一种地下电缆局部故障检测方法与流程

本发明属于电缆检测技术领域，具体涉及一种地下电缆局部故障检测方法。

背景技术：

电缆是城市中运输电力必不可少的一个传输工具，在现实生活中的应用十分广泛，但是电缆本身的生产制造过程中会产生许多的缺陷，比如：电缆表皮气孔、电缆的绝缘层不均匀等，在运输和铺设过程中也会出现磨损、表面破坏等。同时，地下电缆环境比较恶劣，长期处于一种潮湿的状态，更可能会存在一些虫害，造成电缆老化破损，最终导致局部位置故障放电，从而造成电缆的放电燃烧，发生事故。

传统生活中，电缆一直采用人工检测，检测效率低，并且由于地下电缆结构布局比较复杂，线路方向隐蔽，可能存在其他未知因素。在检测的过程中，由于检测精确性太差，不能及时发现电缆的使用现状及其表面的受损情况。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种地下电缆局部故障检测方法，通过对地下电缆进行温度、气体密度、电弧闪动信号的收集和处理，并将处理结果通过无线传播形式传输到远程计算机上，远程计算机对局部故障位置进行预警，然后采用低压脉冲反射法定位故障点。

本发明具体如下：

步骤一、在电缆上每间隔l米安装一个检测模组，l≥100米；所述的检测模组包括温度检测单元、气体检测单元、电弧检测单元、无线模块和故障定位单元；所述的故障定位单元包括低压脉冲发射器和脉冲接收器；温度检测单元采集电缆的温度信号，并将温度信号输出给信号采集单元；气体检测单元检测hs和sf6气体，并将检测结果传给信号采集单元；电弧检测单元将检测到的电缆放电瞬间的电弧信号传给信号采集单元。

步骤二、远程计算机对各个检测模组依次进行编号，各个检测模组的信号采集单元将采集到的所有信号通过无线传输给远程计算机；远程计算机依次对每个检测模组的信号进行判断；每个检测模组的信号判断过程如下：首先判断温度信号，若温度高于90℃，则判断是否存在hs和sf6气体以及电弧信号；若不存在hs和sf6气体以及电弧信号，则远程计算机启动三级预警；若存在hs或sf6气体，但不存在电弧信号，则远程计算机启动二级预警；若判断存在hs或sf6气体，且存在电弧信号，则远程计算机启动一级预警。

步骤三、在启动一级或二级预警时，远程计算机同时通过无线发送控制信号给启动预警的检测模组中的无线模块；启动预警的检测模组中，低压脉冲发射器收到无线模块传来的控制信号后发射一个脉冲，同时将发射时间经无线模块传给远程计算机；脉冲在故障电缆中传播，当脉冲在电缆中遇到故障点时被反射回来，对应的脉冲接收器接收反射信号，同时将反射时间经无线模块传给远程计算机；远程计算机记录下低压脉冲发射器发射脉冲与脉冲接收器接收反射信号的时间差δt，并计算低压脉冲发射器到故障点之间的距离vδt/2，从而确定故障点与对应编号检测模组的距离，其中，v为脉冲的传播速度；然后，远程计算机把故障点位置显示出来。

所述的信号采集单元采用zigbee无线数据采集卡，包括采集模块和信号传输模块；所述的采集模块接收信号，信号传输模块将采集模块接收的信号发送给远程计算机。

所述的一、二或三级预警均通过远程计算机的预警模块启动。

所述的温度检测单元采用lsci-tz系列红外热传感器。

所述的气体检测单元采用hstl-fbsxbj型号的可燃气体传感器。

所述的电弧检测单元为arcsensor22型号的弧光传感器。

本发明具有的有益效果：

本发明克服了以往检测数据不准确和检测因素不全面，而导致检测结果误差大的问题。本发明通过检测温度、气体密度、电弧三大因素来精确确定电缆的实际使用情况，并实现了操作人员远程操控，实时在线监测和预警，节省了大量的人力物力，检测结果更加准确，故障定位也更加精准。

附图说明

图1为本发明的具体流程图；

图2为本发明中各单元的信号传输图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种地下电缆局部故障检测方法，具体如下：

步骤一、在电缆上每间隔100米安装一个检测模组；检测模组包括温度检测单元1、气体检测单元2、电弧检测单元3、无线模块和故障定位单元4；故障定位单元包括低压脉冲发射器和脉冲接收器；温度检测单元采集电缆的温度信号，并将温度信号输出给信号采集单元；温度检测单元采用lsci-tz系列红外热传感器；气体检测单元检测hs和sf6气体，并将检测结果传给信号采集单元；气体检测单元采用hstl-fbsxbj型号的可燃气体传感器；电弧检测单元将检测到的电缆放电瞬间的电弧信号传给信号采集单元；电弧检测单元为arcsensor22型号的弧光传感器。

步骤二、远程计算机对各个检测模组依次进行编号，各个检测模组的信号采集单元将采集到的所有信号通过无线传输给远程计算机6；远程计算机依次对每个检测模组的信号进行判断；每个检测模组的信号判断过程如下：首先判断温度信号，若温度高于90℃，则判断是否存在hs和sf6气体以及电弧信号；若不存在hs和sf6气体以及电弧信号，则说明电缆处于负载状态，远程计算机启动三级预警；若存在hs或sf6气体，但不存在电弧信号，则说明电缆处于临界状态，应及时保护，启动二级预警；若判断存在hs或sf6气体，且存在电弧信号，此时说明电缆出现了局部放电，启动一级预警。

步骤三、在启动一级或二级预警时，远程计算机同时通过无线发送控制信号给启动预警的检测模组中的无线模块；启动预警的检测模组中，低压脉冲发射器收到无线模块传来的控制信号后发射一个脉冲，同时将发射时间经无线模块传给远程计算机；脉冲在故障电缆中传播，当脉冲在电缆中遇到故障点(阻抗不均匀点)时被反射回来，对应的脉冲接收器接收反射信号，同时将反射时间经无线模块传给远程计算机；远程计算机记录下低压脉冲发射器发射脉冲与脉冲接收器接收反射信号的时间差δt，并计算低压脉冲发射器到故障点之间的距离vδt/2，从而确定故障点与对应编号检测模组的距离，精确实现定位，其中，v为脉冲的传播速度；然后，远程计算机把故障点位置显示出来，操作工人对故障点进行维护和修理，避免出现电力事故。

进一步，信号采集单元采用zigbee无线数据采集卡，包括采集模块5和信号传输模块7；采集模块接收信号，信号传输模块将采集模块接收的信号发送给远程计算机。

进一步，一、二或三级预警均通过远程计算机的预警模块8启动。

本发明通过检测电缆温度、气体密度和电流的变化来进行判断预测电缆的使用情况，避免由于采集考虑的影响因素不全面，而导致检测结果的不准确。本发明实现了操作人员远程操控，实时在线监测和预警，节省了大量的人力物力，检测结果更加准确，故障定位也更加精准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种地下电缆局部故障检测方法。电缆人工检测，效率低，精确性差。本发明在电缆上每间隔L米安装一个检测模组；检测模组包括温度检测单元、气体检测单元、电弧检测单元、无线模块和故障定位单元；故障定位单元包括低压脉冲发射器和脉冲接收器。本发明通过检测温度、气体密度、电弧三大因素来精确确定电缆的实际使用情况，并实现了操作人员远程操控，实时在线监测和预警，节省了大量的人力物力，检测结果更加准确，故障定位也更加精准。

技术研发人员：李蓉;杨树玄;张崟;林卫;严瑞斌;陈志平;张巨勇
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2018.12.07
技术公布日：2019.04.02