本發(fā)明涉及電纜檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于行波法的、安全便捷的高壓電纜潛在問(wèn)題的離線檢測(cè)定位方法及裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)發(fā)展迅速，電力電纜大量投入到城市電網(wǎng)的建設(shè)之中，且使用量逐年攀升。隨著電網(wǎng)用電負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，電纜故障率也大大升高，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為確保電力電纜的可靠運(yùn)行，保障電網(wǎng)安全，對(duì)電纜的檢測(cè)技術(shù)成為了國(guó)內(nèi)外專家的研究熱點(diǎn)。目前，對(duì)高壓電纜常用的檢測(cè)方式為：在投運(yùn)前或?qū)\(yùn)行中的高壓電纜周期性停電，進(jìn)行離線檢測(cè)。

當(dāng)前，對(duì)電力電纜的離線檢測(cè)方法中脈沖電流法使用較為廣泛。其基本原理為以交流實(shí)驗(yàn)電源對(duì)電纜加壓至一定電壓的等級(jí)，電纜絕緣的缺陷處會(huì)發(fā)生局部放電，電纜兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的電壓變化，此時(shí)經(jīng)過(guò)耦合電路，在回路中產(chǎn)生脈沖電流,將脈沖電流流經(jīng)檢測(cè)阻抗產(chǎn)生的脈沖電壓予以采集、放大和顯示處理來(lái)測(cè)定局部放電的基本量。定位則是利用脈沖正反向傳播產(chǎn)生的時(shí)間差來(lái)計(jì)算。但是對(duì)電纜進(jìn)行充電測(cè)試需要很高的電壓且時(shí)間較長(zhǎng)，該充電系統(tǒng)包含多個(gè)設(shè)備，如在野外檢測(cè)時(shí)需發(fā)電機(jī)、高壓變壓器、耦合電容和高壓連接電纜。同時(shí)設(shè)備運(yùn)輸不便，不利于現(xiàn)場(chǎng)條件下的離線檢測(cè)。而且方法所產(chǎn)生的脈沖實(shí)際為阻尼振蕩，對(duì)于潛在缺陷點(diǎn)距測(cè)試點(diǎn)較近時(shí)，由于脈沖傳播路徑過(guò)短，使得反射脈沖與入射脈沖發(fā)生混疊，不易觀察而無(wú)法精確獲取入射及反射脈沖之間的時(shí)間差值,造成定位失敗。并且該方法通過(guò)觀察示波器來(lái)計(jì)算時(shí)間差，誤差很大，結(jié)果十分不準(zhǔn)確。

振蕩波法通過(guò)無(wú)源諧振技術(shù)取代脈沖電流法中的傳統(tǒng)交流實(shí)驗(yàn)電源，使得系統(tǒng)體積及重量顯著減小。在對(duì)電纜使用直流充電并在充電完成的基礎(chǔ)上，通過(guò)內(nèi)置的高壓電抗器、高壓實(shí)時(shí)固態(tài)開(kāi)關(guān)與試品電纜形成阻尼振蕩電壓波，激發(fā)出電纜潛在缺陷處的放電信號(hào)。由于其基本原理與脈沖電流法大致相同，所以同樣存在對(duì)潛在缺陷點(diǎn)距測(cè)試點(diǎn)較近時(shí)不能精準(zhǔn)定位的問(wèn)題。并且仍需攜帶示波器等設(shè)備以觀察放電信號(hào)和記錄數(shù)據(jù)，較為麻煩。且上述方法都需進(jìn)行高壓充電，對(duì)操作人員存在安全隱患，并且會(huì)對(duì)已存在放電源的電纜造成二次損傷，對(duì)電纜的損害較大。

基于以上所述問(wèn)題，本領(lǐng)域急需一種安全便捷的高壓電纜潛在問(wèn)題的離線檢測(cè)定位方法及裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種基于行波法的、安全便捷的高壓電纜潛在問(wèn)題的離線檢測(cè)定位方法及裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

一種高壓電纜潛在問(wèn)題的離線檢測(cè)定位方法，包括如下步驟：

1)由單片機(jī)控制DDS信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生用于檢測(cè)待測(cè)電纜的正弦信號(hào)；

2)所述正弦信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大模塊進(jìn)行信號(hào)的放大；

3)放大后的正弦信號(hào)通過(guò)變壓器耦合到連接至待測(cè)電纜的回波檢測(cè)電路；

4)由數(shù)據(jù)采集模塊在所述回波檢測(cè)電路的檢測(cè)端進(jìn)行電壓的采樣；

5)由數(shù)據(jù)分析處理模塊讀取采樣得到的波形數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析和處理；

6)對(duì)完好的電纜進(jìn)行檢測(cè)、采樣，將采樣得到的波形B的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)分析處理模塊的存儲(chǔ)單元中；

7)所述數(shù)據(jù)分析處理模塊對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理前應(yīng)得到以下數(shù)據(jù)：

a)所述正弦信號(hào)在所述待測(cè)電纜中的傳播速度v；

b)所述正弦信號(hào)的頻率f及周期T。

8)所述數(shù)據(jù)分析處理模塊在處理時(shí)需要完成：

a)對(duì)待測(cè)電纜進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在測(cè)試點(diǎn)采樣得到的兩個(gè)周期的波形A的數(shù)據(jù)；

b)由檢測(cè)待測(cè)電纜得到的波形A的數(shù)據(jù)與對(duì)完好電纜檢測(cè)得到的波形B的數(shù)據(jù)之差，得到所述正弦信號(hào)到達(dá)問(wèn)題點(diǎn)而反射回來(lái)的兩個(gè)周期波形C的數(shù)據(jù)；

c)波形C的極大值點(diǎn)的橫坐標(biāo)t_i與行波傳輸?shù)綕撛趩?wèn)題點(diǎn)再經(jīng)反射回來(lái)所用時(shí)間Δt_i的關(guān)系式為：

d)各個(gè)問(wèn)題點(diǎn)距測(cè)試點(diǎn)的距離x利用公式：

x＝vΔt_i/2

計(jì)算出來(lái)；

9)在檢測(cè)含潛在問(wèn)題的待測(cè)電纜時(shí)，單片機(jī)采集變壓器初級(jí)側(cè)電壓的峰值，再將此峰值與檢測(cè)完好電纜時(shí)存下的相應(yīng)數(shù)值做比較，將所得比值送給數(shù)據(jù)分析處理模塊，所述數(shù)據(jù)分析處理模塊將當(dāng)前待測(cè)電纜的采樣值除以此比值，以消除電路的老化、濕度和溫度對(duì)測(cè)量的影響。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步地，還包括步驟：將所述數(shù)據(jù)分析處理模塊經(jīng)分析處理得到的結(jié)果在顯示模塊上顯示出來(lái)。

進(jìn)一步地，所述正弦信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大模塊進(jìn)行信號(hào)的放大包括：先經(jīng)電壓放大器進(jìn)行電壓的放大，再經(jīng)功率放大器進(jìn)行功率的放大。

由于含潛在問(wèn)題被測(cè)電纜可能不止一個(gè)潛在問(wèn)題點(diǎn)，會(huì)存在多個(gè)反射波，在測(cè)試點(diǎn)疊加后，波形C在一個(gè)周期內(nèi)不止有一個(gè)極大值點(diǎn)，可能會(huì)有多個(gè)極大值點(diǎn)，第i個(gè)極大值點(diǎn)的橫坐標(biāo)為ti，各個(gè)潛在問(wèn)題點(diǎn)距測(cè)試端的距離x仍然可以通過(guò)公式x＝vΔt_i/2計(jì)算出來(lái)。

在實(shí)際應(yīng)用中，正弦信號(hào)的頻率f應(yīng)該固定，且f應(yīng)該遠(yuǎn)小于回波檢測(cè)電路的固有諧振頻率f₀；一般地，可選f＝50kHz。

正弦信號(hào)是在含潛在問(wèn)題的電纜的金屬導(dǎo)線與金屬屏蔽網(wǎng)之間的介質(zhì)中傳播的，經(jīng)過(guò)潛在問(wèn)題點(diǎn)時(shí)，波形會(huì)發(fā)生反射，反射時(shí)會(huì)有Π相位的突變；最終采樣到的波形數(shù)據(jù)是經(jīng)變壓器耦合的信號(hào)與各反射波疊加后的信號(hào)波形數(shù)據(jù)。

本發(fā)明還提供一種高壓電纜潛在問(wèn)題的離線檢測(cè)定位裝置，包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、信號(hào)發(fā)生模塊、信號(hào)放大模塊、變壓器、校準(zhǔn)檢測(cè)模塊、采樣觸發(fā)信號(hào)模塊、待測(cè)電纜、回波檢測(cè)電路、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊以及光耦隔離模塊，其中，所述信號(hào)發(fā)生模塊中設(shè)有連接至所述單片機(jī)的DDS信號(hào)發(fā)生器，所述單片機(jī)控制所述DDS信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生正弦信號(hào)；所述DDS信號(hào)發(fā)生器經(jīng)電阻R1與所述信號(hào)放大模塊相連接，所述信號(hào)放大模塊連接至所述變壓器；所述變壓器包括：變壓器初級(jí)側(cè)、變壓器第一次級(jí)側(cè)以及變壓器第二次級(jí)側(cè)，其中，所述變壓器初級(jí)側(cè)與所述信號(hào)放大模塊相連接，所述變壓器初級(jí)側(cè)還與所述校準(zhǔn)檢測(cè)模塊相連接；所述變壓器第一次級(jí)側(cè)與所述待測(cè)電纜相連接，所述待測(cè)電纜與所述回波檢測(cè)電路相連接，所述回波檢測(cè)電路、所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述數(shù)據(jù)分析處理模塊和所述光耦隔離模塊依次相連接，所述光耦隔離模塊連接至所述單片機(jī)；所述變壓器第二次級(jí)側(cè)與所述采樣觸發(fā)信號(hào)模塊相連接，所述采樣觸發(fā)信號(hào)模塊與所述數(shù)據(jù)分析處理模塊相連接；所述光耦隔離模塊設(shè)于所述單片機(jī)與所述數(shù)據(jù)分析處理模塊之間。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步地，還包括連接至所述數(shù)據(jù)分析處理模塊的顯示模塊，用以顯示所述數(shù)據(jù)分析處理模塊采樣得到的波形以及計(jì)算值。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)放大模塊中依次設(shè)有電壓放大器和功率放大器；所述電壓放大器的正輸入端與所述電阻R1相連接，負(fù)輸入端經(jīng)電阻R2接地，所述電壓放大器的負(fù)輸入端和輸出端之間并聯(lián)一電阻R3；所述功率放大器的正輸入端與所述電壓放大器的輸出端相連接，所述功率放大器的負(fù)輸入端與其輸出端短路，輸出端連接至所述變壓器。

進(jìn)一步地，所述校準(zhǔn)檢測(cè)模塊包括：電阻R6、R7和R8，檢波運(yùn)算放大器以及檢波電路，所述電阻R6和R7串聯(lián)后并聯(lián)于所述變壓器初級(jí)側(cè)，所述電阻R7接地，所述檢波運(yùn)算放大器的正輸入端通過(guò)電阻R8連接至所述電阻R6、R7之間，所述檢波運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與其輸出端短路并連接至所述檢波電路，所述檢波電路連接至所述單片機(jī)。

進(jìn)一步地，所述回波檢測(cè)電路包括：電感L1、電容C1、電阻R4和R5，第一次級(jí)運(yùn)算放大器以及第一次級(jí)差分放大器，所述電感L1和所述電容C1分別并聯(lián)于所述變壓器第一次級(jí)側(cè)，所述電阻R4和R5串聯(lián)后并聯(lián)于所述變壓器第一次級(jí)側(cè)，所述第一次級(jí)運(yùn)算放大器的正輸入端連接至所述電阻R4、R5之間，所述第一次級(jí)運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與其輸出端短路，所述第一次級(jí)差分放大器為單端輸入、雙端輸出，其正輸入端連接所述第一次級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端，雙端輸出至所述數(shù)據(jù)采集模塊。

進(jìn)一步地，所述采樣觸發(fā)信號(hào)模塊包括：第二次級(jí)差分放大器、電阻R9～R12、鍺二極管、以及電壓比較器，所述第二次級(jí)差分放大器的正、負(fù)輸入端連接至所述變壓器第二次級(jí)側(cè)，輸出端通過(guò)串聯(lián)的電阻R9、R10連接至所述電壓比較器的正輸入端，所述鍺二極管的負(fù)極端子連接至所述電阻R9、R10之間，所述電阻R11、R12分別連接至所述電壓比較器的正、負(fù)輸入端，所述電壓比較器的輸出端連接至所述數(shù)據(jù)分析處理模塊。

本發(fā)明的有益效果是：可在高壓電纜生產(chǎn)廠使用，對(duì)高壓電纜生產(chǎn)廠生產(chǎn)的高壓電纜進(jìn)行檢測(cè)，防止帶潛在問(wèn)題的電纜投入到實(shí)際使用當(dāng)中，造成重大經(jīng)濟(jì)損失；亦可用于高壓電纜問(wèn)題的排查，對(duì)剛鋪設(shè)好的各段高壓電纜進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)所得的波形數(shù)據(jù)保存起來(lái)，作為標(biāo)準(zhǔn)波形；在使用過(guò)程中若出現(xiàn)問(wèn)題，再對(duì)各段高壓電纜進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)與各段標(biāo)準(zhǔn)波形對(duì)比，找出問(wèn)題的所在。

附圖說(shuō)明

圖1示為本發(fā)明的高壓電纜潛在問(wèn)題的離線檢測(cè)定位裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2示為一個(gè)實(shí)施例中的高壓電纜潛在問(wèn)題檢測(cè)與定位的電路框圖；

圖3示為仿真所得的三種波形圖；

在附圖中，各標(biāo)號(hào)所表示的部件名稱列表如下：

100、單片機(jī)；200、信號(hào)發(fā)生模塊；300、信號(hào)放大模塊；301、電壓放大器；302、功率放大器；400、變壓器；401、變壓器初級(jí)側(cè)；4011、校準(zhǔn)檢測(cè)模塊；402、變壓器第一次級(jí)側(cè)；403、變壓器第二次級(jí)側(cè)；4031、采樣觸發(fā)信號(hào)模塊；500、待測(cè)電纜；600、回波檢測(cè)電路；700、數(shù)據(jù)采集模塊；800、數(shù)據(jù)分析處理模塊；801、顯示模塊；900、光耦隔離模塊；

1-2、DDS信號(hào)發(fā)生器；1-6、第二次級(jí)差分放大器；1-7、第一次級(jí)差分放大器；1-8、電壓比較器；1-13、檢波運(yùn)算放大器；1-14、第一次級(jí)運(yùn)算放大器；1-18、檢波電路。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2所示，圖1示為本發(fā)明的高壓電纜潛在問(wèn)題的離線檢測(cè)定位裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖2示為一個(gè)實(shí)施例中的高壓電纜潛在問(wèn)題檢測(cè)定位的電路框圖；所述離線檢測(cè)定位裝置包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)100、信號(hào)發(fā)生模塊200、信號(hào)放大模塊300、變壓器400、校準(zhǔn)檢測(cè)模塊4011、采樣觸發(fā)信號(hào)模塊4031、待測(cè)電纜500、回波檢測(cè)電路600、數(shù)據(jù)采集模塊700、數(shù)據(jù)分析處理模塊800、顯示模塊801、光耦隔離模塊900，其中，

所述信號(hào)發(fā)生模塊200中設(shè)有連接至所述單片機(jī)100的DDS信號(hào)發(fā)生器1-2，所述單片機(jī)100控制所述DDS信號(hào)發(fā)生器1-2產(chǎn)生用于檢測(cè)含隱患問(wèn)題的高壓電纜的正弦信號(hào)；所述單片機(jī)100可采用STC12C5A60S2單片機(jī)，所述DDS信號(hào)發(fā)生器1-2可采用AD9851，所述單片機(jī)100通過(guò)對(duì)所述DDS信號(hào)發(fā)生器1-2寫入控制字命令來(lái)使所述DDS信號(hào)發(fā)生器1-2輸出所述正弦信號(hào)，通過(guò)改變寫入的控制字可使所述正弦信號(hào)的頻率發(fā)生改變。

所述DDS信號(hào)發(fā)生器1-2經(jīng)電阻R1與所述信號(hào)放大模塊300相連接；所述信號(hào)放大模塊300中依次設(shè)有電壓放大器301和功率放大器302；所述電壓放大器301的正輸入端與所述電阻R1相連接，負(fù)輸入端經(jīng)電阻R2接地，所述電壓放大器301的負(fù)輸入端和輸出端之間并聯(lián)一電阻R3；所述功率放大器302的正輸入端與所述電壓放大器301的輸出端相連接，所述功率放大器302的負(fù)輸入端與其輸出端短路；由此，所述DDS信號(hào)發(fā)生器1-2產(chǎn)生的正弦信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓放大器進(jìn)行電壓放大后，再經(jīng)過(guò)功率放大器進(jìn)行功率放大；其中，電壓放大器301可選用LMH6629，供電電源電壓能達(dá)到±15V，其功能是將所述DDS信號(hào)發(fā)生器1-2輸出的所述正弦信號(hào)進(jìn)行放大，使得正弦信號(hào)的電壓大小滿足要求；在實(shí)際應(yīng)用中，可通過(guò)設(shè)定電阻R2和R3的阻值來(lái)調(diào)節(jié)電壓的放大倍數(shù)；而功率放大器302可選用OPA2604，輸出電流可達(dá)到350mA，作用是將來(lái)自電壓放大器301的正弦信號(hào)進(jìn)行功率放大，使得此信號(hào)能滿足回波檢測(cè)電路功率的需要。

所述功率放大器302的輸出端連接至所述變壓器400，所述變壓器400包括：變壓器初級(jí)側(cè)401、變壓器第一次級(jí)側(cè)402以及變壓器第二次級(jí)側(cè)403，其中，

所述變壓器初級(jí)側(cè)401的第一端與所述功率放大器302的輸出端相連接，所述變壓器初級(jí)側(cè)401的第二端直接接地；

所述變壓器初級(jí)側(cè)401連接有所述校準(zhǔn)檢測(cè)模塊4011，所述校準(zhǔn)檢測(cè)模塊4011包括：電阻R6、R7和R8，檢波運(yùn)算放大器1-13以及檢波電路1-18，所述電阻R6和R7串聯(lián)后并聯(lián)于所述變壓器初級(jí)側(cè)，所述電阻R7接地，所述檢波運(yùn)算放大器1-13的正輸入端通過(guò)電阻R8連接至所述電阻R6、R7之間，所述檢波運(yùn)算放大器1-13的負(fù)輸入端與其輸出端短路并連接至所述檢波電路1-18，所述檢波電路1-18連接至所述單片機(jī)100；

由于溫度等的影響，器件的參數(shù)會(huì)發(fā)生微小變化，需要校準(zhǔn)；變壓器的原邊并聯(lián)兩個(gè)大電阻R6、R7，它們的存在不會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生任何影響；在檢測(cè)完好的電纜時(shí)，取出電阻R7兩端的電壓信號(hào)，通過(guò)電阻R8、運(yùn)算放大器1-13組成的電壓跟隨器，通過(guò)檢波電路1-18后，得到電壓的峰值，送到單片機(jī)100的A/D轉(zhuǎn)換口，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，將此數(shù)字量保存到單片機(jī)的存儲(chǔ)器中；

同樣在檢測(cè)所述含潛在問(wèn)題的電纜時(shí)，單片機(jī)也應(yīng)該記錄下來(lái)自電阻R7的電壓信號(hào)的峰值，再將此峰值與檢測(cè)完好電纜時(shí)存下的相應(yīng)數(shù)值做比較，將所得比值通過(guò)光耦隔離送給所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800，所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800將當(dāng)前含潛在問(wèn)題的電纜的采樣值除以此比值，這樣就可以消除溫度等對(duì)測(cè)量的影響。

所述變壓器第一次級(jí)側(cè)402與所述待測(cè)電纜500相連接，所述待測(cè)電纜500與所述回波檢測(cè)電路600相連接，所述回波檢測(cè)電路600、所述數(shù)據(jù)采集模塊700、所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800和所述光耦隔離模塊900依次相連接，所述光耦隔離模塊900連接至所述單片機(jī)100；其中，

所述回波檢測(cè)電路600中包括：電感L1、電容C1、電阻R4和R5，第一次級(jí)運(yùn)算放大器1-14以及第一次級(jí)差分放大器1-7，所述電感L1和所述電容C1分別并聯(lián)于所述變壓器第一次級(jí)側(cè)，所述電阻R4和R5串聯(lián)后并聯(lián)于所述變壓器第一次級(jí)側(cè)，所述第一次級(jí)運(yùn)算放大器1-14的正輸入端連接至所述電阻R4、R5之間，所述第一次級(jí)運(yùn)算放大器1-14的負(fù)輸入端與其輸出端短路，所述第一次級(jí)差分放大器1-7為單端輸入、雙端輸出，其正輸入端連接所述第一次級(jí)運(yùn)算放大器1-14的輸出端，雙端輸出至所述數(shù)據(jù)采集模塊700；

在所述回波檢測(cè)電路600中，所述電感L1和所述電容C1能夠使得用于檢測(cè)的正弦信號(hào)的波形是一個(gè)比較完好的正弦波；電阻R4和R5是足夠大的電阻，它們的存在不會(huì)影響檢測(cè)，例如，電阻R4可選為100兆歐，電阻R5可選為100千歐；所述變壓器400耦合到副邊的電壓的幅值可大于50V；所述回波檢測(cè)電路600的作用是：將經(jīng)功率放大器放大后的正弦信號(hào)耦合到待測(cè)電纜檢測(cè)端，并在待測(cè)電纜中產(chǎn)生行波，以供數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行采樣；

所述第一次級(jí)運(yùn)算放大器1-14可選用LM709，所述第一次級(jí)差分放大器1-7可選用AD8132；所述第一次級(jí)運(yùn)算放大器1-14對(duì)電阻R5兩邊的電壓進(jìn)行跟隨，所述第一次級(jí)差分放大器1-7對(duì)所述第一次級(jí)運(yùn)算放大器1-14輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行差分放大，以供所述數(shù)據(jù)采集模塊700采樣；所述第一次級(jí)差分放大器1-7供電的電源電壓不宜過(guò)高，因?yàn)樗鰯?shù)據(jù)采集模塊700的輸入電壓較小，例如，AD8132的電源電壓為2.7V；

所述數(shù)據(jù)采集模塊700中設(shè)有高速模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換芯片，例如可選用ADC08D1000，在所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800的控制下對(duì)所述第一次級(jí)差分放大器1-7輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣。

所述變壓器第二次級(jí)側(cè)403連接有所述采樣觸發(fā)信號(hào)模塊4031，所述采樣觸發(fā)信號(hào)模塊4031包括：第二次級(jí)差分放大器1-6、電阻R9～R12、鍺二極管1-20、以及電壓比較器1-8，其中，所述第二次級(jí)差分放大器1-6的正、負(fù)輸入端連接至所述變壓器第二次級(jí)側(cè)，輸出端通過(guò)串聯(lián)的電阻R9、R10連接至所述電壓比較器1-8的正輸入端，所述鍺二極管1-20的負(fù)極端子連接至所述電阻R9、R10之間，所述電阻R11、R12分別連接至所述電壓比較器1-8的正、負(fù)輸入端，所述電壓比較器1-8的輸出端連接至所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800；

所述電壓比較器1-8可采用LM119，所述采樣觸發(fā)信號(hào)模塊4031從所述變壓器第二次級(jí)側(cè)403兩端提取采樣觸發(fā)信號(hào)，輸送至所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800；所述第二次級(jí)差分放大器1-6將來(lái)自所述變壓器第二次級(jí)側(cè)的電壓進(jìn)行差分放大，所述鍺二極管1-20的作用是為了保護(hù)后邊的運(yùn)放，使差分放大器輸出信號(hào)的負(fù)半周在鍺二極管的上端電壓不小于-0.2V，從而保護(hù)電壓比較器1-8；電壓比較器為單電源供電，且供電電源與所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800一樣；當(dāng)?shù)诙渭?jí)差分放大器1-6輸出電平高于0V時(shí)，電壓比較器1-8輸出高電平，當(dāng)?shù)诙渭?jí)差分放大器1-6輸出電平小于或等于0V時(shí)，電壓比較器1-8輸出0V，由此，為所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800提供采樣觸發(fā)信號(hào)。

由于變壓器的兩個(gè)次級(jí)側(cè)的負(fù)載不同，所以相位不完全相同，測(cè)量時(shí)應(yīng)以第一次級(jí)側(cè)的過(guò)零點(diǎn)為準(zhǔn)；在檢測(cè)完好的電纜時(shí)，應(yīng)記錄下這一微小的時(shí)間差，進(jìn)行保存；在實(shí)際測(cè)量含潛在隱患的電纜時(shí)，應(yīng)該在接到來(lái)自電壓比較器1-8輸出的采樣觸發(fā)信號(hào)時(shí)，減去此時(shí)間差，來(lái)作為真正的采樣觸發(fā)信號(hào)。

對(duì)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行采樣的方法如下：以f＝50kHz為例，一個(gè)周期是20uS；為了提高采樣的精確度，將兩個(gè)周期平均采樣1000個(gè)點(diǎn)；相鄰兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的間隔是40nS，采樣過(guò)程如下：這1000個(gè)點(diǎn)分成10輪采樣，每一輪采樣開(kāi)始時(shí)間是由電壓比較器1-8提供的。第一輪采樣1、11、21、……991這100個(gè)點(diǎn)，第二輪再采樣2、12、22、32、……992這100個(gè)點(diǎn)，以此類推，直至采樣到第10、20、30、……1000個(gè)點(diǎn)。在這個(gè)過(guò)程中，這1000個(gè)點(diǎn)都進(jìn)行了一次采樣。再重復(fù)這個(gè)過(guò)程1024次，將每個(gè)點(diǎn)在各個(gè)過(guò)程采樣時(shí)得到的數(shù)據(jù)相加。在實(shí)際對(duì)含潛在問(wèn)題的電纜進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800的存儲(chǔ)器中，最初對(duì)完好電纜檢測(cè)時(shí)得到的數(shù)據(jù)亦存儲(chǔ)起來(lái)。

所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800中設(shè)有DSP數(shù)字信號(hào)處理器，例如可采用TMS320F28系列數(shù)字信號(hào)處理器；所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800需要控制所述數(shù)據(jù)采集模塊700進(jìn)行采樣，包括采樣開(kāi)始與結(jié)束的時(shí)刻，采樣的時(shí)間間隔等；接收到采樣信號(hào)后，對(duì)此采樣信號(hào)進(jìn)行分析，計(jì)算出潛在問(wèn)題點(diǎn)的位置；當(dāng)所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800接收到來(lái)自電壓比較器1-8的采樣觸發(fā)信號(hào)時(shí)，控制所述數(shù)據(jù)采集模塊700對(duì)所述待測(cè)電纜500的測(cè)試端進(jìn)行采樣，將所得數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)；

圖3為仿真所得的三種波形圖；其中，A為檢測(cè)所述含潛在問(wèn)題電纜測(cè)試端采樣得到的波形，B為檢測(cè)完好電纜時(shí)測(cè)試端采樣得到的波形，C為A波形對(duì)應(yīng)各坐標(biāo)點(diǎn)的幅值減去B波形對(duì)應(yīng)各坐標(biāo)點(diǎn)的幅值所得到的，相當(dāng)于正弦波經(jīng)過(guò)潛在問(wèn)題點(diǎn)時(shí)反射回來(lái)的信號(hào)的波形；波形C的極大值點(diǎn)的橫坐標(biāo)ti與行波傳輸?shù)綕撛趩?wèn)題點(diǎn)再經(jīng)反射后回來(lái)所用時(shí)間Δti的關(guān)系為：各個(gè)問(wèn)題點(diǎn)距測(cè)試點(diǎn)的距離x利用x＝vΔti/2計(jì)算出來(lái)。

此外，所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800還連接有所述顯示模塊801，用以顯示所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800采樣得到的波形以及計(jì)算值，將采樣信號(hào)的波形、對(duì)完好電纜采樣的波形、潛在問(wèn)題點(diǎn)反射回來(lái)的波形這三個(gè)波形對(duì)照地顯示出來(lái)，并將潛在問(wèn)題點(diǎn)的位置顯示出來(lái)。

在本發(fā)明的離線檢測(cè)定位裝置中，由于所述單片機(jī)100與所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800的電源不同，需要通過(guò)光耦來(lái)實(shí)現(xiàn)所述單片機(jī)100與所述數(shù)據(jù)分析處理模塊800之間的通信，因此，在二者之間設(shè)置了所述光耦隔離模塊900。

由此，本發(fā)明通過(guò)信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生用于檢測(cè)的正弦信號(hào)，經(jīng)電壓放大模塊和功率放大模塊對(duì)該正弦信號(hào)進(jìn)行電壓及功率放大后，通過(guò)變壓器將此信號(hào)耦合到檢測(cè)電路；由數(shù)據(jù)分析處理模塊控制數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)待測(cè)電纜檢測(cè)端的信號(hào)采樣后，再讀取所述數(shù)據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)，并對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將分析處理得到的波形及潛在問(wèn)題點(diǎn)的位置由顯示模塊顯示出來(lái)。

本發(fā)明可以在高壓電纜生產(chǎn)廠使用，對(duì)高壓電纜生產(chǎn)廠生產(chǎn)的高壓電纜進(jìn)行檢測(cè)，防止帶潛在問(wèn)題的電纜投入到實(shí)際使用當(dāng)中，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

本發(fā)明亦可用于高壓電纜問(wèn)題的排查。對(duì)剛鋪設(shè)好的各段高壓電纜進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)所得的波形數(shù)據(jù)保存起來(lái)，作為標(biāo)準(zhǔn)波形。當(dāng)使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題后，再對(duì)各段高壓電纜進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)與各段標(biāo)準(zhǔn)波形對(duì)比，找出問(wèn)題的所在。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。