一种电缆故障定位专家系统的制作方法

本实用新型涉及电缆故障定位技术领域，特别涉及一种电缆故障定位专家系统。

背景技术：

电力电缆经常用作发电厂、变电所以及工矿企业的动力引线，当线路在过江、过近海、过铁路等处，也常常要使用电力电缆。电缆与架空线路相比，有着①不受大气环境(如雷电、雨雾露雪、污秽物、风等)的影响；②不占地表平面和空间；③不影响城市景观美化；④安全可靠，隐蔽耐用等特点，获得了愈加广泛的应用。我国近年大力推进城镇化建设，相应电力系统也随之大大发展，而电缆因为上述的优势，使用的数量和场合变得越来越多。电力电缆在运行时会受到很多方面的影响，因而会发生很多类型的故障。

目前的电缆故障定位方法普遍采用行波法，但行波法还存在难以解决的问题，即反射波的识别和反射波头对应时间的确定。电力电缆存在有分支接头的情况，当这种电缆线路故障时不仅故障点将产生反射波，分接头也会产生反射波，此时对反射波的辨识将变得非常困难，甚至无法识别。

技术实现要素：

鉴以此，本实用新型提出一种电缆故障定位专家系统，故障定位较为简单，并且还可以直观的了解到故障点所在的区间，为维修工作提供便利。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电缆故障定位专家系统，包括：

脉冲信号发生器，用于生成脉冲信号并加到待测故障电缆上；

数据采集器，用于采集待测故障电缆上反射的脉冲信号；

控制器，用于对脉冲信号进行处理；

上位机，存储有各种故障类型下的脉冲衰减规律，用于进行故障定位并进行显示；

区域显示单元，显示故障点所对应的线路区间；

所述控制器分别与数据采集器、上位机以及区域显示单元电连接；所述区域显示单元包括若干个显示灯，所述显示灯的数量与预先分割的线路区间数量相同，所述上位机进行故障定位后将定位结果传输给控制器，所述控制器根据定位结果控制对应的显示灯开启。

优选的，所述数据采集器包括空心电流互感器，所述空心电流互感器套设在待测故障电缆上。

优选的，还包括滤波模块，所述滤波模块对数据采集器采集的脉冲信号进行处理后传输给控制器。

优选的，所述滤波模块包括带通滤波器、带阻滤波器、窄带滤波器以及宽带滤波器，所述带通滤波器、带阻滤波器、窄带滤波器以及宽带滤波器依次电连接，所述带通滤波器与数据采集器电连接，所述宽带滤波器传输滤波后的数据给控制器。

优选的，还包括放大器，所述放大器分别与滤波模块、控制器电连接，所述放大器对滤波模块滤波后的数据进行放大后传输给控制器。

优选的，所述控制器包括a/d转换器、数据处理器以及外设接口，所述数据处理器分别与a/d转换器、外设接口电连接，所述a/d转换器接收数据采集器采集的数据，所述外设接口将数据处理器处理后的数据传输给上位机。

优选的，还包括第一无线传输单元和第二无线传输单元，所述第一无线传输单元与控制器电连接，所述第二无线传输单元与上位机电连接，所述第一无线传输单元将控制器处理后的数据传输给第二无线传输单元。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种电缆故障定位专家系统，采用脉冲信号发生器生成脉冲信号并作用在待测故障电缆上，脉冲信号在待测故障电缆内传输并反射后由数据采集器进行采集，数据采集器将采集后的数据传输给控制器进行处理，控制器处理后的数据传输到上位机中，由上位机进行故障的定位，并显示定位的结果，同时定位结果会由上位机返回到控制器中，控制器根据定位结果控制区域显示单元的显示灯相应的亮起，从而工作人员可以通过上位机或者区域显示单元直观的了解到电缆的故障地点，方便进行故障排查，为维修工作提供便利。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种电缆故障定位专家系统的一个实施例的原理图；

图2为本实用新型的一种电缆故障定位专家系统的一个实施例的滤波模块的原理图；

图中，1为脉冲信号发生器，2为数据采集器，3为控制器，4为上位机，5为区域显示单元，6为显示灯，7为滤波模块，8为带通滤波器，9为带阻滤波器，10为窄带滤波器，11为宽带滤波器，12为放大器，13为a/d转换器，14为数据处理器，15为外设接口，16为第一无线传输单元，17为第二无线传输单元。

具体实施方式

为了更好理解本实用新型技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

参见图1至图2，本实用新型提供的一种电缆故障定位专家系统，包括：

脉冲信号发生器1，用于生成脉冲信号并加到待测故障电缆上；

数据采集器2，用于采集待测故障电缆上反射的脉冲信号；

控制器3，用于对脉冲信号进行处理；

上位机4，存储有各种故障类型下的脉冲衰减规律，用于进行故障定位并进行显示；

区域显示单元5，显示故障点所对应的线路区间；

所述控制器3分别与数据采集器2、上位机4以及区域显示单元5电连接；所述区域显示单元5包括若干个显示灯6，所述显示灯6的数量与预先分割的线路区间数量相同，所述上位机4进行故障定位后将定位结果传输给控制器3，所述控制器3根据定位结果控制对应的显示灯6开启。

在本实施例中，首先确定待测故障电缆后，使用脉冲信号发生器1生成脉冲信号并加到待测故障电缆中，脉冲信号会在待测故障电缆中传输并反射，通过在待测故障电缆上设置的数据采集器2，对待测故障电缆内的脉冲信号进行采集，并将采集的信号传输到控制器3进行处理，控制器3主要对信号进行模数转换后将数据传输到上位机4，而上位机4内部存储有脉冲衰减规律，根据脉冲衰减规律直接判断得出故障的定位结果，并进行显示，同时定位结果会返回到控制器3中，控制器3接收到定位结果后发出控制信号到区域显示单元5，由区域显示单元5显示故障点所处的线路区间，从而可以方便维修人员快速的了解到故障点的位置，提高维修的效率。

而区域显示单元5包括多个显示灯6，显示灯6的数量与预先分割的线路区间数量相同，例如显示灯6设置成10个，对应的线路区间为10个区间，当第五个显示灯6亮起时，则表示故障点在第五个线路区间，工作人员可以直观了解到故障区间后及时赶到故障点所处的区间处进行处理，提高维修效率。

具体的，本实用新型设置上位机4显示以及区域显示单元5显示的目的在于，上位机4一般均是设置在监控室中的，只能实现远程监控，而当工作人员到电缆线路附近作业时，可以通过设置在线路旁的区域显示单元5直接了解到故障区间，从而可以及时快速的进行处理。

优选的，所述数据采集器2包括空心电流互感器，所述空心电流互感器套设在待测故障电缆上。

采用空心电流互感器可以避免传统的铁芯互感器带来的损耗及非线性影响。

优选的，还包括滤波模块7，所述滤波模块7对数据采集器2采集的脉冲信号进行处理后传输给控制器3，所述滤波模块7包括带通滤波器8、带阻滤波器9、窄带滤波器10以及宽带滤波器11，所述带通滤波器8、带阻滤波器9、窄带滤波器10以及宽带滤波器11依次电连接，所述带通滤波器8与数据采集器2电连接，所述宽带滤波器11传输滤波后的数据给控制器3。

滤波模块7的目的是为了抑制噪声的干扰，为了保证滤波的效果，本实用新型采用组合滤波的方式，滤波模块7由四个滤波器组成，经过滤波模块7滤波后的数据可以被控制器3更好的识别处理。

优选的，还包括放大器12，所述放大器12分别与滤波模块7、控制器3电连接，所述放大器12对滤波模块7滤波后的数据进行放大后传输给控制器3。

为了保证控制器3可以较好的识别到滤波模块7传输的信号，在控制器3与滤波模块7之间设置一个放大器12，放大器12对滤波模块7滤波后的信号进行放大后在传输给控制器3。

优选的，所述控制器3包括a/d转换器13、数据处理器14以及外设接口15，所述数据处理器14分别与a/d转换器13、外设接口15电连接，所述a/d转换器13接收数据采集器2采集的数据，所述外设接口15将数据处理器14处理后的数据传输给上位机4。

控制器3接收放大器12传输的信号，由控制器3内部的a/d转换器13进行模数转换，转换完成后，由数据处理器14处理成上位机4所要识别判断的信号，并通过外设接口15传输出去，控制器3需要具备模数转换能力以及数据处理能力，本实施例的控制器3选用stm32f101c8型号的单片机来实现上述功能。

优选的，还包括第一无线传输单元16和第二无线传输单元17，所述第一无线传输单元16与控制器3电连接，所述第二无线传输单元17与上位机4电连接，所述第一无线传输单元16将控制器3处理后的数据传输给第二无线传输单元17。

通过设置的第一无线传输单元16和第二无线传输单元17来实现控制器3与上位机4的无线传输，从而上位机4可以设置在监控室内实现远程监控，而区域显示单元5可以设置在线路附近，为工作人员提供现场的监控，当工作人员需要在现场进行故障排查时，可以通过区域显示单元5确定故障的线路区间，为维修提供便利，而第一无线传输单元16和第二无线传输单元17可以采用wifi模组、蓝牙模组或者zigbee模块来实现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。