基于信号耦合技术的封铅连通检测装置及方法与流程

本发明涉及高压电和自动控制设备技术领域，具体涉及一种基于信号耦合技术的封铅连通检测装置及基于信号耦合技术的封铅连通检测方法。

背景技术：

高压电缆接头处，电缆接头与电缆主体外护套采用搪铅技术链接。受电缆自生重力、地下沉降、电缆拉升等因数影响，电缆搪铅处经常出现搪铅破损。搪铅破损导致电缆接头进水，电缆外护套环流局放，最终导致电缆接头损坏，电缆头炸裂，造成了事故停电，使得人民生活得不到保障，损失大量的经济。

传统的电缆接头搪铅破损检测主要有涡流探伤技术、x射线技术。其中涡流探伤技术因电缆搪铅处外护套一层热缩管，厚度5mm，且电缆搪铅处形状不规则，导致涡流探伤探头与电缆搪铅处接触距离大，且距离变化大，高低不平均。这直接导致了涡流探伤探头的探测不准确，误报率高。并且由于涡流探伤技术需要探头不断移动，对搪铅四周每一个角落需要无死角探测到，这也导致了涡流探伤技术不能实现在线检测设备，只能采用人工巡检比较合适。

x射线技术，检测成本高，且工作时对电缆内橡胶结构产生不可恢复的老化作用，缩短了电缆的寿命，因此也不适用于在线检测。

申请人经过多年来对上述技术的研究和实践，通过对高压电缆接头接地电缆耦合信号，并在高压电缆外护套检测信号的方式，可以很好的检测出高压电缆封铅处是否断裂。如果高压电缆封铅处断裂，则耦合信号不能传导到高压电缆，在高压电缆外护套不能检测出信号。依据这一原理，以及为了提高系统的稳定性，申请人相续加入了信号发送单元、信号检测单元、信号处理单元，通过检测信号检测单元检测信号和信号发送单元发送信号的信号强度，通过判断信号衰减，判断出电缆是否存在连通故障；通常连通故障为电缆封铅断裂，通过数据传输单元传输故障到服务器，实现在线检测功能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于信号耦合技术的封铅连通检测装置及基于信号耦合技术的封铅连通检测方法，设置信号发送单元、信号检测单元、信号处理单元和数据传输单元，通过对高压电缆接头接地电缆耦合信号，并在高压电缆外护套检测信号的方式，就可以很好的检测出高压电缆封铅处是否断裂；检测装置结构简单、实用，检测方法简便；检测结果通过数据传输单元上传数据到服务器，实现在线检测功能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提供的基于信号耦合技术的封铅连通检测装置，用于电缆接头铜壳与电缆铠装连接处的电缆搪铅损坏的检测；所述检测装置包括信号发送单元、信号检测单元、信号处理单元和数据传输单元。

在本发明中，信号发送单元安装在高压电缆接头的接地电缆上，通过电容或电磁耦合方式，将信号注入高压电缆铠装电压层；所述信号检测单元安装在高压缆外护套上，通过电容或电磁耦合方式检测信号；所述信号处理单元和数据传输单元连接信号发送单元和信号检测单元，信号处理单元通过检测信号检测单元检测信号发送单元发送信号的信号强度，判断信号衰减，判断电缆是否存在连通故障，连通故障为电缆封铅断裂，通过数据传输单元传输故障信息到服务器。

优选的是，所述信号发送单元和信号检测单元可以为对置安装，支持自检功能。

在上述任一技术方案中优选的是，所述信号发送单元与信号检测单元均设置载波通信传输模块，信号发送单元与信号检测单元传输信号载波数字信号，实现信号检测单元对信号发送单元的id标识识别。

在上述任一技术方案中优选的是，所述信号发送单元设置耦合电路和滤波器，信号发送单元耦合两种及以上信号频率。

在上述任一技术方案中优选的是，所述信号处理单元设置频率衰减判断模块，信号处理单元判断两种及以上频率的衰减比例，依据电容通高频的特性，当高频衰减小于低频衰减时，判断出封铅故障处于搭接状态。

在上述任一技术方案中优选的是，所述信号处理单元判断两种及以上频率的衰减比例，优选的两种频率为1khz和100khz。

本发明还提供一种基于信号耦合技术的封铅连通检测方法，其采用如上任一项所述的基于信号耦合技术的封铅连通检测装置，该基于信号耦合技术的封铅连通检测方法包括：

信号发送单元将信号耦合在高压电缆接头接地电缆上，信号检测单元安装在高压电缆铠装上；通过信号检测单元检测到的信号的强度，判断高压电缆封铅处的链接状态；通过信号发送单元耦合两种及以上信号频率，信号处理单元判断两种及以上频率的衰减比例，依据电容通高频的特性，当高频衰减小于低频衰减时，判断出封铅故障处于搭接状态。

在上述任一技术方案中优选的是，信号发送单元与信号检测单元载波数字信号，实现信号检测单元对信号发送单元的唯一识别，实现一条电缆多个接头的同时检测而不会检测错误。

在上述任一技术方案中优选的是，信号发送单元设置自检模块，信号发送单元具有自检功能，确保信号的发送能力。

在上述任一技术方案中优选的是，信号检测单元设置自检模块，信号检测单元具有自检功能，确保信号的检测能力。

在上述任一技术方案中优选的是，检测结果通过数据传输单元上传数据到服务器，实现在线检测。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益效果：

通过对高压电缆接头接地电缆耦合信号，并在高压电缆外护套检测信号的方式，可以很好的检测出高压电缆封铅处是否断裂，如果高压电缆封铅处断裂，则耦合信号不能传导到高压电缆，在高压电缆外护套不能检测出信号。

本发明设置由信号发送单元、信号检测单元、信号处理单元、数据传输单元构成的基于信号耦合技术的封铅连通检测装置，通过检测信号检测单元检测信号和信号发送单元发送信号的信号强度，通过判断信号衰减，判断出电缆是否存在连通故障。通常连通故障为电缆封铅断裂，通过数据传输单元传输故障到服务器，实现在线检测功能。基于信号耦合技术的封铅连通检测装置结构简单、实用，基于信号耦合技术的封铅连通检测检测方法简便；检测结果通过数据传输单元上传数据到服务器，实现在线检测功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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为按照本发明的基于信号耦合技术的封铅连通检测装置的一优选实施例的结构示意图；

图2为按照本发明的基于信号耦合技术的封铅连通检测装置的图1所示实施例的高压电缆封铅断裂示意图；

图3为按照本发明的基于信号耦合技术的封铅连通检测装置的图2所示实施例的封铅断裂时电缆铜壳与电缆铠装搭接形成接触面的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

鉴于传统的电缆接头搪铅破损检测技术检测不准确、不简便、不能实现在线检测，本发明实施例提出一种基于信号耦合技术的封铅连通检测装置及基于信号耦合技术的封铅连通检测方法，通过对高压电缆接头接地电缆耦合信号，并在高压电缆外护套检测信号的方式，就可以很好的检测出高压电缆封铅处是否断裂；检测装置结构简单、实用，检测方法简便；检测结果通过数据传输单元上传数据到服务器，实现在线检测功能。

以下结合图1至3，说明本实施例所述基于信号耦合技术的封铅连通检测装置的结构、技术特点，以及基于信号耦合技术的封铅连通检测方法的实现形式。

本实施例所述的用于电缆接头铜壳与电缆铠装连接处的电缆搪铅损坏检测的基于信号耦合技术的封铅连通检测装置，主要由信号发送单元、信号检测单元、信号处理单元和数据传输单元构成；信号发送单元安装在高压电缆接头的接地电缆上，通过电容或电磁耦合方式，将信号注入高压电缆铠装电压层；信号检测单元安装在高压缆外护套上，通过电容或电磁耦合方式检测信号；信号处理单元和数据传输单元连接信号发送单元和信号检测单元，信号处理单元通过检测信号检测单元检测信号发送单元发送信号的信号强度，判断信号衰减，判断电缆是否存在连通故障，连通故障为电缆封铅断裂，通过数据传输单元传输故障信息到服务器。

本实施例所述基于信号耦合技术的封铅连通检测装置，信号发送单元和信号检测单元可以对置安装，支持自检功能。

本实施例所述基于信号耦合技术的封铅连通检测装置，信号发送单元与信号检测单元均设置载波通信传输模块，信号发送单元与信号检测单元传输信号载波数字信号，实现信号检测单元对信号发送单元的id标识识别。

本实施例所述基于信号耦合技术的封铅连通检测装置，信号发送单元设置耦合电路和滤波器，信号发送单元耦合两种及以上信号频率。

本实施例所述基于信号耦合技术的封铅连通检测装置，信号处理单元设置频率衰减判断模块，信号处理单元判断两种及以上频率的衰减比例，依据电容通高频的特性，当高频衰减小于低频衰减时，判断出封铅故障处于搭接状态。

本实施例所述基于信号耦合技术的封铅连通检测装置，信号处理单元判断两种及以上频率的衰减比例，优选的两种频率为1khz和100khz。

基于信号耦合技术的封铅连通检测方法，用于电缆接头铜壳与电缆铠装连接处的电缆搪铅损坏的检测，该检测方法主要采用：信号发送单元将信号耦合在高压电缆接头接地电缆上，信号检测单元安装在高压电缆铠装上；通过信号检测单元检测到的信号的强度，判断高压电缆封铅处的链接状态；通过信号发送单元耦合两种及以上信号频率，信号处理单元判断两种及以上频率的衰减比例，依据电容通高频的特性，当高频衰减小于低频衰减时，判断出封铅故障处于搭接状态。

该检测方法，信号发送单元与信号检测单元载波数字信号，实现信号检测单元对信号发送单元的唯一识别，实现一条电缆多个接头的同时检测而不会检测错误。

该检测方法，信号发送单元具有自检功能，确保信号的发送能力。

该检测方法，信号检测单元具有自检功能，确保信号的检测能力。

该检测方法，检测结果通过数据传输单元上传数据到服务器，实现在线检测。

采用本实施例所述的基于信号耦合技术的封铅连通检测装置及方法，对电缆接头铜壳与电缆铠装连接处的电缆搪铅损坏实施检测，通过对高压电缆接头接地电缆耦合信号，并在高压电缆外护套检测信号的方式，就可以很好的检测出高压电缆封铅处是否断裂。基于信号耦合技术的封铅连通检测装置主要由信号发送单元、信号检测单元、信号处理单元、数据传输单元组成；信号发送单元负责发送信号，可以采用电容耦合的方式，也可以采用电磁耦合的方式将信号注入到高压电缆接头的接地电缆里面，高压电缆接头的接地电缆属于高压电缆铠装层，与高压电缆铠装通过搪铅直接连通；信号检测单元通过电容耦合的方式，或者电磁耦合的方式，检测高压电缆铠装是否有注入信号；信号处理单元，通过比较高压电缆接头封铅良好和高压电缆接头封铅断裂时的信号衰减，判断出高压电缆接头封铅断裂事故；数据传输单元将结果传输到上位机平台(服务器)，实现在线检测的功能。

如图1所示，高压电缆封铅，当断裂时，信号处理单元处理信号衰减，如图2和图3所示，电缆铜壳与高压电缆铠装搭接形成接触面，封铅断裂，高压电缆铠装与铜壳搭接，此时接触电阻增大，因电缆与铜壳搭接，形成电容面，此时接触电阻增大，大部分频信号从搭接面电容传导，低频信号相对高频信号衰减大，因此可以判断高压电缆封铅接头处于断裂搭接状态。

在具体实施中，因高压电缆接头接地电缆与高压电缆铠装连通，信号检测单元可以安装在高压电缆外护套上，信号发送单元可以安装在高压电缆接头接地电缆上，信号检测单元与信号发送单元，二者位置可以对置，不影响检测方法和结果。

在具体实施中，为了提高产品的可靠性，信号发送单元和信号检测单元都具有自检功能，采用的方法可以是：信号发送单元旁边安装辅助的信号检测单元进行信号发送单元的发送功能检测，信号检测单元旁边辅助安装信号发送单元，进行信号检测单元的检测功能检测，通过信号发送单元内置电感电容检测器，直接检测发送单元的线圈或电容，判断信号发送单元是否正常，通过信号检测单元内置电感电容检测器，直接检测检测单元的线圈或电容，判断信号检测单元是否正常。

在具体实施中，因高压电缆封铅断裂以后，高压电缆铠装与高压电缆铜壳仍然搭接，此时高压电缆铠装与高压电缆接头接地电缆接触电阻大，造成高压电缆接头封铅处发热，局放，对电缆危害很大，为了检测封铅断裂后的搭接故障，采用了两种信号传输，对比两种信号的衰减度的方式，判断出高压电缆接头封铅处是否处于搭接故障。具体如图1至3所示，利用封铅断裂搭接，高压电缆铠装与电缆接头铜壳之间存在电容，频率不同的信号对电容的传输阻抗不一样，封铅断裂，高压电缆铠装与铜壳搭接，此时接触电阻增大。因电缆与铜壳搭接，形成电容面，此时接触电阻增大，大部分频信号从搭接面电容传导，低频信号相对高频信号衰减大，因此可以判断高压电缆封铅接头处于断裂搭接状态，优选的两种频率为1khz和100khz。

此外，因为一根电缆需要安装多个高压电缆接头封铅故障检测传感器，多个信号发送单元和信号接收单元存在干扰，为了应对一根电缆有多个接头的情况，采用的将各个信号发送单元进行了id号分类，再采用信号载波的方式，信号发送单元通过发送和停止发送的间隙时间或发送时间，进行载波，信号检测单元可以通过检测到的经信号处理单元信号处理以后，判断出发送信号的来源，实现了一个电缆多个传感器相互工作不干扰的方法，有效的防止了检测单元检测到其它发送单元的信号而误判了高压电缆封铅还连通的漏检。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定；以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围；在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。