一种电缆数显同步定点路径仪及其定点方法
【专利摘要】本发明一种电缆数显同步定点路径仪及其定点方法涉及电缆探测，是一种用于埋地动力电缆绝缘故障点的探测仪器。包括电磁波传感器、声波振动传感器、数据处理器、距离显示器和音频放大器，电磁波传感器以及声波振动传感器分别与数据处理器相连，电磁波传感器将接收到由电缆辐射传来的电磁波送至数据处理器进行处理，声波振动传感器将接收到的由地下传来的故障点地震波后也送至数据处理器进行处理；数据处理器和距离显示器相连，进行信息互通。通过电磁波传感器和声音传感器将接收到的电磁波信号以及地震波送至数据处理器进行处理，并将处理后的数据信息通过距离显示器进行显示。
【专利说明】一种电缆数显同步定点路径仪及其定点方法
【技术领域】
[0001]本发明一种电缆数显同步定点路径仪及其定点方法涉及电缆探测，是一种用于埋地动力电缆绝缘故障点的探测仪器。
【背景技术】
[0002]过去对电缆沟内架空的故障电缆定点时，全电缆的振动声使任何定点路径仪束手无策，无法判定封闭性故障的具体位置。另外对50Hz工频信号的干扰也无法抑制，存在很大的定点盲区。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对上述不足之处提供一种电缆数显同步定点路径仪及其定点方法，能快速、精确定位埋地动力电缆绝缘故障点及准确探测电缆埋设路径，以解决现有同类产品存在功能单一、定位不精确、存在定点盲区等缺陷问题。
[0004]本发明电缆数显同步定点路径仪及其定点方法是采取以下技术方案实现的:
电缆数显同步定点路径仪包括电磁波传感器、声波振动传感器、数据处理器、距离显示器和音频放大器，电磁波传感器以及声波振动传感器分别与数据处理器相连，电磁波传感器将接收到由电缆辐射传来的电磁波送至数据处理器进行处理，声波振动传感器将接收到的由地下传来的故障点地震波后也送至数据处理器进行处理；数据处理器和距离显示器相连，进行信息互通；
在数据处理器前还设有放大处理器以及滤波处理器。
[0005]所述声波振动传感器与音频放大器相连，音频放大器通过检波仪以及定点/路径功能转换键与耳机相连，音频放大器放大声波振动传感器拾取的微弱地震波信号，传入耳机监听其大小，配合距离显示器的显示数据、精确定点。
[0006]所述声音传感器采用市售的声音传感器，电磁波传感器采用市售的电磁波传感器。
[0007]所述距离显示器采用LED数码显示器。
[0008]数据处理器采用市售的8位单片机。
[0009]工作原理:电缆数显同步定点路径仪通过电磁波传感器和声音传感器将接收到的电磁波信号以及地震波送至数据处理器进行处理，并将处理后的数据信息通过距离显示器进行显示。音频放大器可放大声波振动传感器拾取的微弱地震波信号，由耳机监听其大小，配合显示屏数据精确定点。
[0010]电缆数显同步定点路径仪的定点方法包括如下步骤:
1)在进行冲击高压放电定点时，电磁波传感器接收到由电缆辐射传来的电磁波后，送至数据处理器，经放大整形处理，启动内部的计数器开始工作，即开始进行距离换算；
2)当声音传感器接收到由地下传来的故障点地震波，将该地震波信号送至数据处理器放大整形，产生计数中断信号，并将产生的计数中断信号送至距离显示器显示最终处理结果，并冻结显示数字，提供稳定观察；
所述处理结果为故障距离；
3)第二次冲击放电时重复上述步骤(I)和步骤(2)并刷新上次显示数据，并通过音频放大器放大声波振动传感器拾取的微弱地震波信号，由耳机监听其大小，配合距离显示器显示精确的定点数据。
[0011]所述故障距离是通过以下方法计算的，由于电磁波传播速度极快，远高于地表声波传播速度，所以可以认为电缆故障点击穿时间点和接收器收到电磁波的时间点是同一时亥|J。由此开始计数，直到接收到击穿点的震动音频信号。声音在空气中的传播速度ν=340Μ/S是已知的，根据电磁波与声波的传播时间差，利用公式I=TV,其中I为故障距离，单位米；T为时间差单位秒…为声波在地表层或电缆中的传播速度，单位是米/秒，由数据处理电路换算出故障点到当前位置的故障距离。
[0012]本发明电缆数显同步定点路径仪及其定点方法使用特殊结构的声波振动传感器及低噪声专用器件作前置放大，大大提高了仪器定点和路径探测的灵敏度。在信号处理技术上，用数字显示故障点与传感探头间的距离，极大地消除了定点时的盲目性。实现快速、精确定位及电缆埋设路径的准确探测。该数显同步定点路径仪利用声电同步接收显示技术，有效地克服了定点现场环境噪音干扰造成的定点困难问题。尤其是故障距离的数字显示省去了操作员对复杂波形的分析判断，在相当程度上替代了闪测仪的粗测距离功能。对于数百米长的故障电缆，一般不用粗测便可实施定点，真正实现了高效、快速、准确。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]以下将结合附图对本发明作进一步说明:
图1是本发明电缆数显同步定点路径仪的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0014]参照附图1，本发明电缆数显同步定点路径仪包括电磁波传感器、声波振动传感器、数据处理器、距离显示器和音频放大器，电磁波传感器以及声波振动传感器分别与数据处理器相连，电磁波传感器将接收到由电缆辐射传来的电磁波送至数据处理器进行处理，声波振动传感器将接收到的由地下传来的故障点地震波后也送至数据处理器进行处理；数据处理器和距离显示器相连，进行信息互通；
在数据处理器前还设有放大处理器以及滤波处理器。
[0015]所述声波振动传感器与音频放大器相连，音频放大器通过检波仪以及定点/路径功能转换键与耳机相连，音频放大器放大声波振动传感器拾取的微弱地震波信号，传入耳机监听其大小，配合距离显示器的显示数据、精确定点。
[0016]所述声音传感器采用市售的声音传感器，电磁波传感器采用市售的电磁波传感器。
[0017]所述距离显示器采用LED数码显示器。
[0018]数据处理器采用市售的8位单片机。
[0019]电缆数显同步定点路径仪的定点方法包括如下步骤:
I)在进行冲击高压放电定点时，电磁波传感器接收到由电缆辐射传来的电磁波后，送至数据处理器，经放大整形处理，启动内部的计数器开始工作，即开始进行距离换算；
2)当声波振动传感器接收到由地下传来的故障点地震波，将该地震波信号送至数据处理器放大整形，产生计数中断信号，并将产生的计数中断信号送至距离显示器显示最终处理结果，并冻结显示数字，提供稳定观察；
所述处理结果为故障距离；
3)第二次冲击放电时重复上述步骤(I)和步骤(2)并刷新上次显示数据，并通过音频放大器放大声波振动传感器拾取的微弱地震波信号，由耳机监听其大小，配合距离显示器显示精确的定点数据。
[0020]该数显同步定点路径仪的使用方式如下:
1.定点:在冲击高压发生器对故障电缆作高压冲击时(冲击高压幅度要足够高，以保证故障点充分击穿放电)，将声波振动传感器的探头放置在电缆路径(或故障电缆本体)上方，拨动电源开关，接通电源，定点路径仪的功能转换键设置在“路径”上，一方面通过耳机监听地震波，另一方面观察距离显示屏。在未听到地震波时(测听点距故障点太远)，每冲击放电一次，距离显示器的显示屏计数并刷新一次，每次显示满量200/500.0米，在电缆上方沿路径不断移动传感探头，直至听到故障点的地震波声音(此时表明距故障点不远了)。当听到的地震波声音足够强时，距离显示器的显示屏将显示故障距离数。此时便可将声波振动传感器的探头直接按照显示屏上显示的距离数放在相应处。在该处前后移动声波振动传感器的探头，找到数显值最小处，此处即为故障精确位置。且此数显值也是电缆的当地大致埋设深度(此时耳机中声音应是最大，而且每次听到的声音均与数显的刷新显示同步)。
[0021]2.寻测路径:此时在欲测电缆始端加入15KHz调幅路径信号源，在仪器的输入端口插入15KHz探棒，并垂直于地面，电缆数显同步定点路径仪功能转换键设置在设置在“路径”档，用耳机监听15KHz断续波的声音。当探棒位于电缆正上方时声音最小，探棒下方即为埋设的电缆。沿埋设方向探出的每个最小声音点的连线即为该电缆的精确埋设路径。
【权利要求】
1.一种电缆数显同步定点路径仪，其特征在于:包括电磁波传感器、声波振动传感器、数据处理器、距离显示器和音频放大器，电磁波传感器以及声波振动传感器分别与数据处理器相连，电磁波传感器将接收到由电缆辐射传来的电磁波送至数据处理器进行处理，声波振动传感器将接收到的由地下传来的故障点地震波后也送至数据处理器进行处理；数据处理器和距离显示器相连，进行信息互通。
2.根据权利要求1所述的电缆数显同步定点路径仪，其特征在于:在数据处理器前还设有放大处理器以及滤波处理器。
3.根据权利要求1所述的电缆数显同步定点路径仪，其特征在于:所述声波振动传感器与音频放大器相连，音频放大器通过检波仪以及定点/路径功能转换键与耳机相连，音频放大器放大声波振动传感器拾取的微弱地震波信号，传入耳机监听其大小，配合距离显示器的显示数据、精确定点。
4.一种权利要求3所述的电缆数显同步定点路径仪的定点方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)在进行冲击高压放电定点时，电磁波传感器接收到由电缆辐射传来的电磁波后，送至数据处理器，经放大整形处理，启动内部的计数器开始工作，即开始进行距离换算； 2)当声音传感器接收到由地下传来的故障点地震波，将该地震波信号送至数据处理器放大整形，产生计数中断信号，并将产生的计数中断信号送至距离显示器显示最终处理结果，并冻结显示数字，提供稳定观察； 所述处理结果为故障距离； 3)第二次冲击放电时重复上述步骤(I)和步骤(2)并刷新上次显示数据，并通过音频放大器放大声波振动传感器拾取的微弱地震波信号，由耳机监听其大小，配合距离显示器显示精确的定点数据。
5.根据权利要求4所述的电缆数显同步定点路径仪的定点方法，其特征在于:所述故障距离是通过以下方法计算的，I=TV,其中I为故障距离，单位米汀为时间差单位秒;\为声波在地表层或电缆中的传播速度，单位是米/秒，v=340米/秒。
【文档编号】G01R31/08GK104198894SQ201410501321
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】邵开冻 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司宿迁供电公司