地埋电热缆故障测试系统技术方案

一种地埋电热缆故障测试系统，由信号发生器、故障点探测器和高压熔断器三部分组成；信号发生器的输出端与地埋电热缆连接，故障点探测器采集地埋电热缆的故障信号，高压熔断器可与地埋电热缆连接。本实用新型专利技术在测试短路点和断路点时，方法简单，使用方便，测量精度高，能准确找到短路和断路点，在施工中使用效果好。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种故障检测系统，特别涉及一种对地埋电热缆 的常见故障进行测试的地埋电热缆故障测试系统。技术背景随着我国居民生活水平的提高，对住宅供暖的要求也越来越高。 近几年出现的地面辐射采暖系统，满足了人们的要求，现在应用的地 面辐射采暖系统主要有电热地面釆暖系统和低温热水辐射采暖系统。 由于电热地面辐射采暖系统以电力作为能源，无污染，使室内温度分 布符合人体的生理需要，且可按用电量收费，能由住户自己控制室内 温度和加温时间，及环保、舒适、保健，又具有一定的主观可控性， 因此在近几年有了较大的发展。电热地面辐射采暖系统由电热缆和温控器组成，电热缆埋于水泥 地下，不占用使用空间，但同时也带来一定的问题一一维修问题。由 于施工、装修等原因有可能造成电热缆的损坏，而电热缆又埋于地面 下，损坏后不易找到故障点。
技术实现思路
本技术的目的就在于克服上述现有技术中存在的不足，而提 供一种可精确测试电热缆短路和断路故障点的地埋电热缆故障测试 系统。本技术的技术方案是 一种地埋电热缆故障测试系统，其特 征在于由信号发生器、故障点探测器和高压熔断器三部分组成；信 号发生器的输出端与地埋电热缆连接，故障点探测器采集地埋电热缆 的故障信号，高压熔断器可与地埋电热缆连接。上述信号发生器由CPU、 D/A转换器和放大电路依次连接，按 键与CPU连接。上述故障点探测器由信号接收电路、放大电路、滤波电路、A/D 转换器、CPU、 PC机、LCD显示器和存储器组成；信号接收电路、 放大电路、滤波电路、A/D转换器依次连接，A/D转换器的输出端与 CPU的输入端连接，CPU的输出端分别与PC机、LCD显示器和存储器连接。上述高压熔断器由按键、A/D转换器、CPU、高压继电器、高压 变压器和显示器组成；A/D转换器的输出端与CPU的输入端连接， CPU的输出端分别与高压继电器和显示器连接，高压变压器与高压 继电器的输入端连接；高压继电器的输出端与地埋电热缆连接；按键 与CPU连接。本技术具有如下的优点和积极效果K能够精确探测埋于地面下的电热缆的短路和断路故障点。可探测到地面50厘米以下的电热缆故障点，并可快速准确地探测短路 点、断路点的位置， 一般可在直径15厘米以内，具有准确、方便、 快速的特点。2、 通过计算机对采集到的数据进行分析和整理，根据地面敷 设材质的不同，经过计算，分析出故障点的具体位置。3、 具有数据处理和分析能力，可脱离计算机独立工作。4、 具有强大的显示功能。高压熔断器的LCD显示器可显示整个 工作过程，并且故障点探测器可以波形的形式显示探测到的数据。5、 该装置设有键盘，可设置探测的参数。附图说明图1是本技术的工作原理框图。 图2是短路点测试原理框图。 图3是断路点测试原理框图。 图4是程序设计流程图。具体实施方式如图1所示电热缆故障探测装置由信号发生器、故障点探测器 和高压熔断器三部分组成。信号发生器、故障点探测器和高压熔断器的控制核心均采用Silicon Labs公司C8051F330 MCU，它具有 100MIPS的系统性能、内嵌128KB闪存和8KB SRAM、灵活的I/O端口配置、可编程的时钟系统、多源复位、以及零功耗系统设计，完 全能够满足电热缆故障探测装置的设计要求。信号发生器可根据探测不同地面敷设材料的要求产生多种频点 的波形，CPU根据用户的设置，通过D/A转换器产生波形，经放大电路放大后，加载于电热缆的两端。电热缆加载信号后，可通过故障点探测器探测故障点。故障点探 测器的信号接收电路接收信号，放大滤波后，经A/D转换器转换成数字信号由CPU接收并存贮，CPU即可将探测到的数据上传给PC机进行数据的分析和显示，也可以通过自备的分析程序分析数据，并将结果在LCD显示器上显示，以方便使用人员快速准确地找到故障 点。当电热缆发生断路故障时，需要使用高压熔断器将断路点碳化， 呈短路状态，再探测。高压熔断器通过A/D转换器采集电热缆的阻 值，当探测到电热缆处于断路状态后，由CPU控制高压继电器向电 热缆输出1500V 5000V的高压，该过程反复进行，直到高压熔断器 探测到电热缆呈短路状态。高压熔断器的工作流程设置可通过键盘进 行，并能显示整个工作过程。如图2所示短路点测试原理。测试仪上电检测时，J2接于C点，CPU在C点测到一个高电平， 说明系统工作正常。当测试电热缆的短路点时，需将电热缆的两端分别与A、 B两点 相接，通过键盘设置测试仪工作在短路点测试状态，并选择测试方式， CPU根据所选择的测试方式，控制74LS138译码器的输出，由译码 器控制J1的不同继电器接通，使方波发生器在A点输出不同强度、 不同频率的波形，通过AB两点，在电热缆上传输。根据电热缆所埋 在地面下深度的不同，选择不同强度的信号。测试电热缆的短路点还需要使用故障点探测器。故障点探测器通 过感应探头接信号，经多级放大、滤波及A/D转换后送到CPU。测 试短路点时，故障点探测器沿电热缆移动，在短路点之前均接收到信 号，在距离短路点10厘米左右的地方，便接收不到该信号，因此可 精确的找到短路点。如图3、 4所示断路点测试原理将断路电热缆接入高压熔断器，通过键盘设置测试仪工作在断路 点熔断状态，然后由CPU控制译码器使高压继电器J4和J5分别与A、 B点相接，同时使J3继电器组的不同继电器接通，220V的交流电压通过高压变压器产生1500V 5000V的高压，将高压脉冲加在电热缆 的两端，在电热缆的断点处有火花放电的现象产生，将电热缆的绝缘 层炭化，同时又漏电流产生，CPU通过电流检测线圈及内部的A/D 转换器检测漏电流的值，当电热缆加高压一定时间后，CPU控制译 码器，使高压继电器J4和J5分别与C、 D两点相接，使电热缆的一 端接+5V， 一端与CPU的A/D转换端相连，通过A/D转换器测试电 热缆的电阻，当电阻<4000时，表明已将电热缆的断路点烧成短路状 态，然后用短路测试的方法测试此断路点，当电阻〉400Q时，自动重 复熔断过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地埋电热缆故障测试系统，其特征在于：其特征在于：由信号发生器、故障点探测器和高压熔断器三部分组成；信号发生器的输出端与地埋电热缆连接，故障点探测器采集地埋电热缆的故障信号，高压熔断器可与地埋电热缆连接。

【技术特征摘要】
1、一种地埋电热缆故障测试系统，其特征在于其特征在于由信号发生器、故障点探测器和高压熔断器三部分组成；信号发生器的输出端与地埋电热缆连接，故障点探测器采集地埋电热缆的故障信号，高压熔断器可与地埋电热缆连接。2、 根据权利要求1所述的地埋电热缆故障测试系统，其特征在于上述信号发生器由CPU、 D/A转换器和放大电路依次连接，按 键与CPU连接。3、根据权利要求1所述的地埋电热缆故障测试系统，其特征在于上述故障点探测器由信号接收电路、放大电路、滤波电路、A/D转换 器、CPU、 PC机、LCD显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，沈怡麟，李莉，
申请(专利权)人：天津工程师范学院，
类型：实用新型
国别省市：12[]