CN215894805U - 一种专用便携式二次线路电缆检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种专用便携式二次线路电缆检测系统，其包括手持式的信号发射器和信号接收器，信号发射器设有主机处理器以及与主机处理器分别连接的电缆查找模块、相序核对模块、长度测量模块、短路测试模块、显示模块和锂电池，信号接收器设有从机处理器以及与从机处理器分别连接的信号检测处理模块、显示模块和锂电池，信号发射器和信号接收器之间还设有有线对讲模块，有线对讲模块包括设在信号发射器中的主对讲机和设在信号接收器中的从对讲机，主对讲机与从对讲机通过待测电缆中的已知相线或已识别相线通讯连接。本实用新型通过集成设计，实现了电缆检测工作中几种常用到的功能，能有效地缩短电缆检修时间、降低停电造成的各种损失。

Description

一种专用便携式二次线路电缆检测系统

技术领域

本实用新型涉及电缆检测技术领域，具体涉及一种专用便携式二次线路电缆检测系统。

背景技术

电力系统二次回路连接各个装置的脉络，是保证电网具有计量、自动化控制、保护、通讯的重要设备通道。一座变电站拥有大量的一二次设备，设备相互联接需要大量的二次电缆对一次设备进行监测、控制、调节和保护，所有二次回路的维护量非常大，一座330kv变电站最少也有二次电缆2000多根，330kv汇控柜有电缆100多根，狭小的空间寻找电缆非常困难；第二，设备改造核对电缆通过万用表、通灯等设备非常不方便，校核效率低，通讯需要辅助设备，容易出错。但二次回路的电缆线路故障造成的影响非常大，要么自动控制无法实现，要么一次设备位置显示不出来，要么保护跳闸没有办法实现，生产工作的正常进行，因此线路的维护与故障排除显得尤为重要。

在二次回路中，电缆以控制电缆和信号电缆为主，用于二次设备之间的连接，电缆线种类多用量大，在电网运行中经常遇到空间狭窄、布线混乱、标识不清或没有标识标牌的情况，有时很多电缆被堆叠在一起，很难分辨电缆来龙去脉，给事故处理工作带来很大麻烦。由于控制电缆芯数较多，经常在末端接线时，芯线对相确认都是两端使用外用表人工确认，需要多名工作人员配合工作，而且错误时有发生。

实用新型内容

为了解决上述技术存在的缺陷，本实用新型提供一种专用便携式二次线路电缆检测系统。

本实用新型实现上述技术效果所采用的技术方案是：

一种专用便携式二次线路电缆检测系统，包括手持式的信号发射器和信号接收器，所述信号发射器设有主机处理器以及与所述主机处理器分别连接的电缆查找模块、相序核对模块、长度测量模块、短路测试模块、显示模块和锂电池，所述信号接收器设有从机处理器以及与所述从机处理器分别连接的信号检测处理模块、显示模块和锂电池，所述信号发射器和所述信号接收器之间还设有有线对讲模块，所述有线对讲模块包括设在所述信号发射器中的主对讲机和设在所述信号接收器中的从对讲机，所述主对讲机与所述从对讲机通过待测电缆中的已知相线或已识别相线通讯连接。

优选地，在上述的专用便携式二次线路电缆检测系统中，所述电缆查找模块包括与所述主机处理器连接的交流电压信号源，所述交流电压信号源用于向待测电缆加载交流电压信号，使待测电缆周围产生电场，所述信号检测处理模块包括用于感应电场的感应线圈，所述感应线圈通过所述从机处理器与所述信号接收器中的显示模块连接。

优选地，在上述的专用便携式二次线路电缆检测系统中，所述相序核对模块包括与所述主机处理器连接的数字信号控制器，所述数字信号控制器用于向待测电缆的一端线芯输入多路数字信号，所述信号接收器用于连接待测电缆另一端芯线，所述信号检测处理模块包括用于接收所述数字信号控制器发送的数据的信号反馈单元，所述信号反馈单元通过所述从机处理器与所述信号接收器中的显示模块连接。

优选地，在上述的专用便携式二次线路电缆检测系统中，所述长度测量模块包括与所述主机处理器连接的脉冲信号源，在进行长度测量时，所述脉冲信号源用于向待测电缆输入固定频率和电压的脉冲信号，所述脉冲信号经所述信号反馈单元反射回所述主机处理器。

优选地，在上述的专用便携式二次线路电缆检测系统中，所述短路测试模块包括所述脉冲信号源，在进行短路测试时，所述脉冲信号源用于向待测电缆输入固定频率和电压的脉冲信号，开路或断路时产生的同向脉冲信号经所述信号反馈单元反射回所述主机处理器，短路时产生的反向脉冲信号经所述信号反馈单元反射回所述主机处理器。

优选地，在上述的专用便携式二次线路电缆检测系统中，所述显示模块包括液晶显示屏、分明器喇叭和指示灯。

优选地，在上述的专用便携式二次线路电缆检测系统中，所述信号发射器设有快速检测针座和接线钳，所述快速检测针座一端与所述接线钳连接，另一端通过相应端口分别与所述交流电压信号源、所述数字信号控制器、所述脉冲信号源以及所述主对讲机连接，所述接线钳的端口与待测电缆的芯线对应连接。

优选地，在上述的专用便携式二次线路电缆检测系统中，所述信号接收器设有对线端子排，所述对线端子排一端与待测电缆的芯线连接，另一端的对应端口分别与所述感应线圈、所述信号反馈单元以及所述从对讲机连接。

优选地，在上述的专用便携式二次线路电缆检测系统中，所述主机处理器采用型号为XC3SS00E的FPGA芯片，所述从机处理器采用型号为STC15F104W的单片机。

优选地，在上述的专用便携式二次线路电缆检测系统中，所述数字信号控制器采用型号为dsPIC30F4013的高性能数字信号控制器。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的检测系统可以实现在一大堆电缆中快速找到目标电缆，能完成线缆芯线相序校对，能测量芯线直流电阻，能测量电缆长度，简单电缆故障的测量等功能，另外，系统装置还能实现有线对讲功能，可以进行有线双工对讲，在工作现场完成远端和近端的实时沟通。采用低功耗器件由充电电池供电，满足长时间户外运行，通过集成设计，实现了电缆检测工作中几种常用到的功能，能有效地缩短电缆检修时间、降低停电造成的各种损失。

附图说明

图1为本实用新型的总体模块结构图；

图2为本实用新型的详细模块结构图；

图3为本实用新型所述数字信号控制器的电路图；

图4为本实用新型所述脉冲信号源的电路图。

具体实施方式

为使对本实用新型作进一步的了解，下面参照说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

本实用的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本实用的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义。

请参见图1，如图所示，本实用新型的实施例提出了一种专用便携式二次线路电缆检测系统，该检测系统包括手持式的信号发射器和信号接收器。该信号发射器设有主机处理器以及与主机处理器分别连接的电缆查找模块、相序核对模块、长度测量模块、短路测试模块、显示模块和锂电池。信号接收器设有从机处理器以及与从机处理器分别连接的信号检测处理模块、显示模块和锂电池。其中，信号发射器和信号接收器之间还设有有线对讲模块，具体地，如图1所示，该有线对讲模块包括设在信号发射器中的主对讲机和设在信号接收器中的从对讲机，主对讲机与从对讲机通过待测电缆中的已知相线或已识别相线通讯连接。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，该电缆查找模块包括与主机处理器连接的交流电压信号源，交流电压信号源用于向待测电缆加载交流电压信号，使待测电缆周围产生电场。信号检测处理模块包括用于感应电场的感应线圈，该感应线圈通过从机处理器与信号接收器中的显示模块连接，在感应到待测电缆时，从机处理器将感应信号通过信号接收器上的显示模块进行显示。交流电压信号源输出电压相对比较低，由于输出电压低，特点是体积相对较小适合现场使用。采用交流电压异频信号输出，交流信号更易于接收与分析。输出信号采用数字编码调整技术输出，接收时经过编码解调技术解码识别，能排除其它路和环境的干扰，接收信号易于分辨与处理。

具体地，电缆查找的工作原理为：进行电缆检测查找时，使用交流电压信号源向相应的待测电缆提供一个经调制的交流电压信号，交流电压会在待测电缆周围产生电场，然后使用信号接收器接收待测电缆产生的电场信号。具体地是，信号接收器中安装有一个感应线圈，如果将信号接收器放在靠近待测电缆的地方，通量线就会穿过感应线圈，在感应线圈中会产生很小的电压。信号接收器中的从处理器对此电压进行计算，根据计算的数值不同表示接收到电场信号的强弱，然后通过肉眼直观可辨别的方式表现出来，比如显示模块中的液晶显示屏显示信号强度、使用分明器喇叭播放不同大小的提示声音表示信号强弱，或通过指示灯的颜色或点亮状态来表示信号强弱。对应地，信号表现强的电缆就是要查找的目标电缆。该功能是利用了感应原理来查找线缆的，可以在线缆外附近检测到信号，利用这一原理可在线缆群束中、装饰墙内、天花板上迅速找到所需电缆。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，相序核对模块包括与主机处理器连接的数字信号控制器，该数字信号控制器用于向待测电缆的一端线芯输入多路数字信号。信号接收器用于连接待测电缆另一端芯线，信号检测处理模块包括用于接收数字信号控制器发送的数据的信号反馈单元，该信号反馈单元通过从机处理器与信号接收器中的显示模块连接。

具体地，相序核对的工作原理为：进行电缆相序核对时，通过信号发射器电路中的数字信号控制器输出多路数字信号，多路数字信号通过输出端口按顺序连接线输出到待测电缆的不同线芯上。待测电缆的另外一端芯线按相同的顺序连接到信号接收器，由信号发射器发送一组数据，经过电缆线芯到信号接收器，再由信号接收器返回信号发射器。当信号接收器接收到数据与信号发射器发送的数据一样时，说明待测电缆中的芯线线序正确，此时信号接收器上对应芯线的指示器显示正常。如果测试发现有线序错误时，相应的线芯编号会提示不正确，调整不正确的相序后再进行测试，直到相序完全正确。芯线顺序核对是将目标线路接在信号发射器和信号接收器上，然后逐根检验电缆是否通畅，相许是否正确，不正确的则提示，调整到正确为止。

具体地，在本实用新型的优选实施例中，该数字信号控制器采用型号为dsPIC30F4013的高性能数字信号控制器，其电路图如图3所示，该数字信号控制器通过RS232串口与主机处理器连接。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，长度测量模块包括与主机处理器连接的脉冲信号源，在进行长度测量时，脉冲信号源用于向待测电缆输入固定频率和电压的脉冲信号，脉冲信号经所述信号反馈单元反射回所述主机处理器。同样的，短路测试模块包括脉冲信号源，在进行短路测试时，脉冲信号源用于向待测电缆输入固定频率和电压的脉冲信号，开路或断路时产生的同向脉冲信号经信号反馈单元反射回主机处理器，短路时产生的反向脉冲信号经信号反馈单元反射回主机处理器。相应地检测信号可以通过波形图、声音或灯光分别表现在信号发射器的液晶显示屏、分明器喇叭和指示灯所构成的显示模块上。

具体地，在本实用新型的优选实施例中，该脉冲信号源的电路图如图4所示。被测电缆两端的芯线分别接电缆输入端,电缆的屏蔽接电子线路地线。电缆接在输入端上后，当晶体管Q1集电极为高电平时，高电平信号由外接电缆经历时间t传送到晶体管Q1的基极，使晶体管Q1快速导通，晶体管Q1的集电极变为低电平，这个低电平由电缆经过时间t传送到晶体管Q1的基极，晶体管Q1快速截止，就这样在晶体管Q1电路中产生脉冲宽度为t的方波，方波的周期为T＝2t。电缆的长度越长，方波的周期越长，并且电缆长度与方波的周期成正比，即L＝KT。而频率为f＝1/T,则L＝K/f。这样只要测量电路输出的频率或周期就能得到待测电缆的长度。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，信号发射器设有快速检测针座和接线钳，快速检测针座一端与接线钳连接，另一端通过相应端口分别与交流电压信号源、数字信号控制器、脉冲信号源以及主对讲机连接，接线钳的端口与待测电缆的芯线对应连接。信号接收器设有对线端子排，对线端子排一端与待测电缆的芯线连接，另一端的对应端口分别与感应线圈、信号反馈单元以及从对讲机连接。作为本实用新型的一种优选实施方式，该主机处理器采用型号为XC3SS00E的FPGA芯片，从机处理器采用型号为STC15F104W的单片机。

综上所述，本实用新型的检测系统可以实现在一大堆电缆中快速找到目标电缆，能完成线缆芯线相序校对，能测量芯线直流电阻，能测量电缆长度，简单电缆故障的测量等功能，另外，系统装置还能实现有线对讲功能，可以进行有线双工对讲，在工作现场完成远端和近端的实时沟通。采用低功耗器件由充电电池供电，满足长时间户外运行，通过集成设计，实现了电缆检测工作中几种常用到的功能，能有效地缩短电缆检修时间、降低停电造成的各种损失。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内，本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，包括手持式的信号发射器和信号接收器，所述信号发射器设有主机处理器以及与所述主机处理器分别连接的电缆查找模块、相序核对模块、长度测量模块、短路测试模块、显示模块和锂电池，所述信号接收器设有从机处理器以及与所述从机处理器分别连接的信号检测处理模块、显示模块和锂电池，所述信号发射器和所述信号接收器之间还设有有线对讲模块，所述有线对讲模块包括设在所述信号发射器中的主对讲机和设在所述信号接收器中的从对讲机，所述主对讲机与所述从对讲机通过待测电缆中的已知相线或已识别相线通讯连接。

2.根据权利要求1所述的专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，所述电缆查找模块包括与所述主机处理器连接的交流电压信号源，所述交流电压信号源用于向待测电缆加载交流电压信号，使待测电缆周围产生电场，所述信号检测处理模块包括用于感应电场的感应线圈，所述感应线圈通过所述从机处理器与所述信号接收器中的显示模块连接。

3.根据权利要求2所述的专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，所述相序核对模块包括与所述主机处理器连接的数字信号控制器，所述数字信号控制器用于向待测电缆的一端线芯输入多路数字信号，所述信号接收器用于连接待测电缆另一端芯线，所述信号检测处理模块包括用于接收所述数字信号控制器发送的数据的信号反馈单元，所述信号反馈单元通过所述从机处理器与所述信号接收器中的显示模块连接。

4.根据权利要求3所述的专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，所述长度测量模块包括与所述主机处理器连接的脉冲信号源，在进行长度测量时，所述脉冲信号源用于向待测电缆输入固定频率和电压的脉冲信号，所述脉冲信号经所述信号反馈单元反射回所述主机处理器。

5.根据权利要求4所述的专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，所述短路测试模块包括所述脉冲信号源，在进行短路测试时，所述脉冲信号源用于向待测电缆输入固定频率和电压的脉冲信号，开路或断路时产生的同向脉冲信号经所述信号反馈单元反射回所述主机处理器，短路时产生的反向脉冲信号经所述信号反馈单元反射回所述主机处理器。

6.根据权利要求1所述的专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，所述显示模块包括液晶显示屏、分明器喇叭和指示灯。

7.根据权利要求5所述的专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，所述信号发射器设有快速检测针座和接线钳，所述快速检测针座一端与所述接线钳连接，另一端通过相应端口分别与所述交流电压信号源、所述数字信号控制器、所述脉冲信号源以及所述主对讲机连接，所述接线钳的端口与待测电缆的芯线对应连接。

8.根据权利要求7所述的专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，所述信号接收器设有对线端子排，所述对线端子排一端与待测电缆的芯线连接，另一端的对应端口分别与所述感应线圈、所述信号反馈单元以及所述从对讲机连接。

9.根据权利要求6所述的专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，所述主机处理器采用型号为XC3SS00E的FPGA芯片，所述从机处理器采用型号为STC15F104W的单片机。

10.根据权利要求3所述的专用便携式二次线路电缆检测系统，其特征在于，所述数字信号控制器采用型号为dsPIC30F4013的高性能数字信号控制器。

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