一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统技术方案

本发明专利技术涉及输电线路故障点检测及定位领域，具体涉及一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统。该体统包括电磁波的发射与接收装置、定向耦合器、信号检测器、放大器、信号处理装置以及示波器。所述电磁波发射装置与输电线路始端相连并发射电磁波，所述电磁波接收装置接受反射回来的电磁波，所述信号检测器检测反射回来的电磁波，所述信号处理器将反射回来的电磁波转换成模拟信号，所述示波器将信号转换成图像并在示波器显示器上显示。本发明专利技术结构简单，操作方便，能够通过示波器的波形直观的观测到输电线路故障点的位置，具有较高的准确性，对故障点的精确检测，能够使电力系统更加安全稳定运行。安全稳定运行。安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统


[0001]本专利技术涉及电力电缆故障点检测与定位
，尤其是涉及一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统。

技术介绍

[0002]电力电缆线路在供电过程中，尤其是在电力系统的输电配电环节，一直起着无可替代的作用。在电缆中精确地发现故障点并检测出故障点的位置，是电缆发生故障时及时修复故障的关键。随着城市建设步伐进一步加快，电力电缆逐渐演变成主要城市输电方式，由于电力电缆不同于架空线路露天架设，受地下环境腐蚀作用，电缆线路的绝缘老化、受潮和机械损伤等因素的故障停电事故严重地威胁着人民生命财产的安全。在电力电缆线路发生故障后，快速精确定位故障点位置，加快障点查找速度，减少停电时间所造成的经济损失。因此，电力电缆故障点精确定位是未来电力系统所研究具有极其重要的意义。
[0003]但是，原有的电缆故障点检测与定位技术具有以下缺点或问题：
[0004]1、传统的电缆故障检测与诊断方法存在着检测误差大、检测难度高、诊断误报率高等问题，普遍反映出检测实效性难以提升的问题。
[0005]2、传统的电缆故障嗲定位技术不符合现阶段电力行业的实际发展需求，不能够对电缆的使用情况予以密切监控，而且需要投入的时间和人力成本较高。

技术实现思路

[0006]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统，该系统结构简单、测量结果简单精确，利用电磁波在不同介质的传输速度以及衰减速度不同，在示波器上通过观察生成的曲线，最终定位到电缆故障点的位置。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0008]本专利技术提供一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统，包括电磁波发射装置、电磁波接收装置、定向耦合器、信号检测器、放大器、信号处理装置和示波器，所述电磁波发射装置连接到被检测电缆的始端并发射电磁波，电磁波接收装置接收反射回来的电磁波，电磁波接收装置通过定向耦合器与信号检测器连接，放大器与信号检测器连接，信号处理装置与放大器连接，示波器与信号处理装置连接；示波器显示波形的横坐标是距离，纵坐标是功率，通过示波器显示的波形曲线来定位故障点的位置。
[0009]进一步地，所述示波器通过USB接口将存储的测量结果导出到外部存储器设备中。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统，其结构简单，使用方便。相对于其他电力电缆故障点定位等技术该系统成本更加的低廉，易于操作，数据显示清晰。将该系统的电磁波发射装置连接到被检测电缆的始端并发射电磁波，通过示波器的波形来判断电缆故障点的位置。该系统具有较高的准确性，提高了电缆检修的安全性，从而确保电力电缆的安全与稳定，满足广大用户的用电需求，有效提升电缆运行的可靠性。
附图说明
[0011]图1是本专利技术实施例提供的电缆波形显示的故障点检测与定位系统框图。
[0012]图2是本专利技术实施例提供的示波器显示的波形曲线图。
[0013]图3是本专利技术实施例提供的示波器刻度线确定两点距离示例图。
[0014]图2中：曲线中A点表示电缆的接线点等局部缺陷，B点表示电缆的故障点。a、b分别为A点、B点对应的横坐标。
具体实施方式
[0015]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。
[0016]实施例：
[0017]下面结合附图对本专利技术做进一步详述：
[0018]如图1所示，本实施例提供一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统。其中，定向耦合器用于信号的隔离、分离和混合，在此系统中主要是对功率进行监测；信号检测器可以在有多个信号重叠存在于同一频率上时,该信号检测器能够分离并检测信号,提高频率利用效率；放大器将调波信号进行功率放大；信号处理装置将接收到的信号处理成模拟信号；示波器显示系统生成的波形来判断故障点的位置。
[0019]该系统充分利用了电磁波在不同介质的传输速度和衰减速度不同的性质，将反射回来的电磁波转换成模拟信号，并在示波器上生成功率
‑
距离曲线，根据生成曲线的特点来定位故障点到检测点的距离。
[0020]电磁波能量随空间传输的衰减在示波器上生成功率
‑
距离曲线由下式表示：
[0021][0022]其中，λ是电磁波的波长，L是电磁波传输的距离；
[0023][0024]其中，c是电磁波在电缆中的传输速度，t为电磁波从源点发射到返回源点时的总时间，α为电磁波在电缆中的衰减系数。
[0025]具体地，将电缆始端接入到电磁波发射装置并向电缆发射波长长度为1550nm的电磁波，此段波长的电磁波具有较低的衰减性能，可以进行长距离的测试。由于电磁波在发射与返回过程中电磁波会发生衰减，所以波形整体呈现下降趋势。电磁波在向前运动时也不断地向系统反射回电磁波，并在示波器生成功率
‑
距离曲线。当电磁波在电缆正常无故障部分传播时，示波器生成的功率
‑
距离曲线是平滑下降的。当发射出的电磁波遇到电缆的局部缺陷(如电缆的连接点)以及故障点，反射回来的电磁波就会在示波器生成的曲线就会变化，遇到局部缺陷时曲线变化幅度不大，遇到故障点时曲线变化幅度较为明显。即由图2所示，横坐标表示的是某一点到电缆始端的距离，纵坐标表示的是功率，在波形曲线中的DA段、AE段、BF段分别取Δx1、Δx2、Δx3，其中Δx1＝Δx2＝Δx3，分别对应不同的Δy1、Δy2、Δy3，因此其对应的斜率绝对值分别为|Δy1/Δx|、|Δy2/Δx|、|Δy3/Δx|，|Δy3/Δx|>|Δy2/Δx|>|Δy1/Δx|，所以C点、A点、B点分别对应电缆正常部分、局部异常部分和故障点。在
整个过程中反射回来的电磁波先经过电磁波接受装置，再经过定向耦合器将接收到信号分离和混合并对功率进行监测，然后由信号检测器分离并检测信号，将检测出来的信号发送给信号放大器，提高信号检测的准确性，放大器将放大的信号发送给信号处理器，信号处理器将接收到的信号处理成模拟信号并发送给示波器，最终由示波器生成最后的波形曲线。整个系统每次处理的数据都会经示波器存储到一个文件夹中，随时可以通过USB接口导出到外部存储设备。
[0026]进一步地可以调节示波器的两条竖向刻度线到某一点，可以直接得到两点之间的距离，参照图3，将一条刻度线调到A点，将另一条刻度线调到B点，就可以直接得到局部缺陷到故障点之间的距离，即故障点B到测试点(原点)的距离为b，故障点B到局部缺陷点A的距离为b
‑
a。
[0027]本专利技术能够快速且准确的对电缆的故障点定位，既可以维持国民经济的平稳运行，又能够满足人们基本的日常用电需求，最终保证供电系统对用户持续供电的可靠性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统，其特征在于：包括电磁波发射装置、电磁波接收装置、定向耦合器、信号检测器、放大器、信号处理装置和示波器，所述电磁波发射装置与电力电缆始端相连并向电缆发射电磁波，所述电磁波的接收装置接收反射回来的电磁波，电磁波接收装置通过定向耦合器与信号检测器连接，放大器与信号检测器连接，信号处理装置与放大器连接，示波器与信号处理装置连接；通过示波器显示的波形曲线来定位故障点的位置；信号检测器对反射回来的电磁波进行检测，信号处理器对反射回来的电磁波行处理成模拟信号，并将数据输入给示波器。2.根据权利要求1所述的一种电力电缆波形显示的故障点检测与定位系统，其特征在于：示波器所显示的图像横坐标表示的是距离，纵坐标表示的是功率；利用电磁波在不同介质的传输速度和衰减速度不同的性质，将反射回来的电磁波转换成模拟信号，并在示波器上生成功率
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距离曲线，根据生成曲线的特点来定位故障点到检测点的距离；电磁波能量随空间传输的衰减在示波器上生成功率
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距离曲线由下式表示：其中，λ是电磁波的波长，L是电磁波传输的距离；其中，c是电磁波在电缆中的传输速度，t为电磁波从源点发射到返回源点时的总时间，α为电磁波在电缆中的衰减系数。3.根据权利要求1所述的一种电力电缆波形显示的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋卓然，窦文雷，王征，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：