中压成盘电缆导体性能智能检测装置及系统的制作方法

本发明涉及成盘电缆性能测量技术，尤其涉及一种中压成盘电缆导体性能智能检测装置及系统。

背景技术：

随着城市化快速发展，电力电缆用量快速增加。高压电缆产品，从设计、生产、出厂以及现场竣工都严格执行相关检验方法，保证产品符合技术规范要求，因此电缆质量问题较少。而中压电缆受工艺相对简单，新入网电缆供应商数量快速增长，存在部分供应商不按标准生产，导致产品不符合技术规范、家族性缺陷频发等突出问题，其中最常见问题之一是导体截面不符合要求。例如导体截面标称为400平方毫米的电缆，实际只有300平方毫米，不仅导致电缆导体电阻不合格，而且会导致电缆导体和附件压接管尺寸不匹配，运行过程中产生故障，影响电网安全运行。

目前中压电缆导体参数采用出厂抽检试验，通过检测一米长电缆样品的电阻和导体结构尺寸，判定整盘电缆导体参数是否合格，没有对成盘电缆进行电阻检测，存在很大局限性。目前市面上现有的电缆导体材料测试装置功能单一，只能测试电缆导体电阻，手动输入环境温度，再换算至标准温度下的电阻值。测试装置仅留有usb接口，对于导出的电阻测试数据，还需要通过人工编辑完成测试报告，无法满足智能化检测需求。

技术实现要素：

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种中压成盘电缆导体性能智能检测装置及系统。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种中压成盘电缆导体性能智能检测装置，包括电缆长度计算模块、电缆导体参数计算模块、电缆长度测量单元、电缆导体参数测量单元、电源管理单元和电池模块；所述电缆长度测量单元通过接口模块连接被测电缆获得长度测量数据，并通过电缆长度计算模块计算电缆长度；所述电缆导体参数测量单元通过接口模块连接被测电缆获得导体参数测量数据，并通过电缆导体参数计算模块计算电缆导体参数；所述电源管理单元产生隔离电源，分别为电缆长度计算模块、电缆导体参数计算模块、电缆长度测量单元、电缆导体参数测量单元供电；电池模块为电源管理单元供电。

进一步地，所述电缆长度测量单元包括脉冲发射及接收模块、窗口比较及信号处理模块、高速计数模块；脉冲发射及接收模块发射脉冲通过接口模块注入被测电缆，并接收被测电缆远端产生的反射脉冲；窗口比较及信号处理模块根据发射脉冲和反射脉冲产生陡脉冲；高速计算模块根据陡脉冲统计发射脉冲和反射脉冲之间的时间周期个数。

进一步地，所述电缆导体参数测量单元包括恒流电源、标准电阻模块、被测电缆直流电阻接入模块、adc模数转换及隔离模块、四线制信号接口模块；恒流电源产生恒定电流输出，通过四线制信号接口模块的电流引线连接标准电阻模块和被测电缆直流电阻接入模块；被测电缆直流电阻接入模块通过接口模块连接被测电缆；adc模数转换及隔离模块通过四线制信号接口模块的电压引线获得电压信号。

进一步地，所述智能检测装置还包括温度检测单元，所述温度检测单元包括温度传感器和温度芯片，为电缆导体参数计算模块提供温度修正系数，电缆导体参数计算模块根据温度修正系数对电缆导体直流电阻进行修正。

进一步地，所述智能检测装置还包括信息显示传输单元，用于显示测试结果及进行数据传输。

进一步地，所述信息显示传输单元包括键盘模块、液晶显示模块、485接口模块或4g网络模块。

进一步地，所述adc模数转换及隔离模块包括两路差分输入高精度模数转换电路，数字电路和模拟电路采用数字隔离芯片隔离。

一种中压成盘电缆导体性能智能检测系统，包括中压成盘电缆导体性能智能检测装置和接口模块。

进一步地，所述接口模块为卡钳，卡钳内侧为椭圆形。

有益效果：本发明的智能检测装置，不需要人工进行波形识别，直接通过窗口比较电路实现发射脉冲和反射脉冲时间间隔计数，并通过中央处理器直接进行长度计算，使用方便快捷，检测结果直观，有利于现场应用。本发明可实现现场一键检测成盘中压电缆长度、电缆导体电阻、电缆导体截面，有效提高成盘中压电缆质量检测速度，适用于现场中压电缆到货验收普测工作，同时可实现测试数据云储存，形成测试数据库，对于中压电缆供应商进行跟踪性质量评价，适合大规模推广、保障中压电缆入网质量。

本发明相比于常规现场电缆导体检测装置，设置了适应型卡钳，保证了测试过程中的接触面积和接触可靠性，有利于保证测量精度。

附图说明

图1是中压成盘电缆导体性能智能检测装置的结构示意图；

图2是卡钳的结构示意图，(a)卡钳张开，(b)卡钳自然状态。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的中压成盘电缆导体性能智能检测装置，包括中央处理单元1，电缆长度测量单元4，电缆导体参数测量单元5，温度检测单元14，电源管理单元15，电池模块16，信息显示传输单元17。

中压成盘电缆导体性能智能检测系统，包括中压成盘电缆导体性能智能检测装置和接口模块(20)，电缆长度测量单元(4)通过接口模块(20)连接被测电缆，电缆导体参数测量单元(5)通过接口模块(20)连接被测电缆。

接口模块20为卡钳，卡钳内侧为椭圆形，增大接触面积，可完全抱紧剥开的电缆导体，且卡钳夹住电缆导体的时候上下两侧不会碰到一起。

中央处理单元1包括电缆长度计算模块2和电缆导体参数计算模块3，实现电缆长度、电缆导体直流电阻和截面的计算。电缆长度计算模块2数据源于电缆长度测量单元4，电缆导体参数计算模块3数据源于电缆导体参数测量单元5。

电缆长度测量单元4包括脉冲发射及接收模块6、窗口比较及信号处理模块7、高速计数模块8。脉冲发射及接收模块6发射脉冲通过接口模块20注入被测电缆，被测电缆远端产生反射脉冲，脉冲发射及接收模块6接收反射脉冲，并抑制外部大的干扰脉冲进入仪器损坏内部电路。发射脉冲和反射脉冲通过窗口比较及信号处理模块7产生下降沿或上升沿足够陡的脉冲波，滤除干扰信号，并发送到高速计数模块。高速计数模块由百兆晶体作为振荡频率，通过可编程高速计数器统计发射脉冲和反射脉冲之间的时间周期个数，并经过电缆长度计算模块2计算电缆长度。

电缆导体参数测量单元5包括恒流电源9、标准电阻模块10、被测电缆直流电阻接入模块11、adc模数转换及隔离模块12、四线制信号接口模块13。恒流电源9可产生几百毫安到几十安的恒定电流输出，采用四线制信号接口模块13的电流引线连接标准电阻模块10和被测电缆直流电阻接入模块11，采用四线制信号接口模块13的电压引线由adc模数转换及隔离模块12获得电压信号，并通过电缆导体参数计算模块3计算电缆导体参数。

被测电缆直流电阻接入模块(11)通过接口模块(20)连接被测电缆，标准电阻模块10与被测电缆串联，在同一电流下，分别测试标准电阻和被测电缆电阻的电压值，计算被测电缆直流电阻值。

被测成盘电缆导体通过四线制输入电流并测量电压，避免接触电阻影响测量精度，同时采用电阻电容和电感电容滤波，抑制外部干扰信号进入内部电路，并保护内部电路。adc模数转换及隔离模块12由两路差分输入高精度模数转换电路构成，数字电路和模拟电路采用数字隔离芯片隔离。

温度检测单元14包括温度传感器和温度芯片，温度检测单元14自动采集现场环境温度，为电缆导体参数计算模块3提供温度修正系数，电缆导体参数计算模块3根据采集的温度对电缆导体直阻进行修正。

电源管理单元15产生三路隔离的电源，分别给中央处理单元1、电缆长度测量单元4、电缆导体参数测量单元5供电。电池模块16为电源管理单元15供电。

信息显示传输单元17包括键盘模块、液晶显示模块、485接口模块、4g网络模块；键盘模块用于检测装置的系统参数和功能设置，液晶显示用于显示测试结果，根据测试结果中的导体直阻、导体截面参数等可以判断被测电缆是否合格。485接口模块用于连接电脑进行数据传输；4g网络模块用于通过4g网络将测试结果发送至便携智能终端18或云服务器19。

便携智能终端18通过4g网络接收信息显示传输单元17发送的数据，可补充输入被测试电缆编号、厂家、操作人员等信息，生成测试报告存档，同时将测试数据和报告通过4g网络上传至云服务器19，形成中压成盘电缆导体参数数据库。

本发明系统的主要工作过程如下所示：

(1)测试人员将卡钳连接被测电缆，选择合适的测试档位，启动一键测试；

(2)电缆长度测量单元向被测整盘电缆注入发射脉冲，并通过窗口比较及信号处理模块、高速计数模块获得发射脉冲和反射脉冲之间的时间差，电缆长度计算模块根据时间差计算电缆长度；

(3)电缆导体参数测量单元产生恒定电流注入标准电阻和被测电缆，并通过模数转换获得标准电阻和被测电缆两端电压，电缆导体参数计算单元计算电缆导体电阻；

(4)温度检测单元自动采集现场环境温度，电缆导体参数计算模块根据采集的温度对电缆导体直阻进行修正，并计算电缆导体截面积；

(5)上述步骤2、3、4均为装置自动完成，测试结果通过信息显示传输单元中的液晶显示模块反馈给测试人员，测试人员判断电缆是否合格，并可选择地将测试结果上传至便携智能终端或云服务器。