CN219891346U - 一种电缆故障测试探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电缆故障测试领域，特别涉及一种电缆故障测试探测装置，包括终端及与终端连接的耳机及探棒；探棒包括探测装置、底座及与底座连接的外壳和手持杆，探测装置包括压电式加速度传感器、探针、主控制板、路径磁棒、第一倾角传感器、第二倾角传感器、第一电机、第二电机及旋转座。探针连接压电式加速度传感器；旋转座与第一电机的驱动轴连接，第二电机固定于旋转座，第二电机的驱动轴与路径磁棒连接。本实用新型进行电缆路径测量时，若遇到测量地面存在斜坡，能够使斜坡上的路径棒在电缆上方时路径棒与磁力线处于垂直或临近垂直且路径棒的线圈和磁力线平行或临近水平。以使耳机在电缆正上方听到较小的声音，从而提高判断的准确率和工作效率。

Description

一种电缆故障测试探测装置

技术领域

本实用新型属于电缆故障测试领域，特别涉及一种电缆故障测试探测装置。

背景技术

电缆故障主要包括开路故障、短路故障、接地故障等，目前通过电缆故障测试仪对电缆故障进行电缆的定位和故障测试，以快速获得故障位置，从而能够对故障点进行维修。

现有电缆故障测试仪包括高压发生仪组件、电缆故障测试分析仪、电缆故障定点仪、探棒及耳机等组件。在使用时，首先利用高压发生仪组件和电缆故障测试分析仪结合使用测试出电缆故障点距离，然后利用电缆故障定点仪、探棒及耳机获得电缆路径和电缆故障点位置。即，工作时利用放在地面的声磁同步声磁探棒同步接收电缆故障点放电产生的声音信号和电磁场信号，声音信号和电磁场信号由探头通过线缆传递到故障定点仪，故障定点仪对两种信号进行处理，将路径信息在故障定点仪的屏幕上显示，获得路径后，切换故障定点仪的开关，将声音信号通过线路送到侦听耳机。使用者通过故障定点仪显示的信息和耳机侦听到的声音对电缆故障位置进行分析和判断。

如专利申请号为201220238179.0的专利文献公开了一种电力电缆故障定点仪，路径棒在进行检测时，当路径棒的接收线圈置于电缆正上方时，磁棒与磁力线垂直，线圈和磁力线平行，磁力线不穿过线圈，感应电势接近于零，在耳机中听不到声音，或声音很小(即电缆路径)。当线圈从电缆的正上方移向两边时，磁棒不垂直于磁力线，有磁力线穿过线圈，能听到较大的声音。当线圈远离电缆时，磁场减弱，声音逐渐减小，最后听不到声音。但是，测量的地面不均为平面，当测量的路面存在一定角度的斜坡时，路径棒置于斜波上则会造成电缆正上方测量时，磁棒与磁力线不垂直，有磁力线穿过线圈听到较大声音的缺陷，从而误导使用者的判断，导致电缆路径判断错误。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的实用新型构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电缆故障测试探测装置，从而能够克服当测量的地面存在斜坡时，路径棒置于斜波上则会造成电缆正上方测量时，磁棒与磁力线不垂直，有磁力线穿过线圈听到较大声音影响判断的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电缆故障测试探测装置，包括终端及与所述终端连接的耳机及探棒；所述探棒包括探测装置、底座及与所述底座连接的外壳和手持杆，所述探测装置包括压电式加速度传感器、探针、主控制板、路径磁棒、第一倾角传感器、第二倾角传感器、第一电机、第二电机及旋转座；

所述探针固定于所述底座的底部，所述压电式加速度传感器固定于所述底座的上端，所述探针连接所述压电式加速度传感器；

所述第一电机以水平地方式固定于所述底座，所述旋转座与所述第一电机的驱动轴连接，所述第二电机固定于所述旋转座，所述第二电机的驱动轴与所述路径磁棒连接，所述第一电机的驱动轴与所述第二电机的驱动轴相互垂直；

所述第一倾角传感器和第二倾角传感器以相互垂直的方式设置，所述第一倾角传感器、第二倾角传感器、第一电机、第二电机、路径磁棒及压电式加速度传感器分别连接所述主控制板。

优选的，在上述技术方案中，所述第一电机的转轴以与水平面平行的方式设置。

优选的，在上述技术方案中，所述第一倾角传感器和第二倾角传感器以与水平面平行的方式设置。

优选的，在上述技术方案中，所述主控制板以与水平面平行的方式设置，所述第一倾角传感器和第二倾角传感器以水平地方式设于所述主控制板上。

优选的，在上述技术方案中，所述第一电机和第二电机的驱动轴位于同一水平面上。

优选的，在上述技术方案中，还包括设于所述外壳上的开关和接口、设于所述底座的蓄电池，所述主控制板包括控制器、第一继电器及第二继电器；所述开关分别连接蓄电池与控制器的电源端，所述接口通过采样线路连接所述控制器的采样端、通过设有第一继电器的常开开关的第一线路连接所述控制器的一个输入输出端口以及通过设有第二继电器的常开开关的第二线路连接所述蓄电池，所述第一继电器及第二继电器的线圈分别连接所述控制器的一个端口。

优选的，在上述技术方案中，所述路径磁棒包括磁铁芯、绕于所述磁铁芯外表面的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈缠绕匝数相同且缠绕的方向相反。

优选的，在上述技术方案中，所述主控制板还包括磁信号放大电路、第一自动增益控制电路、第一带通滤波电路、声信号前置放大电路、第二自动增益控制电路及第二带通滤波电路；所述路径磁棒、磁信号放大电路、第一自动增益控制电路、第一带通滤波电路及控制器的一个端口依次连接；所述压电式加速度传感器、声信号前置放大电路、第二自动增益控制电路、第二带通滤波电路及控制器的一个端口依次连接。

优选的，在上述技术方案中，所述终端为电缆定点测试仪。

优选的，在上述技术方案中，所述手持杆以能够拆卸地与所述外壳连接。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型进行电缆路径测量时，若遇到测量地面存在斜坡，手提手持杆将探棒置于斜坡上，此时第一倾角传感器和第二倾角传感器测量到角度信号发送至主控制板，主控制板对应控制第一电机和第二电机对应控制路径磁棒在两个纵向且相互垂直的平面进行矫正，以矫正路径棒的方向，使斜坡上的路径棒在电缆正上方时路径棒与磁力线处于垂直或临近垂直且路径棒的线圈和磁力线平行或临近水平。以使耳机在电缆上方听到较小的声音，从而提高判断的准确率和工作效率。

附图说明

图1为本实用新型电缆故障测试探测装置的结构图。

图2为本实用新型探棒的截面图。

图3为本实用新型探棒的立体图。

图4为本实用新型电缆故障测试探测装置的局部剖开图。

图5为本图3的局部放大图。

图6为本实用新型电缆故障测试探测装置的电路结构图。

图中：1—终端、2—底座、3—外壳、4—底座本体、5—屏蔽罩体、6—安装架、7—主控制板、8—第一倾角传感器、9—第一电机、10—旋转座、11—第二电机、12—路径磁棒、13—开关、14—接口、15—蓄电池、16—压电式加速度传感器、17—手持杆、18—耳机、19—终端。

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进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参考图1至图5，本实施例中的电缆故障测试探测装置包括终端191、与终端191连接的耳机18及探棒、设于外壳3上的开关13和接口14、设于底座2的蓄电池15。探棒包括探测装置、底座2及与底座2连接的外壳3和手持杆17，该实施例中具体地，底座2包括底座本体4、设于底座本体4上的屏蔽罩体5及设于屏蔽罩上端的安装架6，手持杆17以能够拆卸地与外壳3连接，即安装架6上设有螺纹孔座，手持杆17下端设有外螺纹，手持杆17通过外螺纹与安装架6的螺纹孔座连接。蓄电池15设于安装架6上。外壳3的下端连接底座本体4，上端通过其上的安装孔与螺纹孔座的外围连接，从而将底座2包围。该实施例中终端191为电缆故障测试领域中常用的电缆定点测试仪。

该实施例，路径磁棒12包括磁铁芯、绕于磁铁芯外表面的第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈缠绕匝数相同且缠绕的方向相反。

继续参考图3-图5，探测装置包括压电式加速度传感器16、探针、主控制板7、路径磁棒12、第一倾角传感器8、第二倾角传感器、第一电机9、第二电机11及旋转座10。探针固定于底座2的底部，压电式加速度传感器16固定于底座2的屏蔽罩体5内，探针连接压电式加速度传感器16。第一电机9的转轴以与水平面平行的方式设置。即第一电机9以水平地方式固定于底座2的屏蔽罩体5的外侧，旋转座10与第一电机9的驱动轴连接，第二电机11固定于旋转座10，第二电机11的驱动轴与路径磁棒12连接，路径磁棒12垂直水平面，第一电机9的驱动轴与第二电机11的驱动轴位于同一水平面上，且第一电机9的驱动轴与第二电机11的驱动轴在同一水平面上相互垂直。

继续参考图3，第一倾角传感器8和第二倾角传感器以相互垂直的方式设置，且第一倾角传感器8和第二倾角传感器以与水平面平行的方式设置以使两者在使用时处于水平状态。具体地，主控制板7以与水平面平行的方式设置于屏蔽罩体5外围的底座本体4上，第一倾角传感器8和第二倾角传感器以水平地方式设于主控制板7上。

继续参考图6，主控制板7包括控制器、第一继电器K1、第二继电器K2、磁信号放大电路、第一自动增益控制电路、第一带通滤波电路、声信号前置放大电路、第二自动增益控制电路及第二带通滤波电路。控制器可采用MSP430单片机，但本实施例不限于此。第一倾角传感器8、第二倾角传感器、第一电机9、第二电机11、路径磁棒12及压电式加速度传感器16分别连接主控制板7的控制器的一个端口。该实施例中，开关13分别连接蓄电池15与控制器的电源端，接口14通过采样线路连接控制器的采样端、通过设有第一继电器K1的常开开关的第一线路连接控制器的一个输入输出端口以及通过设有第二继电器K2的常开开关的第二线路连接蓄电池15，第一继电器K1及第二继电器K2的线圈分别连接控制器的一个端口。使用时按下开关13，当接口14连接充电线或信号传输线时，控制器先通过采样线路接收电信号，若判断接到的是标准的充电电压(如5V、2.5A，9V、2A等)，则控制第二继电器K2的线圈得电使第二继电器的常开开关闭合，使蓄电池15进行充电。相反，若判断接到的不是标准的充电电压时，则控制第一继电器K1的线圈得电使第一继电器K1的常开开关闭合，接口14作为信号传输使用。

进一步地，路径磁棒12、磁信号放大电路、第一自动增益控制电路、第一带通滤波电路及控制器的一个端口依次连接，该线路主要是将路径磁棒12采集的电磁进行放大滤波处理后发送至控制器进行进一步分析处理。压电式加速度传感器16、声信号前置放大电路、第二自动增益控制电路、第二带通滤波电路及控制器的一个端口依次连接。该线路主要是将探针采集的声信号进行放大滤波处理后发送至控制器进行进一步分析处理。上述电路均为本领域常规控制电路，设计时可根据实际使用情况进行选择，此处不再赘述。

进行电缆故障测试工作时，将电缆定点测试仪的接口14、耳机18的接口14及探棒的接口14相互连接。

进行电缆路径探测时，采用外加电缆路径信号发生器接入待测电缆线芯，电缆铠装护层接地，接通后电缆线芯的周围产生磁场。打开探棒的开关13，将探棒连续放于地面上来回放置进行路径探测，当路径磁棒12的接收线圈置于电缆的正上方时，磁铁芯与磁力线垂直，线圈和磁力线平行，磁力线不穿过线圈，感应电势接近于零，此时控制器将采集的信号发送给电缆定点测试仪，经电缆定点测试仪传输到耳机18中声音很小或基无声音，使得使用者听不到声音或声音很小。当将路径磁棒12从电缆的正上方移向两边时，磁铁芯与磁力线不垂直，有磁力线穿过线圈，此时控制器将采集的信号发送给电缆定点测试仪，经电缆定点测试仪传输到耳机18中声音很大，使用者能听到较大的声音。经过探测后判断中间没有声音(或声音很小)的一条无声路线，即测出电缆的具体埋设位置(即电缆路径)。

若遇到测量地面存在斜坡，当探棒置于斜坡上，此时第一倾角传感器8和第二倾角传感器测量到角度信号发送至主控制板7的控制器，控制器将第一倾角传感器8和第二倾角传感器测量到角度信号转换为第一电机9和第二电机11的转角，从而对应控制第一电机9和第二电机11对应控制路径磁棒12在两个纵向且相互垂直的平面进行转动，以矫正路径棒的方向，使斜坡上的路径棒在电缆上方时路径棒与磁力线处于垂直或临近垂直且路径棒的线圈和磁力线平行或临近水平。以使耳机18在电缆上方听到较小的声音，从而提高判断准确率和高作效率。

在测到故障电缆路径后，下一步进行故障定点测试。将电缆与直流高压发生器等组件连接，当电压达到某一数值时，电缆故障点有一定的故障电阻，此时故障电阻在放电时产生机械振动。故障电缆声测时，将探针与测试地面接触，电缆故障点在土壤中形成的振动信号就会沿着金属探针上传给压电式加速度传感器16，传感器把振动信号转换为电信号，电信号进行处理后传输到控制器，再通过控制器处理后传输至电缆定点测试仪，电缆定点测试仪处理后传输至耳机18，耳机18将收到声音信号，以振动最强、音量最大处，即为实际电缆故障点位置。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种电缆故障测试探测装置，包括终端及与所述终端连接的耳机及探棒；所述探棒包括探测装置、底座及与所述底座连接的外壳和手持杆，其特征在于，所述探测装置包括压电式加速度传感器、探针、主控制板、路径磁棒、第一倾角传感器、第二倾角传感器、第一电机、第二电机及旋转座；

所述探针固定于所述底座的底部，所述压电式加速度传感器固定于所述底座的上端，所述探针连接所述压电式加速度传感器；

所述第一电机以水平地方式固定于所述底座，所述旋转座与所述第一电机的驱动轴连接，所述第二电机固定于所述旋转座，所述第二电机的驱动轴与所述路径磁棒连接，所述第一电机的驱动轴与所述第二电机的驱动轴相互垂直；

所述第一倾角传感器和第二倾角传感器以相互垂直的方式设置，所述第一倾角传感器、第二倾角传感器、第一电机、第二电机、路径磁棒及压电式加速度传感器分别连接所述主控制板。

2.根据权利要求1所述的电缆故障测试探测装置，其特征在于，所述第一电机的转轴以与水平面平行的方式设置。

3.根据权利要求1所述的电缆故障测试探测装置，其特征在于，所述第一倾角传感器和第二倾角传感器以与水平面平行的方式设置。

4.根据权利要求1所述的电缆故障测试探测装置，其特征在于，所述主控制板以与水平面平行的方式设置，所述第一倾角传感器和第二倾角传感器以水平地方式设于所述主控制板上。

5.根据权利要求1所述的电缆故障测试探测装置，其特征在于，所述第一电机和第二电机的驱动轴位于同一水平面上。

6.根据权利要求1所述的电缆故障测试探测装置，其特征在于，还包括设于所述外壳上的开关和接口、设于所述底座的蓄电池，所述主控制板包括控制器、第一继电器及第二继电器；所述开关分别连接蓄电池与控制器的电源端，所述接口通过采样线路连接所述控制器的采样端、通过设有第一继电器的常开开关的第一线路连接所述控制器的一个输入输出端口以及通过设有第二继电器的常开开关的第二线路连接所述蓄电池，所述第一继电器及第二继电器的线圈分别连接所述控制器的一个端口。

7.根据权利要求6所述的电缆故障测试探测装置，其特征在于，所述路径磁棒包括磁铁芯、绕于所述磁铁芯外表面的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈缠绕匝数相同且缠绕的方向相反。

8.根据权利要求6所述的电缆故障测试探测装置，其特征在于，所述主控制板还包括磁信号放大电路、第一自动增益控制电路、第一带通滤波电路、声信号前置放大电路、第二自动增益控制电路及第二带通滤波电路；所述路径磁棒、磁信号放大电路、第一自动增益控制电路、第一带通滤波电路及控制器的一个端口依次连接；所述压电式加速度传感器、声信号前置放大电路、第二自动增益控制电路、第二带通滤波电路及控制器的一个端口依次连接。

9.根据权利要求1所述的电缆故障测试探测装置，其特征在于，所述终端为电缆定点测试仪。

10.根据权利要求1所述的电缆故障测试探测装置，其特征在于，所述手持杆以能够拆卸地与所述外壳连接。