一种基于电力线载波的线缆故障检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及中压载波技术，公开了一种基于电力线载波的线缆故障检测装置，包括主机和从机，主机和从机分别包含微处理单元、信号发送单元、信号处理单元、数模转换单元。该装置通过判断载波的通信质量来判断电缆状态，载波通信质量较好，通信速率高，表明通信链路正常，电缆状态良好；当载波通信质量不好时，载波系统采用慢速通信，此时已经说明该电缆很可能存在故障，获取通信链路情况做初步判断并提前做好应对措施，及时消除线路故障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力线载波的线缆故障检测装置
本专利技术涉及中压载波技术，具体是一种基于电力线载波的线缆故障检测装置。
技术介绍
电力电缆作为电网的重要组成部分，其工作状态对电网的安全和稳定有重要的影响。电缆可能会由于电缆质量，施工质量，电缆管理等方面因素导致电缆故障，包括低阻故障，高阻故障，开路故障等。由于电力电缆的故障直接关系着整个电力系统的安全运行，因此在电力电缆发生故障时要尽快对故障点进行检测排查并及时消除。目前故障类型主要分为开路故障，低阻故障，高阻故障。由于电力电缆大多埋在地下，想要对故障点进行排查，要耗费大量的人力物力，很大程度上影响了电力供应恢复正常的进度，因此需要一种能够快速检测电缆故障的设备。现有的电力电缆故障检测方法多种多样，主要有低压脉冲反射法，脉冲电压法，脉冲电流法，二次脉冲法。低压脉冲反射法操作简单、技术性要求不高并且测量效果直观、测量的准确率较高。但对于电阻超过100k的短路故障，由于反射波在传输过程中衰减太大，就会难以进行观察。此外，假如发生故障处与测试点离得太近，会观察不到反射波，这种情况下就难以进行测试。脉冲电压法优点是只要在高压下产生放电现象，就能测出故障点，并且测试时间短，不用将高阻和闪络性故障击穿，因此适用于所有类型的电力电缆故障；其缺点是安全性不好，高压很容易损坏仪器，并且测试的准确性不够强，波形难以分辨。二次脉冲法将操作简单且安全可靠，并且测量结果的准确度高，但该方法要用到的仪器会比其他测试方式要多，由于故障点的电阻要求降到很低，导致故障击穿花费的时间会较长。
技术实现思路
基于存在上述缺陷和不足，本专利技术提出了一种基于电力线载波的线缆故障检测装置，能够实现实时检测电缆故障，快速分辨故障位置，且准确性高，便于安装、维护。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于电力线载波的线缆故障检测装置，其特征在于，包含主机和从机，其中主机和从机分别包含以下功能模块：微处理单元，控制从机的工作和测试数据的处理运算；发送故障检测命令到信号发送单元，控制发送信号；接收模数转换单元转换的结果并分析，将分析结果返回；微处理单元分别与信号发送单元、模数转换单元、信号接收整形单元相连；信号发送单元，接收微处理器的载波命令，并生成固定频率的载波信号，再将固定频率的载波信号传送至被测电缆中；信号处理单元，接收被测电缆传输的信号，并将载波信号滤波整形传输到模数转换单元；模数转换单元，对采集到是信号进行数字化处理，将模拟信号转换为微处理单元可以处理的数字信号,模数转换单元分别与信号处理单元、微处理单元电性连接。主站下发故障检测命令后，管理机接受命令并下发至主机，主机接受命令并下发至从机，从机接受载波信号，分析当前线路的噪声参数与衰减数据，并发送至主机，主机接收载波信号分析线路的噪声参数与衰减数据，并针对数据进行综合分析，判断故障点位于的大致范围，并将数据传输至管理机及主站。载波通信系统覆盖故障区间，载波系统中可以是一个主机带多个从机，可以得到不同的相邻区间[i,j],{i,jЭ(0,1...n),n≥1,n表示从机个数}，运行过程中可以统计出不同区间的衰减数据[Z(i),Z(j)]，和不同区间噪声参数[NR(i),NR(j)]。如果某个区间发送故障，该区间的衰减数据、噪声参数都会发生较大变化。所述综合分析为当主机检测到衰减数据[Z(i),Z(j)]变化大于阈值Mz,并且噪声参数[NR(i),NR(j)]变化大于阈值Mnr时可以确定线路区间内存在异常问题，同时依据区间衰减数据Z(i)与Z(j)波动的变比一级噪声参数NR(i)与NR(j)的波动的变比可以在确定区间的基础上进一步缩小线路区间问题区域，分析判断故障点的位置范围。通过判断载波的通信质量来判断电缆状态，载波通信质量较好，通信速率高，表明通信链路正常，电缆状态良好；当载波通信质量不好时，载波系统采用慢速通信，此时已经说明该电缆很可能存在故障，获取通信链路情况做初步判断并提前做好应对措施。所述通信链路为电缆屏蔽层。所述电缆屏蔽层故障的出现会先于电缆故障的出现，根据屏蔽层的状态及时掌握电缆的状态。本专利技术的有益效果为：由于通信链路为电缆外层屏蔽层，在检测出屏蔽层出现故障后提前解决屏蔽层存在的故障，可以提取消除引发电缆故障的因素；由于涉及设备较少，因此安装方便，便于维护。附图说明图1为本专利技术基于电力线载波的线缆故障检测装置的中压通信系统结构图；图2为本专利技术基于电力线载波的线缆故障检测装置的主机下发故障检测命令示意图；图3为本专利技术基于电力线载波的线缆故障检测装置的从机回复探测检测命令示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案做以下描述：如图1所示中压载波通信系统包含管理机与故障检测装置，主站与管理机进行通信，管理机与故障检测装置的主机连接，故障检测装置主机连接从机，从机连接终端设备。由于电缆故障的因素主要包括，电缆本身质量问题；施工质量问题：电缆的安装过程中，没有对电缆采取一些必要的防护或保护措施，比如密封性不好导致电缆受潮、接口设计不合理等；电缆管理问题：未对老化的电缆进行及时的更换，让电缆在超负荷状况下长期使用，或者是将电缆长期置于腐蚀性环境中工作等，都会造成电缆的绝缘老化变质。由电缆故障因素的分析可知通常屏蔽层故障的出现会先于电缆故障的出现，因此可以根据屏蔽层的状态及时掌握电缆的状态。中压载波通信的具体的通信链路为电缆屏蔽层，因此载波通信的质量受到通信链路的影响，通过载波通信质量可以检测电缆是否故障。载波系统正常工作时载波通信质量较好，通信速率高，当载波通信质量不好时，载波系统采用慢速通信，此时已经说明该电缆很可能存在故障，主站工作人员可以获取通信链路情况做初步判断并提前做好应对措施。当主站发送故障检测命令，管理机接收故障检测命令，并下发至故障检测装置的主机。如图2所示，主机接受命令后，通过微处理单元将接受到的命令发送至信号发送单元，信号发送单元接受命令并生成固定频率的载波信号，并将固定频率的载波信号传送至被测电缆中。此时从机的信号接收整形单元接收被测电缆传出的信号，并将载波信号滤波整形，传输到数模转换单元，数模转换单元对滤波信号进行数字化处理，将模拟信号转换为未处理单元可以处理的数字信号，并将数字信号发送至微处理单元，微处理单元通过对数字信号的处理运算，分析被测线路的噪声参数与衰减数据。如图3所示，从机的微处理单元并将分析的数据发送至信号发送单元，信号发送单元将结果生成固定频率的载波信号，传送至被测电缆中。主机的信号接收整形单元接受传送至被测电缆中的载波信号，并将载波信号滤波整形，传输至模数转换单元，数模转换单元对滤波信号进行数字化处理，将模拟信号转换为未处理单元可以处理的数字信号，并将数字信号发送至微处理单元，微处理单元对数字信号进行处理运算，分析被测线路的噪声参数与衰减数据，并结合从机的分析结果判断故障点位于的大致范围，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电力线载波的线缆故障检测装置，其特征在于，包括主机、从机，其中主机和从机分别包含以下功能模块：/n微处理单元，控制载波机的工作和测试数据的处理运算；发送故障检测命令到信号发送单元，控制发送信号；接收模数转换单元转换的结果并分析，将分析结果返回；微处理单元分别与信号发送单元、模数转换单元、信号接收整形单元相连；/n信号发送单元，接收微处理器的载波命令，并生成固定频率的载波信号，再将固定频率的载波信号传送至被测电缆中；/n信号处理单元，接收被测电缆传输的信号，并将载波信号滤波整形传输到模数转换单元；/n模数转换单元，对采集到是信号进行数字化处理，将模拟信号转换为微处理单元可以处理的数字信号,模数转换单元分别与信号处理单元、微处理单元电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电力线载波的线缆故障检测装置，其特征在于，包括主机、从机，其中主机和从机分别包含以下功能模块：
微处理单元，控制载波机的工作和测试数据的处理运算；发送故障检测命令到信号发送单元，控制发送信号；接收模数转换单元转换的结果并分析，将分析结果返回；微处理单元分别与信号发送单元、模数转换单元、信号接收整形单元相连；
信号发送单元，接收微处理器的载波命令，并生成固定频率的载波信号，再将固定频率的载波信号传送至被测电缆中；
信号处理单元，接收被测电缆传输的信号，并将载波信号滤波整形传输到模数转换单元；
模数转换单元，对采集到是信号进行数字化处理，将模拟信号转换为微处理单元可以处理的数字信号,模数转换单元分别与信号处理单元、微处理单元电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于电力线载波的线缆故障检测装置，其特征在于，主站下发故障检测命令，管理机接受命令并下发至主机，主机接受命令并下发至从机，从机接受载波信号，分析当前线路的噪声参数与衰减数据，并发送至主机，主机接收载波信号分析线路的噪声参数与衰减数据，并针对数据进行综合分析，判断故障点位于的大致范围，并将数据传输至管理机及主站。...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐剑英，李亮，闫庆鑫，殷宁宁，骆志雄，郭相泉，周超，季册，张建，李伟，吴雪梅，卢峰，林志超，程艳艳，叶齐，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯股份有限公司，沈阳科远国网电力工程勘察设计有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37