本发明专利技术公开了一种地埋电缆故障的非接触式检测定位装置及方法，装置包括检测器、阻波器和耦合器；检测器包括信号产生与数据处理模块、数模转换模块、信号放大模块、信号输出耦合模块、信号接收耦合模块、信号调理模块及模数转换模块；阻波器由铜环串联可调电感构成，卡接在待测电缆外护套上，通过接地针与大地连接；耦合器为卡接式电感耦合器，包括第一卡接式电感耦合器及第二卡接式电感耦合器，卡接在待测电缆外护套上。本发明专利技术基于反射法及变频检测法，通过阻波器实现定向检测，双卡接式电感耦合器实现长短距离故障检测，具有在线检测、非接触耦合、定向检测、准确度高、检测速度快、抗干扰能力强和便携检测的优势。抗干扰能力强和便携检测的优势。抗干扰能力强和便携检测的优势。
【技术实现步骤摘要】
地埋电缆故障的非接触式检测定位装置及方法
[0001]本专利技术属于地埋电缆故障检测的
，具体涉及一种地埋电缆故障的非接触式检测定位装置及方法。
技术介绍
[0002]目前，国内外对于电缆故障定位的方法主要分为阻抗法(电桥法)、行波法、声磁法和反射法；其中反射法是目前有效的电缆故障定位方法之一，其基于与雷达相同的原理，通过发送一个低压高频信号至待测电缆中，当检测信号传输至由故障(开路和短路等)引起的阻抗不匹配点时，会产生反射信号，再在发送端采集电缆终端反射而来的信号，通过入射信号和反射信号之间的时间延时来实现故障定位和测距。
[0003]反射法在电缆故障定位中也分为接触式和非接触式两种检测方法；其中接触式检测方法需要将检测设备与电缆直接连接，检测定位距离远且准确；但是对于10kv/35kv的地埋电缆，目前接触式检测方法存在两个问题：第一，由于检测设备与电缆直接连接，往往需要断电进行检测，影响了供电可靠性，导致成本较高；第二，接触式检测一般在电缆终端或开关柜处进行检测，限制了检测的便携性。非接触式检测方法则利用耦合装置将检测信号耦合至地埋电缆屏蔽层，以屏蔽
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大地作为传输信道进行检测，不影响电缆的正常工作，但是非接触式检测方法也存在以下困难：第一，以常用的10kv铠装电缆为例，其电缆结构包括导体、内半导电层、绝缘层、外半导电层、金属屏蔽层、填充物、包带、内护套、铠装层和外护套，这种复杂的电缆结构使得实际现场的信号耦合难度增大；第二，屏蔽
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大地的传输信道噪声大、衰减大、环境复杂，进一步限制了电缆的非接触式检测；第三，为了构成屏蔽
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大地传输信道，并定向检测故障，往往需要在变电站电缆接地点处进行检测，限制了检测地点，失去了便携性，增加了检测难度。
技术实现思路
[0004]本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种地埋电缆故障的非接触式检测定位装置及方法，本专利技术基于反射法利用阻波器将待测电缆和大地进行相连形成屏蔽层
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大地传输回路，实现了定向检测；再基于变频检测方法，通过双卡接式电感耦合器将检测器发出的不同频率的检测信号耦合至待测电缆中，并接收反射信号传输至检测器中进行判断，实现了长短距离的故障检测，具有在线检测、非接触耦合、定向检测、准确度高、检测速度快、抗干扰能力强和便携检测的优势。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术一方面提供一种地埋电缆故障的非接触式检测定位装置，所述装置包括检测器、阻波器和耦合器；
[0007]所述检测器包括信号产生与数据处理模块、数模转换模块、信号放大模块、信号输出耦合模块、信号接收耦合模块、信号调理模块及模数转换模块；
[0008]所述阻波器由铜环串联可调电感构成，铜环分为上下两片，卡接在待测电缆外护
套上；所述铜环的接合处引线串联可调电感，通过接地针与大地连接；
[0009]所述耦合器为卡接式电感耦合器，包括第一卡接式电感耦合器及第二卡接式电感耦合器，卡接在待测电缆外护套上；
[0010]所述信号产生与数据处理模块、数模转换模块、信号放大模块及信号输出耦合模块依次连接；所述信号产生与数据处理模块、模数转换模块、信号调理模块及信号接收耦合模块依次连接；
[0011]所述检测器的信号输出耦合模块与第一卡接式电感耦合器进行连接，所述检测器的信号接收耦合模块与第二卡接式电感耦合器进行连接；
[0012]所述阻波器、第一卡接式电感耦合器与第二卡接式电感耦合器依次安装在待测电缆上。
[0013]作为优选的技术方案，所述信号产生与数据处理模块通过正弦信号与伪随机序列码调制产生不同中心频率的SSTDR数字信号，用于故障检测与信号处理，并判断故障类型和故障距离，上传至上位机。
[0014]作为优选的技术方案，所述阻波器、第一卡接式电感耦合器与第二卡接式电感耦合器间的安装距离不超过20cm。
[0015]作为优选的技术方案，使用高介电常数软性材料填充阻波器的铜环与待测电缆间的缝隙，所述阻波器的阻抗值Z为：
[0016][0017]其中，R0为阻波器内阻，C为铜环与待测电缆屏蔽层构成的电容值，L为可调电感的感值。
[0018]作为优选的技术方案，所述阻波器连接待测电缆和大地，在待测电缆任意位置形成屏蔽层
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大地传输回路，对待测电缆进行定向非接触式故障测试。
[0019]作为优选的技术方案，所述卡接式电感耦合器为铁氧体磁环，其耦合匝数比为1:1。
[0020]本专利技术另一方面还提供了一种地埋电缆故障的非接触式检测定位方法，采用上述的地埋电缆故障的非接触式检测定位装置，实现对地埋电缆故障的检测与定位，所述方法包括下述步骤：
[0021]将所述地埋电缆故障的非接触式检测定位装置安装在待测电缆上；
[0022]所述地埋电缆故障的非接触式检测定位装置发出检测信号对待测电缆进行故障检测；
[0023]所述地埋电缆故障的非接触式检测定位装置接收反射信号，进行运算输出检测结果。
[0024]作为优选的技术方案，所述将所述地埋电缆故障的非接触式检测定位装置安装在待测电缆上，具体为：
[0025]将所述阻波器卡接在待测电缆外护套上，用高介电常数材料填充阻波器铜环与待测电缆之间的空隙；所述阻波器通过引线连接接地针，与大地构成屏蔽层
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大地传输回路，实现信号定向传输；
[0026]所述第一卡接式电感耦合器和第二卡接式电感耦合器沿检测方向顺序卡接在待
测电缆上；
[0027]所述检测器的信号输出耦合模块通过同轴电缆与第一卡接式电感耦合器进行连接，所述检测器的信号接收耦合模块通过同轴电缆与第二卡接式电感耦合器进行连接。
[0028]作为优选的技术方案，所述将所述地埋电缆故障的非接触式检测定位装置安装在待测电缆上，具体为：
[0029]将所述阻波器卡接在待测电缆外护套上，用高介电常数材料填充阻波器铜环与待测电缆之间的空隙；所述阻波器通过引线连接接地针，与大地构成屏蔽层
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大地传输回路，实现信号定向传输；
[0030]所述第一卡接式电感耦合器和第二卡接式电感耦合器沿检测方向顺序卡接在待测电缆上；
[0031]所述检测器的信号输出耦合模块通过同轴电缆与第一卡接式电感耦合器进行连接，所述检测器的信号接收耦合模块通过同轴电缆与第二卡接式电感耦合器进行连接。
[0032]作为优选的技术方案，所述所述地埋电缆故障的非接触式检测定位装置接收反射信号，进行运算输出检测结果，具体为：
[0033]第二卡接式电感耦合器按照1:1匝数比将反射信号耦合至信号接收耦合器中，再传输至信号调理模块减小信号并滤波去噪，通过模数转换模块转换为数字信号，输入信号产生与数据处理模块进行处理；
[0034]信号产生与数据处理模块将检测信号和反射信号进行运算，并归一化得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.地埋电缆故障的非接触式检测定位装置，其特征在于，所述装置包括检测器、阻波器和耦合器；所述检测器包括信号产生与数据处理模块、数模转换模块、信号放大模块、信号输出耦合模块、信号接收耦合模块、信号调理模块及模数转换模块；所述阻波器由铜环串联可调电感构成，铜环分为上下两片，卡接在待测电缆外护套上；所述铜环的接合处引线串联可调电感，通过接地针与大地连接；所述耦合器为卡接式电感耦合器，包括第一卡接式电感耦合器及第二卡接式电感耦合器，卡接在待测电缆外护套上；所述信号产生与数据处理模块、数模转换模块、信号放大模块及信号输出耦合模块依次连接；所述信号产生与数据处理模块、模数转换模块、信号调理模块及信号接收耦合模块依次连接；所述检测器的信号输出耦合模块与第一卡接式电感耦合器进行连接，所述检测器的信号接收耦合模块与第二卡接式电感耦合器进行连接；所述阻波器、第一卡接式电感耦合器与第二卡接式电感耦合器依次安装在待测电缆上。2.根据权利要求1所述的地埋电缆故障的非接触式检测定位装置，其特征在于，所述信号产生与数据处理模块通过正弦信号与伪随机序列码调制产生不同中心频率的SSTDR数字信号，用于故障检测与信号处理，并判断故障类型和故障距离，上传至上位机。3.根据权利要求1所述的地埋电缆故障的非接触式检测定位装置，其特征在于，所述阻波器、第一卡接式电感耦合器与第二卡接式电感耦合器间的安装距离不超过20cm。4.根据权利要求1所述的地埋电缆故障的非接触式检测定位装置，其特征在于，使用高介电常数软性材料填充阻波器的铜环与待测电缆间的缝隙，所述阻波器的阻抗值Z为：其中，R0为阻波器内阻，C为铜环与待测电缆屏蔽层构成的电容值，L为可调电感的感值。5.根据权利要求1所述的地埋电缆故障的非接触式检测定位装置，其特征在于，所述阻波器连接待测电缆和大地，在待测电缆任意位置形成屏蔽层
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大地传输回路，对待测电缆进行定向非接触式故障测试。6.根据权利要求1所述的地埋电缆故障的非接触式检测定位装置，其特征在于，所述卡接式电感耦合器为铁氧体磁环，其耦合匝数比为1:1。7.地埋电缆故障的非接触式检测定位方法，其特征在于，采用权利要求1
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6任一项所述的地埋电缆故障的非接触式检测定位装置，实现对地埋电...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，方健，韩捷，童锐，何嘉兴，黄锦鹏，王振华，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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