本发明专利技术公开了一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置及方法，涉及电缆故障定位技术领域，该装置主要包括暂态信号检测电路、超声波信号检测电路和核心处理单元；当接收到暂态信号检测电路输出的电磁暂态信号和超声波信号检测电路输出的超声波信号时，确定目标电缆发生击穿故障，并输出报警信号。本发明专利技术能够低成本高效率高精度的定位电缆故障位置。置。置。
【技术实现步骤摘要】
一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置及方法
[0001]本专利技术涉及电缆故障定位
，特别是涉及一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置及方法。
技术介绍
[0002]电缆一般在地下运行，当电缆线路发生故障时，对电缆线路进行全线巡线查找故障时比较困难，且传统的阻抗法测距方法，在电力电缆中难以实现故障精确定位，电缆运维人员需要花费大量的人力物力才能进行故障定位。
[0003]高压电力线发生故障时，会产生幅值很大的非稳态量，并从故障点向两端传播，称为行波。行波在电缆中传播速度约为177米/秒，可以根据行波到达两端监测点的时刻来确定故障点的位置，这种方法称为行波测距法。目前绝大多数在线故障定位系统采用行波测距法进行测量。行波测距法需要高速的数据处理系统，导致成本较高，难以大规模推广。
[0004]交联聚乙烯电缆本体一般不会出现问题，击穿等故障主要发生在电缆接头，因此如果能够准确的确定电缆接头发生的故障，就能快速定位绝大多数的电缆故障。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置及方法，能够低成本高效率高精度的定位电缆故障位置。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置，包括：
[0008]暂态信号检测电路，包括信号接收天线和第一信号处理电路；所述信号接收天线用于耦合目标电缆位置处的高频脉冲信号；所述第一信号处理电路用于对耦合后的高频脉冲信号进行处理，得到电磁暂态信号；所述目标电缆为所述微功耗电缆故障定位装置安装位置处的电缆；
[0009]超声波信号检测电路，包括超声波探头和第二信号处理电路；所述超声波探头用于探测目标电缆位置处的超声脉冲信号；所述第二信号处理电路用于对超声脉冲信号进行处理，得到超声波信号；
[0010]核心处理单元，用于当接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和所述第二信号处理电路输出的超声波信号时，确定目标电缆发生击穿故障，并输出报警信号。
[0011]可选地，所述微功耗电缆故障定位装置还包括：安装在目标电缆位置处的的温敏电阻；所述核心处理单元，具体用于：
[0012]根据温敏电阻输出的电阻信息，计算目标电缆位置处的温度值；
[0013]当接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和所述第二信号处理电路输出的超声波信号，且目标电缆位置处的温度值与环境温度值之间的差值大于第一设定阈值时，确定目标电缆发生击穿故障，并输出报警信号。
[0014]可选地，在当接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和所述第二信号处理电路输出的超声波信号时，确定目标电缆发生击穿故障方面，所述核心处理单元，用于：
[0015]记录第一时刻和第二时刻，并计算所述第二时刻和所述第一时刻之间的时间差值；所述第一时刻为接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号的时刻，所述第二时刻为接收到所述第二信号处理电路输出的超声波信号的时刻；
[0016]当所述时间差值小于第二设定阈值时，确定目标电缆发生击穿故障。
[0017]可选地，在当接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和所述第二信号处理电路输出的超声波信号，且目标电缆位置处的温度值与环境温度值之间的差值大于第一设定阈值时，确定目标电缆发生击穿故障方面，所述核心处理单元，用于：
[0018]记录第一时刻和第二时刻，并计算所述第二时刻和所述第一时刻之间的时间差值；所述第一时刻为接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号的时刻，所述第二时刻为接收到所述第二信号处理电路输出的超声波信号的时刻；
[0019]计算目标电缆位置处的温度值与环境温度值之间的温度差值；
[0020]当所述时间差值小于第二设定阈值，且所述温度差值大于第一设定阈值时，确定目标电缆发生击穿故障。
[0021]可选地，所述第一信号处理电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第一二极管和第一放大器；
[0022]所述第一电容的一端连接所述信号接收天线，所述第一电容的另一端连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端分别连接所述第一放大器的正极和第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地；
[0023]所述第二电阻的一端接电源端，所述第二电阻的另一端分别连接第一二极管的一端和所述第一放大器的负极，所述第一二极管的另一端接地；所述第一放大器的输出端连接所述核心控制单元的第一输入端。
[0024]可选地，所述第二信号处理电路包括第三电阻、第四电阻、第三电容、第四电容、第二二极管和第二放大器；
[0025]所述第三电容的一端连接所述超声波探头，所述第三电容的另一端连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别连接所述第二放大器的正极和第四电容的一端，所述第四电容的另一端接地；
[0026]所述第四电阻的一端接电源端，所述第四电阻的另一端分别连接第二二极管的一端和所述第二放大器的负极，所述第二二极管的另一端接地；所述第二放大器的输出端连接所述核心控制单元的第二输入端。
[0027]可选地，所述微功耗电缆故障定位装置还包括：LED灯和LED灯控制电路；所述LED灯控制电路用于当接收到所述报警信号时，输出LED灯开启指令；所述LED灯开启指令用于开启LED灯。
[0028]可选地，所述微功耗电缆故障定位装置还包括：无线通信模块和电池；所述无线通信模块用于将所述报警信号和目标电缆发生击穿故障信息传输至上级数据采集装置；所述电池用于为所述核心处理单元提供电源。
[0029]第二方面，本专利技术提供了一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位方法，应
用于第一方面所述的基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置，所述微功耗电缆故障定位方法，包括：
[0030]当接收到第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和第二信号处理电路输出的超声波信号时，确定目标电缆发生击穿故障，并输出报警信号。
[0031]可选地，所述微功耗电缆故障定位方法还包括：
[0032]根据温敏电阻输出的电阻信息，计算目标电缆位置处的温度值；所述温敏电阻安装在所述目标电缆上；
[0033]当接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和所述第二信号处理电路输出的超声波信号，且目标电缆位置处的温度值与环境温度值之间的差值大于第一设定阈值时，确定目标电缆发生击穿故障，并输出报警信号。
[0034]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0035]本专利技术基于故障发生前后的电磁暂态信号、超声波信号和温度变化特征来判断电缆故障发生的位置，从而为低成本高效率高精度的定位电缆故障位置提供信息，帮助运维人员快速赶赴故障位置，节省故障查找时间。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置，其特征在于，包括：暂态信号检测电路，包括信号接收天线和第一信号处理电路；所述信号接收天线用于耦合目标电缆位置处的高频脉冲信号；所述第一信号处理电路用于对耦合后的高频脉冲信号进行处理，得到电磁暂态信号；所述目标电缆为所述微功耗电缆故障定位装置安装位置处的电缆；超声波信号检测电路，包括超声波探头和第二信号处理电路；所述超声波探头用于探测目标电缆位置处的超声脉冲信号；所述第二信号处理电路用于对超声脉冲信号进行处理，得到超声波信号；核心处理单元，用于当接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和所述第二信号处理电路输出的超声波信号时，确定目标电缆发生击穿故障，并输出报警信号。2.根据权利要求1所述的一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置，其特征在于，还包括：安装在目标电缆位置处的的温敏电阻；所述核心处理单元，具体用于：根据温敏电阻输出的电阻信息，计算目标电缆位置处的温度值；当接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和所述第二信号处理电路输出的超声波信号，且目标电缆位置处的温度值与环境温度值之间的差值大于第一设定阈值时，确定目标电缆发生击穿故障，并输出报警信号。3.根据权利要求1所述的一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置，其特征在于，在当接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和所述第二信号处理电路输出的超声波信号时，确定目标电缆发生击穿故障方面，所述核心处理单元，用于：记录第一时刻和第二时刻，并计算所述第二时刻和所述第一时刻之间的时间差值；所述第一时刻为接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号的时刻，所述第二时刻为接收到所述第二信号处理电路输出的超声波信号的时刻；当所述时间差值小于第二设定阈值时，确定目标电缆发生击穿故障。4.根据权利要求2所述的一种基于故障特征识别的微功耗电缆故障定位装置，其特征在于，在当接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号和所述第二信号处理电路输出的超声波信号，且目标电缆位置处的温度值与环境温度值之间的差值大于第一设定阈值时，确定目标电缆发生击穿故障方面，所述核心处理单元，用于：记录第一时刻和第二时刻，并计算所述第二时刻和所述第一时刻之间的时间差值；所述第一时刻为接收到所述第一信号处理电路输出的电磁暂态信号的时刻，所述第二时刻为接收到所述第二信号处理电路输出的超声波信号的时刻；计算目标电缆位置处的温度值与环境温度值之间的温度差值；当所述时间差值小于第二设定阈值，且所述温度差值大于第一设定阈值时，确定目标电缆发生击穿故障。5.根据权利要求1所述的一种基于故障特征识别的微功耗...
【专利技术属性】
技术研发人员：淡文刚，梁伟，刘长森，
申请(专利权)人：武汉中开维电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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