一种信号发生器及使用该发生器进行电缆故障测试的方法与流程

技术特征：

1.一种高压信号发生器，包括高压源和放电装置，其特征在于：还包括电容接线转换装置；所述电容接线转换装置包括底板、设置在底板上方的电容接线板和电容接线转换机构；所述底板上表面固接有底座，所述电容接线板固接在底座上，所述电容接线板上设置有电容输出线和多组接线柱；所述电容接线转换机构包括串联接线模块、并联接线模块和串并联接线模块，所述串联接线模块包括推杆和固接在推杆上的串联插线板，所述并联接线模块包括推杆和固接在推杆上的并联插线板，所述串并联接线模块包括推杆和固接在推杆上的串并联插线板，所述串联接线模块、并联接线模块和串并联接线模块分别与底板转动连接；所述串联插线板、并联插线板和串并联插线板上均设有与接线柱对应数量的接线槽；所述放电装置包括摆杆充放电机构和驱动摆杆充放电机构摆动的驱动机构；所述摆杆充放电机构包括正极摆杆、负极摆杆、充电接板和绝缘挡板，所述绝缘挡板设置在正极摆杆和负极摆杆之间；所述正极摆杆底端和负极摆杆底端分别转动安装在一个轴承座上，所述正极摆杆和负极摆杆之间设置有连接轴，所述连接轴的两端分别与正极摆杆和负极摆杆转动连接；所述正极摆杆和负极摆杆上均设置有放电触点和充电触点，所述放电触点和充电触点之间连接有电容连接线，所述电容连接线与电容输出线连接，所述放电触点与故障电缆连接，所述充电触点与充电接板连接，所述充电接板设置在充电触点摆动所在的轨迹上。

2.按照权利要求1所述的一种高压信号发生器，其特征在于：所述每组接线柱包括正极接线柱和负极接线柱，所述正极接线柱与电容的正极相连，所述负极接线柱与电容的负极相连；所述电容输出线包括正极电容输出线和负极电容输出线，所述正极电容输出线与首端正极接线柱连接，所述负极电容输出线与末端负极接线柱连接；所述正极接线柱和负极接线柱各为四个，通过四个正极接线柱和四个负极接线柱连接四个电容。

3.按照权利要求2所述的一种高压信号发生器，其特征在于：所述串并联接线模块与底板的转动连接为所述底板上表面固接有两个第一轴承座，两个第一轴承座之间连接有插板单轴，所述串并联接线模块推杆一端与插板单轴转动连接；所述并联接线模块和串联接线模块与底板的转动连接为底板上表面固接有两个第二轴承座，两个第二轴承座之间连接有插板转换轴，所述并联接线模块推杆一端和串联接线模块推杆一端均与插板转换轴转动连接，且并联接线模块和串联接线模块可以沿插板转换轴所在的方向进行滑动。

4.按照权利要求3所述的一种高压信号发生器，其特征在于：所述接线槽包括正极接线槽和负极接线槽，所述正极接线槽所在位置与正极接线柱位置相对应，所述负极接线槽所在位置与负极接线柱位置相对应；所述串联插线板上接线槽之间的连接方式为串联，所述并联插线板上接线槽之间的连接方式为并联，所述串并联插线板上接线槽之间的连接方式为串联并联结合。

5.按照权利要求4所述的一种高压信号发生器，其特征在于：所述绝缘挡板包括上绝缘挡板和下绝缘挡板，所述上绝缘挡板位于连接轴上方，所述下绝缘挡板位于连接轴下方。

6.按照权利要求5所述的一种高压信号发生器，其特征在于：所述正极摆杆设有的放电触点和充电触点分别为正极放电触点和正极充电触点，所述正极放电触点和正极充电触点之间的电容连接线为正极电容连接线，所述正极电容连接线与正极电容输出线连接；所述正极放电触点与故障电缆的芯线连接。

7.按照权利要求6所述的一种高压信号发生器，其特征在于：所述负极摆杆设有的放电触点和充电触点分别为负极放电触点和负极充电触点，所述负极放电触点和负极充电触点之间的电容连接线为负极电容连接线，所述负极电容连接线与负极电容输出线连接连接；所述负极放电触点与地线连接。

8.按照权利要求7所述的一种高压信号发生器，其特征在于：所述充电接板包括正极充电接板和负极充电接板，所述正极充电接板与高压源的正极连接，所述负极充电接板与高压源的负极连接，所述正极充电触点与正极充电接板连接，所述负极充电触点与负极充电接板连接。

9.按照权利要求1-8中任意一项所述的一种高压信号发生器，其特征在于：所述驱动机构包括电机、转轮和推杆，所述电机输出轴上键连接有转轮，所述转轮上固接有连接杆，所述推杆一端与连接杆铰接，所述推杆的另一端与连接轴转动连接。

10.一种应用权利要求1-8中任意一项所述的高压信号发生器进行电缆故障测试的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

1)将4个16微法10000v的电容分别与一组接线柱进行连接，电容连接线与电容输出线进行连接，驱动电机运行带动摆杆充放电机构做周期性的摆动，摆杆充放电机构转轮转动一圈，摆杆充放电机构摆动一个来回，通过控制驱动电机转速可以控制摆杆充放电机构摆动周期，即而控制放电周期长短；正极摆杆和负极摆杆同时摆动至一侧的充电区域时，完成对电容的充电，充电时间为26-32s；随着正极摆杆和负极摆杆同时向相反方向的一侧摆动一定角度时，充电触点与充电接板断开连接，充电结束；正极摆杆和负极摆杆同时摆动至另一侧的放电区域时，正极摆杆上的正极放电触点与故障电缆的芯线连接，负极摆杆上的负极放电触点与地线连接，电容对故障电缆进行放电，单次放电能量2000焦耳，放电时间0.3-0.5s；

2)通过电缆故障定点系统确定故障点的位置；电缆故障定点系统包括放置在电缆故障点附近的多台定点仪以及主机平台；每台定点仪设置有多种传感器可以同时采集电缆故障点释放的多种信号，并将检测到的信号传输到定点仪内设有的微处理器，通过微处理器进行信号处理；微处理器还连接有无线传输模块，可以将数据信息通过无线传输的方式传输到主机平台；由主机平台分别显示每台定点仪的信号，主机平台对于多点采集的信号进行显示、分析处理、比较，确定故障点的位置；每台定点仪上设置的传感器包括采集磁场信号的线圈、采集声音信号的振动传感器和采集跨步电压信号的探针；

3)关联数据分析计算出故障点位置，跨步电压确定故障点的方向；在故障点之前，高压放电时，每米长度上的电位差是负的(高压信号发生器施加的是负的高压信号)，说明在故障点之前；跨过故障点后，每米长度上的电位差变为正的，离故障点越近，信号越强；磁场信号也是离故障点越近，信号越强；声音的震动信号则由声磁延时来确定，声磁延时时间越短，离故障点越近；每台定点仪的声音接受信号时间要在90-100毫秒以内；这样，定点仪附近30米以内的震动信号都能接收到。故障点在30米以内，就可以探测到。如果有两个以上探头采集到声磁信号，可以计算出故障点的位置:定点仪1的声磁延时为TI,定点仪2的声磁延时为T2；由于磁场的传播速度为光速，声音的传播速度只有300多米每秒，所以可以近似的认为T1，T2就是传播时间；在地面上,故障点到探头1的距离为S1,故障点到探头2的距离为S2；假设两个定点仪之间距离为a米，电缆的埋深为h米，声音在当地介质中的传播速度为V，于是S1+S2＝a，S1²＝V²*T1²-h²；S2²＝V²*T2²-h²,可以计算出故障点的位置