专利名称：一种用冲击振荡波原理检测电缆故障点的方法
技术领域：
本发明涉及一种电缆故障定位方法，具体涉及是一种用冲击振荡波原理检测电缆故障点的方法。
背景技术：
城镇化快速发展，为了美化环境和国防的需要，将大量架空的电力线路改为埋地电缆，使电缆的使用量迅速增加，而由于频繁的市政施工等原因又造成了大量的电缆故障发生，为了快速准确地找到地下电缆故障点，成为电缆抢修恢复送电的难题。尤其是面对越来越多的分支电缆、穿管电缆，传统检测电缆故障点方法多少存在一定的缺陷，目前主要方法有
1、传统的声测法，及后续改进的声、磁同步声测法，声、磁时差法，声、磁波形时差法均由于易受定位现场音频噪声干扰而难于有效正常工作。2、跨步电压法，由于只能用于直埋电缆接地故障的定位而在现场应用中仅能适应少部分的故障，目前主要用于直埋超高压电缆金属外护套接地故障的定位。3、音频感应法，只能用于特殊的金属性短路及开路故障定位，这种故障在大量发生的电缆故障中仅属特例。4、钢铠电流磁场探测法有公开的专利，但仅理论可行，受电缆现场敷设状况的限制并不实用，其申请单位已将按其原理研制的产品从公司的宣传网页中撤除。5、低压脉冲法、高压脉冲法(闪络法)、二次脉冲法、多次脉冲法，它们都仅能用于电缆故障的预定位，而非准确定位。
发明内容
本发明的目的是提供一种可对穿管、直埋、沟道、隧道敷设的电缆的主缆以及分支电缆的绝缘故障进行故障点定位的一种用冲击振荡波原理检测电缆故障点的方法。为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的一种用冲击振荡波检测电缆故障点的方法的特殊之处在于按下述步骤进行
1)、普通高压冲击脉冲信号源的接地输出端连接到待测故障电缆的始端接地线；
2)、普通高压冲击脉冲信号源的高压输出端连接高压谐振电抗器的一端；
3)、高压谐振电抗器的另一端连接到待测故障电缆的故障相；
4)、将待测故障电缆的终端接地线断开；
5)、普通高压冲击脉冲信号源通过高压谐振电抗器给待测故障电缆施加高压冲击脉冲信号，使故障点形成瞬间短路电弧；
6)、在故障电缆上产生阻尼振荡波沿故障电缆传输并向外辐射磁场信号；
7)、磁场信号检测装置与磁场信号感应接收线圈连接，磁场信号感应接收线圈沿故障电缆检测磁场信号的变化；
8)、在电缆故障点之前的左侧有一个反映磁场信号变化的阻尼振荡波形，该阻尼振荡波形显示在磁场信号检测装置的显示单元上；
9)、在电缆故障点之后的右侧，则是反应磁场信号变化的急剧衰减的阻尼振荡波形，该急剧衰减的阻尼振荡波形显示在磁场信号检测装置的显示单元上；
10)、从电缆故障点前、后波形变化位置也就对应待测故障电缆的故障点所发生位置， 即磁场信号从有到无变化的地方所对应的电缆位置就是电缆故障点所在的位置。本发明与现有技术相比，本发明的优点为
1、冲击振荡波电缆故障定位法可以迅速分辨多分支电缆中故障点发生在那个分支
上；
2、适应穿管、直埋、沟道、隧道各种电缆敷设状况下的电缆故障定位；
3、故障定位时彻底不受故障定位现场音频噪声干扰的影响，判断直观简单；
4、可以边定位边查电缆路径走向，该装置为一机两用。结构简单，使用方便，广泛用于电力系统、各企事业单位。
图1为本发明定位方法应用结构示意框图2为图1的磁场信号感应接收线圈及故障电缆示意图； 图3为图1的磁场信号检测装置显示的故障点前检测到的阻尼振荡波形曲线图； 图4为图1的磁场信号检测装置显示的故障点后检测到的急剧衰减的阻尼振荡波形曲线图。图中，1为普通高压冲击脉冲信号源，Ia是其高压输出端，Ib是其接地输出端；2是高压谐振电抗器，2和1共同组成了本发明的高压冲击脉冲信号源；3是待测故障电缆；4是待测故障电缆始端接地线；5是故障点；6是待测故障电缆终端接地线；7是待测故障电缆故障相；8是磁场信号检测装置；9是磁场信号检测装置8的波形显示单元；10是磁场信号检测装置8的磁场信号感应接收线圈；11是磁场信号检测装置8在故障点前的检测波形； 12是磁场信号检测装置8在故障点后的检测波形；13是故障点5之前的磁场信号示意波。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的内容作进一步说明。实施例1
参照图1所示，一种用冲击振荡波检测电缆故障点的定位方法，按下述步骤进行
1)、普通高压冲击脉冲信号源1的接地输出端Ib连接到待测故障电缆3的始端接地线
4；
2)、普通高压冲击脉冲信号源1的高压输出端Ia连接高压谐振电抗器2的一端；
3)、高压谐振电抗器2的另一端连接到待测故障电缆的故障相7；
4)、将待测故障电缆3的终端接地线6断开；
5)、普通高压冲击脉冲信号源1通过高压谐振电抗器2给待测故障电缆3施加高压冲击脉冲信号，使故障点5形成瞬间短路电弧；
6)、在故障电缆3上产生阻尼振荡波沿故障电缆3传输并向外辐射磁场信号13；
7)、磁场信号检测装置8与磁场信号感应接收线圈10连接，磁场信号感应接收线圈10沿故障电缆3检测磁场信号13的变化；
8)、在电缆故障点5之前的左侧有一个反映磁场信号变化的阻尼振荡波形11，该阻尼振荡波形11显示在磁场信号检测装置8的显示单元9上；
9)、在电缆故障点5之后的右侧，则是反应磁场信号变化的急剧衰减的阻尼振荡波形 12，该急剧衰减的阻尼振荡波形12显示在磁场信号检测装置8的显示单元9上；
10)、从电缆故障点5前、后波形变化位置也就对应待测故障电缆3的故障点5所发生位置，即磁场信号13从有到无变化的地方所对应的电缆位置就是电缆故障点所在的位置。图1中的磁场信号检测装置8包括显示单元9、感应接收线圈10，该装置如果用于检测电缆故障点时，其显示单元9开始显示的为故障点5之前检测磁场信号13的阻尼振荡波形11，当装置沿电缆3路径走向移动到达故障点5之后，显示单元9此时显示的为急剧衰减突变的阻尼振荡波形12，为了清楚显示两个变化的阻尼振荡波形11、12，图1中画了两个磁场信号检测装置8和显示单元9，实际的装置上只有一个磁场信号检测装置8和显示单元 9，显示单元9在故障点5作为分界点前后显示两种不同的阻尼振荡波形11、12。当装置用于检测电缆故障点前的路径走向时，显示单元9只显示阻尼振荡波形11。图2、给出了磁场信号感应接收线圈10检测磁场信号13与待测故障电缆3的相对位置。图3、给出了磁场信号检测装置8在电缆3的故障点5之前检测磁场信号13显示的波形11，该波形为一个阻尼振荡波形，当磁场信号检测装置8沿故障电缆3往前移动，磁场信号检测装置8始终有波形11显示，过了故障点5的位置之后磁场信号检测装置8显示的波形11急剧衰减突变为波形12显示，此时此地波形突变处即为电缆故障点所在的位置。图4、给出了磁场信号检测装置8在电缆3的故障点5之后检测磁场信号13时显示的波形12，该波形为波形11阻尼振荡波形的急剧衰减波形，当磁场信号监测装置8沿故障电缆3再往后继续移动，磁场信号检测装置8显示的波形12逐渐衰减变为一条直线。故障定位时，在待测电缆的故障相与屏蔽层或另一故障相之间施加周期性的高压冲击脉冲信号，由于电缆自身的分布参数特性且电缆的平衡是相对的，它对于高压冲击脉冲信号的响应必然是在信号源与故障点之间的电缆中形成阻尼振荡波沿电缆传输并向外辐射产生电磁场信号，故障点前沿电缆均可收到此磁场信号13中的磁场信号，而故障点后无冲击电流回路故无此磁场信号；用可以检测该磁场信号变化的磁场信号检测装置从高压冲击脉冲信号源端开始沿电缆检测磁场信号的变化，至故障点前均应能收到阻尼振荡波产生的波磁场信号，而故障点后收不到该磁场信号，磁场信号从有到无变化的地方所对应的电缆位置就是电缆故障点所在的位置。其中，考虑到电缆故障可能发生在电缆的任何位置，如果发生在电缆的始端，电缆分布参数中的电感、电容很小不足以产生阻尼振荡波，故本发明所述的高压冲击脉冲信号源输出应串接高压谐振电抗器，常用的高压冲击脉冲信号源内均有脉冲电容，只要增加高压谐振电抗器即可用。所述的磁场信号检测装置的磁场信号感应接收线圈10必须是空心线圈，一个就可以检测，两个可以比较的检测，还可以测电缆走向路径，但绝对不可以使用带铁芯或磁芯的磁场信号感应接收线圈10，否则会自己产生阻尼振荡造成误判。所述的磁场信号检测装置的磁场信号感应接收线圈10使用时其线圈平面应平行于待测电缆，保证表征磁场信号的磁力线穿过磁场信号感应接收线圈。
实施例2
本发明的磁场信号检测装置8还可以用来检测故障点前的电缆路径，当磁场信号感应接收线圈10置于待测电缆位置之上，则波形11幅度最大，此时再沿地面往前走，检测装置始终有波形11显示，若检测装置没有波形11显示，说明电缆路径偏斜，应调整选择电缆路径的方向(或左或右)，波形11幅度最大时磁场感应接收线圈10在地面的路径其下面对应的就是地下电缆的路径。
权利要求
1. 一种用冲击振荡波原理检测电缆故障点的方法，其特征在于按下述步骤进行1)、普通高压冲击脉冲信号源(1)的接地输出端(Ib)连接到待测故障电缆(3)的始端接地线(4)；2)、普通高压冲击脉冲信号源(1)的高压输出端(Ia)连接高压谐振电抗器(2)的一端；3)、高压谐振电抗器(2)的另一端连接到待测故障电缆的故障相(7);4)、将待测故障电缆(3)的终端接地线(6)断开；5)、普通高压冲击脉冲信号源(1)通过高压谐振电抗器(2)给待测故障电缆(3)施加高压冲击脉冲信号，使故障点(5 )形成瞬间短路电弧；6)、在故障电缆(3)上产生阻尼振荡波沿故障电缆(3)传输并向外辐射磁场信号(13);7)、磁场信号检测装置(8)与磁场信号感应接收线圈(10)连接，磁场信号感应接收线圈(10 )沿故障电缆(3 )检测磁场信号(13 )的变化；8)、在电缆故障点(5)之前的左侧有一个反映磁场信号变化的阻尼振荡波形(11)，该阻尼振荡波形(11)显示在磁场信号检测装置(8)的显示单元(9)上；9)、在电缆故障点(5)之后的右侧，则是反应磁场信号变化的急剧衰减的阻尼振荡波形 (12)，该急剧衰减的阻尼振荡波形(12)显示在磁场信号检测装置(8)的显示单元(9)上；10)、从电缆故障点(5)前、后波形变化位置也就对应待测故障电缆(3)的故障点(5)所发生位置，即磁场信号(13)从有到无变化的地方所对应的电缆位置就是电缆故障点所在的位置。
全文摘要
本发明公开一种用冲击振荡波原理检测电缆故障点的方法。方法步骤脉冲信号源的接地输出端连接到待测故障电缆的始端接地线；信号源的高压输出端连接高压谐振电抗器的一端；电抗器另一端连接到故障相；将终端接地线断开；信号源通过电抗器施加脉冲信号，使故障点形成瞬间短路电弧；故障电缆产生阻尼振荡波并向外辐射电磁场信号；检测该信号中的磁场信号，电缆故障点之前左侧有一个反映磁场信号变化的阻尼振荡波形，电缆故障点之后右侧，则是反应磁场信号变化急剧衰减的阻尼振荡波形，磁场信号从有到无变化的地方所对应的电缆位置就是电缆故障点所在的位置。适应各种敷设状况下电缆故障定位，结构简单，使用方便，广泛用于电力系统、各企事业单位。
文档编号G01R31/08GK102305901SQ201110149078
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者杨唯物, 梁懿, 段玉杰, 王学义, 郑建康, 陆正弦 申请人:西安福润德电子科技有限公司