专利名称：隐蔽线缆故障检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电缆故障及线路路径的精确位置，特别涉及近距离隐蔽线缆故障
检测和线路路径的精确定位。
背景技术：
电力的输送有赖于电缆线路的正常运行，但电力电缆线常因线路损坏发生故障， 影响生产使用，造成经济损失和不良的社会影响。因而，电力电缆故障测试仪及时发现和排 除线路故障，对输电线路的安全运行有着极大的重要性。 原始的电力电缆的线路路径是靠多年积累的档案和老工人和技术人员的记忆来 寻找的，有许多大工厂，老工厂以及老输电线路工程的档案不全，老职工退休后，有些电缆 的走向便无从知晓，给电力系统改造和其他施工带来了很大的困难，特别是当电缆发生故 障时，由于不知道故障的确切位置，而只能粗测，给企业和国家带来巨大的经济和社会影 响。 现有的线缆故障测试技术大致分为两大类一类是电桥法，电桥法就是用双臂电 桥测出电缆芯线的直流电阻值，再准确测量电缆实际长度，按照电缆长度与电阻的正比例 关系，计算出故障点。该方法对于电缆芯线间直接短路或短路点接触电阻小于1Q的故障， 判断误差一般不大于3m，对于故障点接触电阻大于1Q的故障，可采用加高电压烧穿的方 法使电阻降至1Q以下，再按此方法测量。采用电桥法时应保证测量精度，电桥连接线要 尽量短，线径要足够大，与电缆芯线连接要采用压接或焊接，计算过程中小数位数要全部保 留。因此电桥法测量电缆故障有着精度不高的局限性，而且这种技术主要是用来测试短路 故障的。另一类为脉冲式，这也是比较常用的线缆故障检测技术。检测故障是从线缆的一端 输入一脉冲信号，其宽度在0. 25 ii s到0. 8 ii s，幅度在20u到150u之间。当脉冲信号到达 故障点后返回，从示波器上返回波形宽度数值，读出故障点距离。其精度为每小格40-56m， 每大格200-290m，因此从波形宽度占格数量估计故障点的距离，误差较大，读数困难，工作 效率低。 随着国家电力事业的突飞猛进，电缆生产五花八门，电缆故障形形色色。特别是低 压电缆因生产工艺及材料等原因，造成利用电缆脉冲传播速度测量其故障具有一定难度。 而传统的电桥法测量电缆故障又有着精度不高的局限性，因此发明一种测量精确、易于检 测、体积小、重量轻、携带方便的隐蔽电缆故障检测仪器成为生产厂家及电缆用户的共识。
发明内容本实用新型的目的是提供一种隐蔽线缆故障检测仪，用于隐蔽电缆故障检测、线 缆路径精确位置，解决了电桥法和脉冲法精度不足、功能单一的问题。 为实现上述目的采用的技术方案是，一种隐蔽线缆故障检测仪，其结构中包括信 号发生器和信号接收器两个配套单元，其中信号发生器单元中包括脉冲信号发生电路，以 及功率放大电路，信号输出电路，信号接收器单元包括谐振电路，低频信号放大电路和发声
3器，信号发生器单元中采用了抽头变压器适配的信号输出电路，谐振电路单元中采用了阻 抗变换式探测棒结构。 本实用新型的有益效果是能够对电缆故障及线路路径精确位置，为维修电缆故障 提供了方便，减少了破坏，节省了人力、物力和时间。
图1为信号发生器的功能框图。 图2为信号接收器的功能框图。 图3为信号发生器的电路实施例图。 图4为谐振电路D中探测棒结构中的电路实施例图。 图5为信号接收器的电路实施例图。 图6为发声器的示意图。 图1-2中，A是脉冲信号发生电路，B是功率放大电路，C是信号输出电路，D是谐 振电路，E是低频信号放大电路，F是发声器。 图3中Rl到Rll是电阻，Cl、 C4、 C6是电解电容，C2、 C3、 C5、 C7是电容，Ql、 Q2、 Q3、 Q4是三极管，C0N8是端子排，UIA、 UIB是555型定时器，T是抽头变压器。 图4中C8、C9、C10为电容，L为电感，R12、R13为电阻，K1、K2、K3为开关。 图5中R21、 R22是电阻，Cll、 C12、 C13、 C14、 C16是电容，C15、 C17是电解电容， HEADER6是端子排，Nl是LM386音频放大器。
具体实施方式参看附图，一种隐蔽线缆故障检测仪，其结构中包括信号发生器和信号接收器两 个配套单元，其中信号发生器单元中包括脉冲信号发生电路A，以及功率放大电路B，信号 输出电路C，信号接收器单元包括谐振电路D，低频信号放大电路E和发声器F，上述的信号 发生器单元中采用了抽头变压器适配的信号输出电路C，谐振电路D中采用了阻抗变换式 探测棒结构。 上述的抽头变压器T有高、中、低档三个功率输出抽头。 上述的探测棒的结构中采用联动开关K1、K2、K3组成了线圈和两组配套的阻容元 件形成双档谐振回路，检测到的信号从线圈端引至低频信号放大电路E的输入端。 上述的脉冲信号发生电路A采用的是集成电路LM556、三极管Q3、 Q4以及配套的 阻、容元件组成的震荡放大电路。 上述的功率放大电路B采用的是由三极管Q1、Q2及其外围配套阻容元件组成的复 合三极管电流放大电路。 上述的功率放大电路B中变压器T原边线圈与功率放大电路B输出端口之间设置 有滤波电容C1。 上述的低频信号放大电路E中采用了集成电路芯片LM386和外围配套组容元件搭 成的音频信号放大电路，检测到的信号从谐振电路D中的线圈端引入，放大后的音频信号 送至扬声器或耳机。 本实用新型的信号发生器，利用LM556产生间歇脉冲信号，经过复合管进行功率放大，经电容C1滤除干扰信号，通过变压器调节后可以直接接入被测电缆。信号处理器采 用LM386音频信号集成放大电路，将接收到的低频信号直接送至扬声器或耳机，所以作业 人员通过发声器能够时时准确的判断电缆的走向和信号传输路径。 实施应用例一 检测低压线缆路径。只需将线路加市电电源，将粗略探测棒贴近地 埋线，耳机就会发出间歇声响，改变探头位置，信号接受器发出的音频信号强度将会发生改 变，信号最强的位置将是目前所测线缆的位置，如此往复进行所得到的行走路线，就是线缆 的走径。 例二 检测低压电缆线路接地故障。按照测量走径的方法，当探测到某处声音明显 减小，那么在声音明显减小的地方正下方为接地故障点。然后再使用精确探测棒，利用插测 法，根据接地电压分布原理，准确查找故障点，对于地下两米以内直埋线缆， 一般误差不大 于10厘米，对于室内暗线，误差不大于2厘米。 例三墙内线路的短路故障。方法与实施例二所不同的是接线方式不同，当需要检
测短路故障时，就相当于将信号发生器电源短路，因此相对的消耗功率就要大些。 本实用新型与电桥法和传统脉冲法相比，不仅能够非常简便精确的测出故障点，
还能确定隐蔽电缆的走向，从而为工程施工和电力电缆检修提供了极大的方便。由于信号
发生器和信号处理器都是袖珍式并且都采用低压电源，可以用充电电池给测试仪供电，所
以作业人员可以随时随身携带该仪器在户外进行检测。本实用新型具有测量精度高、测量
速度快、操作简便、功能完善等特点，能够解决隐蔽电缆走向，特别是适合短距离故障点的
精确检定。
权利要求一种隐蔽线缆故障检测仪，其结构中包括信号发生器和信号接收器两个配套单元，其中信号发生器单元中包括脉冲信号发生电路(A)，以及功率放大电路(B)，信号输出电路(C)，信号接收器单元包括谐振电路(D)，低频信号放大电路(E)和发声器(F)，其特征在于所述的信号发生器单元中采用了抽头变压器(T)适配的信号输出电路(C)，谐振电路(D)中采用了阻抗变换式探测棒结构。
2. 根据权利要求1所述的隐蔽线缆故障检测仪，其特征在于所述的抽头变压器(T) 有高、中、低档三个功率输出抽头。
3. 根据权利要求1所述的隐蔽线缆故障检测仪，其特征在于所述的探测棒的结构中 采用联动开关(Kl、 K2、 K3)组成了线圈和两组配套的阻容元件形成双档谐振回路，检测到 的信号从线圈端引至低频信号放大电路(E)的输入端。
4. 根据权利要求1所述的隐蔽线缆故障检测仪，其特征在于所述的脉冲信号发生电 路(A)采用的是集成电路LM556、三极管Q3、Q4以及配套的阻、容元件组成的震荡放大电路。
5. 根据权利要求l所述的隐蔽线缆故障检测仪，其特征在于所述的功率放大电路(B) 采用的是由三极管Ql、 Q2及其外围配套阻容元件组成的复合三极管电流放大电路。
6. 根据权利要求l所述的隐蔽线缆故障检测仪，其特征在于所述的功率放大电路(B) 中变压器(T)原边线圈与功率放大电路(B)输出端口之间设置有滤波电容C1。
7. 根据权利要求1所述的隐蔽线缆故障检测仪，其特征在于所述的低频信号放大电 路(E)中采用了集成电路芯片LM386和外围配套组容元件搭成的音频信号放大电路，检测 到的信号从谐振电路(D)中的线圈端引入，放大后的音频信号送至扬声器或耳机。
专利摘要一种隐蔽线缆故障检测仪，其应用在需要隐蔽电缆故障检测、线缆路径精确定位等工程施工以及输电线路故障检测中，其结构中包括信号发生器和信号接收器两个配套单元，其中信号发生器单元中包括脉冲信号发生电路，以及功率放大电路，信号输出电路，信号接收器单元包括谐振电路，低频信号放大电路和发声器，信号发生器单元中采用了抽头变压器适配的信号输出电路，谐振电路单元中采用了阻抗变换式探测棒，其结构简单可随身携带且具有测量精度高、测量速度快、操作简便、功能完善等特点，能够解决隐蔽电缆走向，特别是适合短距离故障点的精确检测。
文档编号G01R31/02GK201464598SQ20092010323
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者徐嘉, 潘孟良, 程刚, 程建国 申请人:程刚