精确可挖掘缆沟实现定点修复处置。

实施例9：

与实施例8不同之处在于，通过输入连接器接入的测试设备为网络阻抗分析仪，施加的信号为100kHz-1GHz的扫频波，获得了S值，阻抗值，回波损耗，阻抗相位等频谱值。选择回波损耗频谱观察，当辅助电源电压1kV时，最大峰值频率点为2.56MHz, 辅助电源1.5kV时，最大峰值频率为2.51MHz, 2kV时，最大峰值频率为2.21MHz。因此随着辅助电源增大，峰值点频率呈现减少趋势，说明设备绝缘存在不良现象。记录2kV下的回波损耗频谱值，然后采取傅立叶变换获得增益-时间坐标，通过L=Vr*t/2，Vr=0.59V0, V0为光速，获得增益-距离坐标。在L<10km电缆长度范围内，寻找出异常峰值点356m。由此可见，通过扫频法能够达到时域反射同等定位效果，且其诊断缺陷的灵敏度还可通过频谱数据上的峰值点频谱观察到，便于操作人员识别。

当然，本实施例仅仅用了回波损耗频谱，实际上采用反射阻抗，S值及其数学变换都可以达到同等效果。

本实施例不改变网络阻抗分析仪的工作方法，用途并不限于电缆，也可用于变压器套管，高压电容，互感器，架空线路或组合高压电器等。它的独特之处在于：通过调整辅助电源观察扫频波的峰值频率点的位移情况实现绝缘缺陷的初测，当被测设备有较大的尺寸范围需要定位分析时（如电缆线路、套管），可基于肯定的初测结论再通过频域到时域的变换获得强度-时域曲线，在曲线上观察异常点，实现缺陷点的定位。

实施例9：

与实施例8，9不同之处在于，辅助电源利用电缆线路自身运行电压，因此故障缺陷适配装置的耦合单元采取高耐压的电容，其耐压水平高于运行电压。

因此运行电压不会影响信号发生器及其采集装置的安全，而信号发生器的高频信号可以通过电容耦合到线路并捕获反射波，或扫频波，或S值等。只要信号发生器的信号频率偏离工频信号或通过滤波处理即可实现。本实施例既可用于带电故障巡查，又可用于在线持续监测，操作简单实用性强。

本专利所述的射频端口还可以将时域测试设备和频域测试设备联合，比如在输入连接器接入的测试设备为频域类的网络阻抗分析仪，如果需要观测网络阻抗分析仪输出的连续扫频信号的波形或动态频谱，可以在射频端口接入示波器，利用示波器的实时波形展示和频谱展示功能观测波形。显然，射频端口还可以用于诊断耦合单元的可靠性或对其进行校准。

在本专利的思想，架构和分析方法上，将消缺、去湿和介质损耗测试或阻抗频谱测试或网络分析测试频域反射信号等方法同步实现，以便消缺的同时实时跟踪损耗情况也在本专利保护范围，特别说明如下：

只需要通过耦合单元接入的设备同时采集高频信号源的波形，用于回波，频谱等分析即可以实现。或通过耦合单元接入多个设备，一个为信号源，另一个为定时发送的与信号源频率不同的单个脉冲（比如TDR时域反射装置）或扫频信号（如VNA网络阻抗分析仪，或阻抗频谱仪）就可以实现（要求耦合单元的数量大于等于被测设备或部件的数量即是这个考虑，比如一个耦合单元可以是两只电容并联接入，一只接入信号源，一只接入标准测试设备）。

显而易见，如果单纯对现有的标准测试设备如网络阻抗分析仪（VNA）提高试验电压又要达到扫频或高频的目的，从设备制造工艺，成本，干扰，可靠性方面都面临很大的技术挑战。

如果还需要对这些高频试验设备扩展多个通道，其制造和测控难度更大。

本专利将辅助电源和耦合单元形成了一个有机结合，又能不改变标准测试设备规格的情况下与之配套应用，解决了技术的关键问题，从效率上，性价比，实用性方面优势明显。

Claims (9)

1.一种设备故障缺陷适配装置，其特征在于：包括输入连接器、过电压保护模块、耦合模块、并联接口模块、辅助电源、过电流保护模块、滤波模块和射频端口；

所述并联接口模块包括四个并联端口；所述输入连接器用于连接外部的测试设备，所述过电压保护模块的输入连接器相连，过电压保护模块的输出端与耦合模块连接，所述耦合模块的输出端与并联接口模块中的第一个并联端口连接；所述过电流保护电路的输入端与辅助电源连接，过电流保护模块的输出端与滤波模块连接，所述滤波模块的输出端与并联接口模块的第二个并联端口连接；所述射频端口与并联接口模块的第三个并联端口连接；并联接口模块的第四个并联端口用于连接被测设备。

2.根据权利要求1所述的一种设备故障缺陷适配装置，其特征在于：所述故障缺陷适配装置还包括电流指示模块，所述电流指示模块的输入端连接在辅助电源与滤波模块之间；

所述电流指示模块为LED强度指示或电流表。

3.根据权利要求1所述的一种设备故障缺陷适配装置，其特征在于：所述故障缺陷适配装置还包括声波探测模块，所述声波探测模块的输入端连接在滤波模块与并联接口模块之间；

所述声波探测模块包括声波强度指示器或声谱探测仪。

4.根据权利要求1所述的一种设备故障缺陷适配装置，其特征在于：所述过电压保护模块为钳位二极管或稳压二极管，所述过电流保护模块为保险丝或MOS保护开关。

5.根据权利要求1所述的一种设备故障缺陷适配装置，其特征在于：所述被测设备包括多个被测部件；

所述耦合模块包括多个与被测部件数目相同且一一对应的耦合单元，每一个耦合单元的输入端均连接输入连接器，每一个耦合单元的输出端与对应的被测部件连接；

所述滤波模块包括多个与被测部件数目相同且一一对应的辅助电源输出滤波装置，每一个辅助电源输出滤波装置的输入端均与辅助电源连接，每一个辅助电源输出滤波装置的输出端均与对应的被测部件连接。

6.根据权利要求5所述的一种设备故障缺陷适配装置，其特征在于：所述耦合单元包括电容、电感、空心线圈、耦合变压器和定向耦合器中一种或多种的组合；所述耦合变压器为升压变压器、降压变压器和同变比变压器中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种设备故障缺陷适配装置，其特征在于：所述辅助电源为交流电源、直流电源或带偏置的交流电源。

8.根据权利要求5所述的一种设备故障缺陷适配装置，其特征在于：所述辅助电源输出滤波装置为串联电感或电感串联单向二极管。

9.根据权利要求1所述的一种设备故障缺陷适配装置，其特征在于：所述输入连接器用于接入测试设备，输入连接器包括射频连接器、微波连接器或屏蔽抗干扰线缆插口；

接入的测试设备包括：频域测试分析类设备、时域测试分析类设备或时频域混合分析类设备；频域测试分析类设备至少包括网络阻抗分析仪、阻抗频谱测试仪、线性阻抗扫描装置、频域反射测量装置、介质谱测试仪、扫频仪、声谱仪、天线分析仪、带信号源的频谱仪中的一种；

时域测试分析类设备至少包括：电缆测试仪、时域反射仪、示波器、带信号源的采集装置、带信号源的示波器、带示波功能的万用表、独立信号源中的一种；

时频域混合分析类设备至少包括：带信号源的采集装置、带信号源的扫频装置、混合域示波器中的一种。

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