專利名稱：一種電力電纜故障位置快速定位裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及敷設(shè)在地下的電力電纜的故障定位，特別是涉及一種電力電纜故障位置快速定位裝置及方法。
背景技術(shù)：
電力電纜故障測(cè)試系統(tǒng)主要由三大部分組成:電纜故障距離測(cè)量設(shè)備、電纜故障位置定位設(shè)備以及電纜埋設(shè)路徑測(cè)量設(shè)備。其中，電纜故障距離測(cè)量設(shè)備主要測(cè)量原理采用脈沖回波法(俗稱雷達(dá)測(cè)距)；電纜故障位置定位設(shè)備主要測(cè)量原理采用磁聲時(shí)差延遲定位法；電纜埋設(shè)路徑測(cè)量設(shè)備主要測(cè)量原理采用電磁感應(yīng)法。由于地下電纜敷設(shè)方法、環(huán)境復(fù)雜，通常采用:直埋、穿管直埋、電纜溝道三種方法。電纜故障距離測(cè)量設(shè)備測(cè)出的故障距離與電纜在地面走向的實(shí)際距離有偏差，因此僅僅是范圍概念(參考距離)。對(duì)于查找定位故障點(diǎn)具體位置，必須使用電纜故障位置定位設(shè)備來完成。傳統(tǒng)電纜故障位置定位設(shè)備常用于電纜敷設(shè)方式為直埋方式的故障點(diǎn)定位問題。而對(duì)于電纜敷設(shè)方式為直埋穿管和電纜溝道方式時(shí)，傳統(tǒng)的電纜故障位置定位設(shè)備往往無法快速準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種電力電纜故障位置快速定位裝置及方法，可以快速、準(zhǔn)確定位以穿管或電纜溝方式敷設(shè)于地下的電力電纜的故障位置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電力電纜故障位置快速定位裝置，包括:
高壓脈沖發(fā)生器，用于在電力電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)；
數(shù)據(jù)處理裝置，至少連接有磁傳感器和聲傳感器，所述磁傳感器用于接收電纜周邊的磁脈沖信號(hào)，所述聲傳感器用于接收故障點(diǎn)產(chǎn)生的閃絡(luò)放電聲信號(hào)，根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置。其中，所述數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)一步包括:
磁脈沖信號(hào)放大器，用于將磁傳感器所接收的磁脈沖信號(hào)進(jìn)行放大；
聲信號(hào)放大器，用于將所述聲傳感器接收的閃絡(luò)放電聲信號(hào)進(jìn)行放大；
A/D轉(zhuǎn)換器，用于將所述磁脈沖信號(hào)放大器和所述信號(hào)放大器處理后的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；
觸發(fā)控制單元，用于在接收到所述磁脈沖信號(hào)時(shí)，觸發(fā)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并在接收到所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)時(shí)停止計(jì)時(shí)；
處理顯示單元，用于根據(jù)所述計(jì)時(shí)的時(shí)間，獲得故障點(diǎn)的位置信息并顯示。其中，所述聲傳感器為麥克風(fēng)傳感器。相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，提供一種電力電纜故障位置快速定位方法，用于對(duì)地下敷設(shè)的電力電纜的故障位置進(jìn)行定位，包括如下步驟:
向電力電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)；
在距離所述電力電纜測(cè)量端一定距離的電纜附近的管道或溝道中通過磁傳感器和聲傳感器分別采集電纜周邊的磁脈沖信號(hào)和由故障點(diǎn)產(chǎn)生的閃絡(luò)放電聲信號(hào)；
根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置。其中，所述根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置的步驟具體為:
在接收到所述磁脈沖信號(hào)時(shí)，觸發(fā)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并在接收到所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)時(shí)停止計(jì)時(shí)；
用于根據(jù)所述計(jì)時(shí)的時(shí)間以及聲波在空氣中傳播的速度，獲得故障點(diǎn)距離所述聲傳感器的位置，從而獲得所述故障點(diǎn)的位置。其中，所述聲傳感器為麥克風(fēng)傳感器。實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例，具有如下有益效果:
通過在電力電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)，并通過放置于套管或電纜溝中的磁傳感器和聲音傳感器，獲得兩者的時(shí)間差，從而可以快速、準(zhǔn)確定位以穿管或電纜溝方式敷設(shè)于地下的電力電纜的故障位置。而且本發(fā)明的裝置簡(jiǎn)單，使用方便。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方法，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明提供的一種電力電纜故障位置快速定位裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明電力電纜故障位置快速定位裝置的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景示意 圖3是本發(fā)明電力電纜故障位置快速定位裝置的另一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景示意 圖4是本發(fā)明電力電纜故障位置快速定位裝置中接收到的磁脈沖信號(hào)和聲信號(hào)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，是本發(fā)明提供的一種電力電纜故障位置快速定位裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；其中，該電力電纜故障位置快速定位裝置I包括:
高壓脈沖發(fā)生器10，用于在電力電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)；
數(shù)據(jù)處理裝置11，至少連接有磁傳感器12和聲傳感器13，所述磁傳感器12用于接收電纜周邊的磁脈沖信號(hào)，所述聲傳感器13用于接收故障點(diǎn)產(chǎn)生的閃絡(luò)放電聲信號(hào)，根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置。其中，所述數(shù)據(jù)處理裝置11進(jìn)一步包括: 磁脈沖信號(hào)放大器110，用于將磁傳感器12所接收的磁脈沖信號(hào)進(jìn)行放大；
聲信號(hào)放大器111，用于將所述聲傳感器13接收的閃絡(luò)放電聲信號(hào)進(jìn)行放大；
A/D轉(zhuǎn)換器112,用于將所述磁脈沖信號(hào)放大器110和所述信號(hào)放大器111處理后的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；
觸發(fā)控制單元113，用于在接收到所述磁脈沖信號(hào)時(shí)，觸發(fā)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并在接收到所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)時(shí)停止計(jì)時(shí)；
處理顯示單元114，用于根據(jù)所述計(jì)時(shí)的時(shí)間，獲得故障點(diǎn)的位置信息并顯示。其中，聲傳感器13為空氣媒質(zhì)敏感的麥克風(fēng)傳感器。如圖2所示，是本發(fā)明電力電纜故障位置快速定位裝置的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；圖2中示出了在直埋穿管情形下的應(yīng)用。從中可以看出，電力電纜2穿設(shè)在穿管3中，被埋在土層4中。使用本發(fā)明的電力電纜時(shí)，高壓脈沖發(fā)生器10在電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)，其在電纜周邊產(chǎn)生磁脈沖信號(hào)，并在故障點(diǎn)產(chǎn)生閃絡(luò)放電聲信號(hào)。在距離電纜測(cè)量端一定距離的地方，將電力電纜故障位置快速定位裝置I所連接的聲傳感器13放置于套管3的空間內(nèi)。其連接的磁傳感器12接收被測(cè)電纜的磁信號(hào)，此時(shí)即可以啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，等聲傳感器13接收故障點(diǎn)閃絡(luò)放電振動(dòng)信號(hào)，記錄收到該兩者信號(hào)之間的時(shí)間差，由于聲音在空氣中的傳播速度常數(shù)V (V:340米/秒)，由式:S=V*T (T為磁聲延遲時(shí)間)就可以準(zhǔn)確計(jì)算定位故障點(diǎn)位置。如圖3所示，是本發(fā)明電力電纜故障位置快速定位裝置的另一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景示意圖，圖3中示出了在電纜溝中設(shè)置電纜的情形。從中可以看出，電力電纜2穿設(shè)在電纜溝6中的電纜臺(tái)架20上。使用本發(fā)明的電力電纜時(shí)，高壓脈沖發(fā)生器10在電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)，其在電纜周邊產(chǎn)生磁脈沖信號(hào)，并在故障點(diǎn)產(chǎn)生閃絡(luò)放電聲信號(hào)。在距離電纜測(cè)量端一定距離的地方，將電力電纜故障位置快速定位裝置I所連接的聲傳感器13放置蓋板7的蓋板孔70中。其連接的磁傳感器12接收被測(cè)電纜的磁信號(hào)，此時(shí)即可以啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，等聲傳感器13接收故障點(diǎn)閃絡(luò)放電振動(dòng)信號(hào)，記錄收到該兩者信號(hào)之間的時(shí)間差，由于聲音在空氣中的傳播速度常數(shù)V (V:340米/秒)，由式:S=V*T (T為磁聲延遲時(shí)間)就可以準(zhǔn)確計(jì)算定位故障點(diǎn)位置。圖4是本發(fā)明電力電纜故障位置快速定位裝置中接收到的磁脈沖信號(hào)和聲信號(hào)的時(shí)序圖。因?yàn)殡姶判盘?hào)真空中的傳播速度是(3 X IO8米/秒)空氣中聲音傳播速度(340米/秒)的30萬倍，因此磁傳感器接收到電磁信號(hào)所需時(shí)間比聲傳感器接收到故障點(diǎn)閃絡(luò)放電振動(dòng)信號(hào)快了數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)，其測(cè)量誤差可忽略不計(jì)。磁傳感器接收到的電磁信號(hào)經(jīng)放大處理后產(chǎn)生啟始脈沖，啟動(dòng)內(nèi)部模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路開始采樣數(shù)據(jù)(設(shè)為Ttl)，隨后聲傳感器接收到的故障點(diǎn)閃絡(luò)放電振動(dòng)信號(hào)的起始點(diǎn)(設(shè)為Ts)，則兩者之差Ts-Tci=T,由式:S=V*T (式中:s為故障點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果、V=340米/秒為空氣中聲音傳播速度、T為磁聲延遲時(shí)間)，既可得出測(cè)量結(jié)果。從上可以看出，本發(fā)明的電力電纜故障位置快速定位方法，用于對(duì)地下敷設(shè)的電力電纜的故障位置進(jìn)行定位，包括如下步驟:
向電力電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)；
在距離所述電力電纜測(cè)量端一定距離的電纜附近的管道或溝道中通過磁傳感器和聲傳感器分別采集電纜周邊的磁脈沖信號(hào)和由故障點(diǎn)產(chǎn)生的閃絡(luò)放電聲信號(hào)； 根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置。其中，所述根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置的步驟具體為:
在接收到所述磁脈沖信號(hào)時(shí)，觸發(fā)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并在接收到所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)時(shí)停止計(jì)時(shí)；
用于根據(jù)所述計(jì)時(shí)的時(shí)間以及聲波在空氣中傳播的速度，獲得故障點(diǎn)距離所述聲傳感器的位置，從而獲得所述故障點(diǎn)的位置。實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例，具有如下有益效果:
通過在電力電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)，并通過放置于套管或電纜溝中的磁傳感器和聲音傳感器，獲得兩者的時(shí)間差，從而可以快速方便并精確地定位穿管和電纜溝兩種敷設(shè)方式的故障點(diǎn)位置。而且本發(fā)明的裝置簡(jiǎn)單，使用方便。以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電力電纜故障位置快速定位裝置，其特征在于，包括: 高壓脈沖發(fā)生器，用于在電力電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)； 數(shù)據(jù)處理裝置，至少連接有磁傳感器和聲傳感器，所述磁傳感器用于接收電纜周邊的磁脈沖信號(hào)，所述聲傳感器用于接收故障點(diǎn)產(chǎn)生的閃絡(luò)放電聲信號(hào)，根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的定位裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)一步包括: 磁脈沖信號(hào)放大器，用于將磁傳感器所接收的磁脈沖信號(hào)進(jìn)行放大； 聲信號(hào)放大器，用于將所述聲傳感器接收的閃絡(luò)放電聲信號(hào)進(jìn)行放大； A/D轉(zhuǎn)換器，用于將所述磁脈沖信號(hào)放大器和所述信號(hào)放大器處理后的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換； 觸發(fā)控制單元，用于在接收到所述磁脈沖信號(hào)時(shí)，觸發(fā)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并在接收到所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)時(shí)停止計(jì)時(shí)； 處理顯示單元，用于根據(jù)所述計(jì)時(shí)的時(shí)間，獲得故障點(diǎn)的位置信息并顯示。
3.如權(quán)利要求2所述的定位裝置，其特征在于，所述聲傳感器為麥克風(fēng)傳感器。
4.一種電力電纜故障位置快速定位方法，用于對(duì)地下敷設(shè)的電力電纜的故障位置進(jìn)行定位，其特征在于，包括如下步驟: 向電力電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)； 在距離所述電力電纜測(cè)量端一定距離的電纜附近的管道或溝道中通過磁傳感器和聲傳感器分別采集電纜周邊的磁脈沖信號(hào)和由故障點(diǎn)產(chǎn)生的閃絡(luò)放電聲信號(hào)； 根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置。
5.如權(quán)利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置的步驟具體為: 在接收到所述磁脈沖信號(hào)時(shí)，觸發(fā)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并在接收到所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)時(shí)停止計(jì)時(shí)； 用于根據(jù)所述計(jì)時(shí)的時(shí)間以及聲波在空氣中傳播的速度，獲得故障點(diǎn)距離所述聲傳感器的位置，從而獲得所述故障點(diǎn)的位置。
6.如權(quán)利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述聲傳感器為麥克風(fēng)傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力電纜故障位置快速定位裝置，包括高壓脈沖發(fā)生器，用于在電力電纜測(cè)量端饋入高壓脈沖信號(hào)；數(shù)據(jù)處理裝置，至少連接有磁傳感器和聲傳感器，所述磁傳感器用于接收電纜周邊的磁脈沖信號(hào)，所述聲傳感器用于接收故障點(diǎn)產(chǎn)生的閃絡(luò)放電聲信號(hào)，根據(jù)接收到所述磁脈沖信號(hào)與所述閃絡(luò)放電聲信號(hào)的時(shí)間差，定位所述故障點(diǎn)的位置。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的定位方法。實(shí)施本發(fā)明，可以快速、準(zhǔn)確定位以穿管或電纜溝方式敷設(shè)于地下的電力電纜的故障位置。
文檔編號(hào)G01R31/10GK103149504SQ20131007156
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者倪瓊, 莊小艇, 林光遠(yuǎn), 華興, 江意, 楊軍 申請(qǐng)人:深圳供電局有限公司