專利名稱：電力電纜故障定點(diǎn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電カ電纜的定位及故障定點(diǎn)測(cè)試工具。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電カ電纜由于其占地面積少，施工方便，便于城市綠化和美化，先進(jìn)性逐步凸顯出來，電カ電纜因此得到了廣泛應(yīng)用。電カ電纜線路的增加也帶來了電纜故障的增多，電纜故障主要包括単相接地和相間短路。而電纜故障的查找和處理比較困難，尤其是電纜故障點(diǎn)的定位困難，不僅耗時(shí)，且定點(diǎn)也不夠準(zhǔn)確，給故障的處理帶來了一定困難，嚴(yán)重影響供電時(shí)間?，F(xiàn)有電纜故障定點(diǎn)測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)包括路徑棒、探頭、放大器和耳機(jī)，這四部分需要連線連接才能正常工作?，F(xiàn)有電纜故障定點(diǎn)儀是音頻感應(yīng)工作方式，通過檢測(cè)音頻磁場(chǎng)信號(hào)，探測(cè)電纜的路徑。在預(yù)測(cè)故障電纜的線芯接入音頻信號(hào)發(fā)生器，向電纜的故障線芯注入間斷的音頻信號(hào)，使電纜沿敷設(shè)路徑產(chǎn)生電磁波，用路徑棒(兩個(gè)纏繞匝數(shù)相同但纏繞方向相反的、并間距一定距離的線圈組成)沿電纜敷設(shè)大概位置進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試吋，將路徑棒垂直于地面并沿著所測(cè)電纜的路徑左右移動(dòng)，在路徑棒的線圈中感應(yīng)出電信號(hào)，通過信號(hào)放大器放大后，經(jīng)過有線傳輸送入耳機(jī)，即可聽到兩邊聲音大，中間沒有聲音(或聲音很小)的一條無聲路線，這就測(cè)出電纜的具體埋設(shè)位置即路徑。在測(cè)出電纜具體敷設(shè)路徑后進(jìn)行故障定點(diǎn)測(cè)試，是用聲磁同步檢測(cè)工作方式，用直流高壓發(fā)生器，向電纜的故障線芯注入間斷的高壓電流，使故障點(diǎn)放電產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，利用探頭沿故障電纜路徑進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)接近故障點(diǎn)時(shí)，探頭內(nèi)部的拾音器也跟著故障點(diǎn)進(jìn)行振動(dòng)，拾音器將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)信號(hào)放大器放大后由連線送到耳機(jī)，就可以測(cè)出電纜故障的故障點(diǎn)?，F(xiàn)有電纜故障定點(diǎn)測(cè)試設(shè)備的路徑棒、探頭、放大器、耳機(jī)相互之間需許多連線連接才能正常工作，使用不夠方便；該設(shè)備體積大，不便操作和攜帯；使用中受外界干擾比較大，準(zhǔn)確性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決電カ電纜的定位及故障定點(diǎn)困難的問題，提供ー種操作簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、便于攜帶的電纜故障定點(diǎn)測(cè)試儀。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
該電カ電纜故障定點(diǎn)儀包括探測(cè)發(fā)射裝置和接收裝置。探測(cè)發(fā)射裝置包括用于檢測(cè)電カ電纜埋設(shè)位置的路徑棒，用于測(cè)試電カ電纜故障點(diǎn)的拾音器，和路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)，以及用于放大并發(fā)射路徑棒或拾音器所檢測(cè)電信號(hào)的無線調(diào)頻發(fā)射器。接收裝置包括用于接收上述探測(cè)發(fā)射裝置無線調(diào)頻發(fā)射器所發(fā)射信號(hào)的接收器，以及接聽所述接收器音頻的耳機(jī)。以下是本發(fā)明一些優(yōu)選方案中的具體技術(shù)手段
所述路徑棒包括磁棒、磁棒外面繞制的線圈，該線圈為兩個(gè)纏繞匝數(shù)相同但纏繞方向相反的、并間距一定的線圈組成，ー線圈和電容串聯(lián)并與另ー線圈并聯(lián)組成信號(hào)輸入回路，該輸入回路和路徑棒與拾音器的轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行連接。所述拾音器包括金屬探針、塑料絕緣棒和壓電晶體，金屬探針用以采集、接收電纜的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)與之連接的塑料絕緣棒將振動(dòng)信號(hào)傳遞給所接壓電晶體，壓電晶體將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。所述拾音器外面用金屬盒屏蔽，可封閉在探測(cè)發(fā)射裝置的下層，以減少外界雜音干擾。所述無線調(diào)頻發(fā)射器包括兩級(jí)放大器，輸入信號(hào)通過耦合電容Cl接入第一級(jí)放大器的三極管Vl基極，三極管Vl發(fā)射極接有偏置電阻R4和旁路電容C5，集電極負(fù)載為電容C3和電感LI組成的諧振回路，并由電感LI的抽頭通過耦合電容C6連接入第二級(jí)放大 器三極管V2的基板，三極管V2的集電極負(fù)載為電容C7、電感L2組成的諧振電路，放大信號(hào)由集電極經(jīng)天線發(fā)射。電阻Rl為三極管Vl輸入回路電阻，電容C2為三極管Vl基極旁路電容，電容C4連接三極管Vl集電極和發(fā)射機(jī)用以消振，電阻R2和電阻R3分別為三極管Vl和三極管V2基極的偏置電阻，電源進(jìn)線處接有濾波電容(CS)。所述探測(cè)發(fā)射裝置中路徑棒、拾音器、路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)、無線調(diào)頻發(fā)射器，裝入一個(gè)小巧的探頭里成為獨(dú)立整體。路徑棒和拾音器主要用來接收電纜外加信號(hào)，經(jīng)過路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)傳遞給無線調(diào)頻發(fā)射器，信號(hào)放大后經(jīng)過天線發(fā)射出去。所述探測(cè)發(fā)射裝置中路徑棒、拾音器、路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)、無線調(diào)頻發(fā)射器，裝入一個(gè)小巧的探頭里成為獨(dú)立整體。在塑料外殼內(nèi)下層設(shè)置由金屬罩屏蔽的拾音器，上層設(shè)置無線調(diào)頻發(fā)射器，其兩邊設(shè)置路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)和電源開關(guān)及電池，外殼內(nèi)ー側(cè)豎立路徑棒,外殼內(nèi)襯吸音材料毛氈。路徑棒和拾音器主要用來接收電纜外加信號(hào)，經(jīng)過路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)傳遞給無線調(diào)頻發(fā)射器，信號(hào)放大后經(jīng)過天線發(fā)射出去。所述接收器采用調(diào)頻袖珍收信機(jī)，用來接收無線調(diào)頻發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)。接收器采用調(diào)頻袖珍收信機(jī)，調(diào)頻袖珍收音機(jī)的價(jià)格低廉，這樣就省去再設(shè)計(jì)的麻煩，調(diào)頻袖珍收音機(jī)的體積小巧，調(diào)頻容易，便于攜帶，操作方便。


圖I是電カ電纜故障定點(diǎn)儀原理框 圖2是探測(cè)發(fā)射裝置電路原理 圖3是探測(cè)發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)示意 圖4是電纜路徑測(cè)試接線 圖5是電纜故障定點(diǎn)測(cè)試接線圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一歩介紹
具體實(shí)施例方式 如圖I所示，該電カ電纜故障定點(diǎn)儀包括探測(cè)發(fā)射裝置I和接受裝置II，經(jīng)探測(cè)發(fā)射裝置I的天線所發(fā)射的放大信號(hào)，由接收裝置II接收。
探測(cè)發(fā)射裝置I包括路徑棒8、拾音器13、路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6和無線調(diào)頻發(fā)射器5。路徑棒8或拾音器13通過路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6和無線調(diào)頻發(fā)射器5相連接。
接收裝置II包括接受器11和耳機(jī)12，接受器11采用的是FM調(diào)頻袖珍收信機(jī)，調(diào)頻袖珍收信機(jī)的價(jià)格低廉，這樣就省去再設(shè)計(jì)的麻煩，同時(shí)操作方便。接受器11接受無線調(diào)頻發(fā)射器5發(fā)射信號(hào)，同時(shí)將信號(hào)傳遞給耳機(jī)12，由耳機(jī)接聽音頻信號(hào)。圖2所示，探測(cè)發(fā)射裝置電路包括路徑棒8、拾音器13、路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān) 6和無線調(diào)頻發(fā)射器5。路徑棒8包括磁棒、磁棒外面繞制的線圈L 3和線圈L 4，該兩線圈纏繞匝數(shù)相同但纏繞方向相反并間隔相等，線圈L 3和電容C9串聯(lián)后與線圈L 4并聯(lián)組成信號(hào)輸入回路，該輸入回路和路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6進(jìn)行連接。路徑棒8線圈的繞制是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，當(dāng)電纜線芯通過外加音頻電流時(shí)，其周圍將產(chǎn)生一個(gè)同樣頻率的交變磁場(chǎng)，當(dāng)路徑棒8靠近電纜，在路徑棒8線圈中產(chǎn)生ー個(gè)音頻電勢(shì)，通過路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6的將信號(hào)傳遞到無線調(diào)頻發(fā)射器5。拾音器13用以采集、接收電纜的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過拾音器的壓電晶體將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后經(jīng)路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6的將信號(hào)傳遞到無線調(diào)頻發(fā)射器5。無線調(diào)頻發(fā)射器5采用三極管ニ級(jí)放大電路，電容Cl與三極管Vl的基極相連接，三極管Vl的集電極與電容C3、電感LI組成的諧振電路連接，電感LI線圈抽頭通過耦合電容C6和三極管V2的基極連接，三極管V2的集電極與電容C7、電感L2組成的諧振電路連接，放大信號(hào)由集電極經(jīng)天線發(fā)射。電阻Rl為三極管Vl輸入回路電阻，電阻R2、電阻R3分別為三極管VI、三極管V2基極的偏置電阻，C2為三極管Vl基極的旁路電容，C2的主要作用是濾波，電阻R4為三極管Vl發(fā)射極偏置電阻，C 5為三極管Vl發(fā)射極的旁路電容，電容C4連接三極管Vl的集電極和發(fā)射極用以消振，電容CS接在電源進(jìn)線處為濾波電容。路徑棒8或拾音器13通過路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6將信號(hào)傳遞到耦合電容Cl，耦合電容Cl將信號(hào)傳遞到三極管Vl的基極，三極管Vl的作用是放大信號(hào)，經(jīng)過三極管Vl將信號(hào)放大后，信號(hào)從三極管Vl集電極經(jīng)過電容C3和電感LI的諧振，從電感LI抽頭經(jīng)耦合電容C6傳遞到三極管V2的基極，三極管V2將信號(hào)進(jìn)ー步放大，信號(hào)經(jīng)過電容C7和電感L2諧振后，通過天線實(shí)現(xiàn)無線發(fā)射，被接收器11接收，信號(hào)送入耳機(jī)12，聽到音頻信號(hào)。圖3所示，探測(cè)發(fā)射裝置包括拾音器13、路徑棒8、路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6和無線調(diào)頻發(fā)射器5。拾音器13包括金屬探針I(yè)、塑料絕緣棒10和壓電晶體2，為了防止外界雜音干擾，拾音器13設(shè)置在探測(cè)發(fā)射裝置的下層。金屬探針I(yè)和塑料絕緣棒10連接，塑料絕緣棒10和壓電晶體2連接，再與路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6連接。由于電信號(hào)易外界電磁波的干擾，在制作中將壓電晶體2用金屬盒9屏蔽。金屬盒9外包圍吸音材料3，吸音材料3的材質(zhì)為毛氈，它可以有效的濾除外界雜音對(duì)壓電晶體2的干擾。在探測(cè)發(fā)射裝置的上層設(shè)置無線調(diào)頻發(fā)射器5。在無線調(diào)頻發(fā)射器5的兩邊設(shè)置路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6和電源開關(guān)7及電池。無線調(diào)頻發(fā)射器5發(fā)射頻率為82 100MHZ，使用一節(jié)# 5電池供電即可。路徑棒8豎立在探測(cè)發(fā)射裝置的ー邊，和路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)6連接。探測(cè)發(fā)射裝置整體裝在探頭塑料外殼4內(nèi)，采用塑料外殼4可提高本電カ電纜故障定點(diǎn)儀抗干擾性能。該電纜故障定點(diǎn)儀體積小巧，便于攜帶，操作簡(jiǎn)單；利用無線信號(hào)的發(fā)射和接收，使用方便；功耗低、工作時(shí)間長(zhǎng)；壓電晶體的金屬屏蔽，和殼體內(nèi)的毛氈，提高了抗干擾能力；故障查找時(shí)信號(hào)清晰，定位準(zhǔn)確，易于推廣應(yīng)用。電カ電纜故障定點(diǎn)儀具體測(cè)試方法 電カ電纜路徑測(cè)試 圖4所示，采用外加音頻信號(hào)發(fā)生器接入待測(cè)電纜線芯，未測(cè)電纜線芯和電纜鎧裝護(hù)層接地，當(dāng)電纜線芯通過音頻電流吋，其周圍將產(chǎn)生磁場(chǎng)，離線芯近磁力線密，離線芯遠(yuǎn)磁力線疏。當(dāng)路徑棒的接收線圈置于電纜正上方時(shí)，磁棒與磁力線垂直，線圈和磁力線平行，磁力線不穿過線圈，感應(yīng)電勢(shì)接近于零，在耳機(jī)中聽不到聲音，或聲音很小。當(dāng)線圈從電纜的正上方移向兩邊時(shí)，磁棒不垂直于磁力線，有磁力線穿過線圈，能聽到較大的聲音。當(dāng)線圈遠(yuǎn)離電纜時(shí)，磁場(chǎng)減弱，聲音逐漸減小，最后聽不到聲音。將磁棒垂直于地面并沿著電纜的路徑左右移動(dòng)時(shí)，即可聽到兩邊聲音大，中間沒有聲音(或聲音很小)的一條無聲路線，即測(cè)出電纜的具體埋設(shè)位置(即路徑)。電カ電纜故障定點(diǎn)測(cè)試
圖5所示，在測(cè)到故障電纜路徑后，然后進(jìn)行故障定點(diǎn)測(cè)試。電纜故障定點(diǎn)測(cè)試是利用直流高壓發(fā)生器向電容C充電、儲(chǔ)能，當(dāng)電壓達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，電容C經(jīng)過放電間隙向故障線芯放電，由于電纜故障點(diǎn)有一定的故障電阻，在電容器放電過程中，此故障電阻在放電時(shí)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。故障電纜聲測(cè)時(shí)，將探針插入土中，隨著故障點(diǎn)的放電在土壤中形成振動(dòng)，振動(dòng)信號(hào)就會(huì)沿著金屬探針上傳給塑料絕緣棒，進(jìn)而傳送給壓電晶體，壓電晶體把振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給無線調(diào)頻發(fā)射器放大，經(jīng)過天線向外發(fā)射信號(hào)，接收器通過調(diào)頻，產(chǎn)生共振，耳機(jī)將收到聲音信號(hào)，以振動(dòng)最強(qiáng)、音量最大處，即為實(shí)際電纜故障點(diǎn)位置。
權(quán)利要求
1.一種電力電纜故障定點(diǎn)儀，包括探測(cè)發(fā)射裝置和接收裝置，其特征在于 所述探測(cè)發(fā)射裝置包括用于檢測(cè)電力電纜埋設(shè)位置的路徑棒(8)、用于測(cè)試電力電纜故障點(diǎn)的拾音器(13)以及路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)(6)，還包括用于放大并發(fā)射路徑棒(8 )或拾音器(13)所檢測(cè)電信號(hào)的無線調(diào)頻發(fā)射器(5 ); 所述接收裝置包括用于接收上述無線調(diào)頻發(fā)射器(5 )所發(fā)射信號(hào)的接收器(11)，以及接聽所述接收器(11)音頻的耳機(jī)(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述電力電纜故障定點(diǎn)儀，其特征在于所述路徑棒(8)包括磁棒、磁棒外面繞制的線圈，該線圈為兩個(gè)纏繞匝數(shù)相同但纏繞方向相反并間隔一定距離的線圈(L 3、L 4)，線圈(L 3)和電容(C9)串聯(lián)后與線圈(L 4)并聯(lián)組成信號(hào)輸入回路，該輸入回路和路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)(6)進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述電力電纜故障定點(diǎn)儀，其特征在于所述拾音器(13)包括金屬探針(I)、塑料絕緣棒(10)和壓電晶體(2)，金屬探針(I)用以采集、接收電纜的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)與之連接的塑料絕緣棒(10)將振動(dòng)信號(hào)傳遞給壓電晶體(2)，壓電晶體(2)將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述電力電纜故障定點(diǎn)儀，其特征在于所述無線調(diào)頻發(fā)射器(5)包括兩級(jí)放大器，輸入信號(hào)經(jīng)耦合電容(Cl)接入第一級(jí)放大器的三極管(VI)基極，三極管(Vl)發(fā)射極接有偏置電阻(R4)和旁路電容(C5)，集電極負(fù)載為電容(C3)和電感(LI)組成的諧振回路，并由電感(LI)的抽頭經(jīng)耦合電容(C6)連接第二級(jí)放大器三極管(V2)的基極，三極管(V2)的集電極負(fù)載為電容(C7)和電感(L2)組成的諧振電路，放大信號(hào)由集電極經(jīng)天線發(fā)射；電阻(Rl)為三極管(Vl)輸入回路電阻，電容(C2)為三極管(Vl)基極旁路電容，電容(C4)連接三極管(Vl)的集電極和發(fā)射機(jī)用以消振，電阻(R2)和電阻(R3)分別為三極管(Vl)和三極管(V2)基極的偏置電阻，電源進(jìn)線處接有濾波電容(CS)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述電力電纜故障定點(diǎn)儀，其特征在于所述接收器(11)采用調(diào)頻袖珍收信機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述電力電纜故障定點(diǎn)儀，其特征在于所述探測(cè)發(fā)射裝置制成一體，在塑料外殼(4)內(nèi)下層設(shè)置由金屬罩(9)屏蔽的拾音器(13)，上層設(shè)置無線調(diào)頻發(fā)射器(5)，其兩邊設(shè)置路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)(6)和電源開關(guān)(7)及電池，外殼(4)內(nèi)一側(cè)豎立路徑棒8，外殼(4)內(nèi)襯吸音材料毛氈(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力電纜故障定點(diǎn)儀，它包括探測(cè)發(fā)射裝置和接收裝置，探測(cè)發(fā)射裝置包括用于檢測(cè)電力電纜埋設(shè)位置的路徑棒、用于測(cè)試電力電纜故障點(diǎn)的拾音器和路徑棒與拾音器轉(zhuǎn)換開關(guān)，以及用于放大并發(fā)射路徑棒或拾音器所檢測(cè)電信號(hào)的無線調(diào)頻發(fā)射器，該裝置做在一個(gè)小巧的探頭塑料殼體內(nèi)；接收裝置包括用于接收無線調(diào)頻發(fā)射器所發(fā)射信號(hào)的接收器，以及接聽接收器音頻的耳機(jī)。無線調(diào)頻發(fā)射器采用三極管二級(jí)放大電路，放大信號(hào)經(jīng)天線發(fā)射。接收器采用高品質(zhì)袖珍收音機(jī)，接收發(fā)射信號(hào)，由耳機(jī)接聽音頻信號(hào)。該電纜故障定點(diǎn)儀體積小巧，便于攜帶，操作簡(jiǎn)單，使用方便；功耗低，工作時(shí)間長(zhǎng)；抗干擾能力強(qiáng)，故障查找時(shí)信號(hào)清晰，定位準(zhǔn)確，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102680857SQ201210164889
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者李亮, 栗振海 申請(qǐng)人:河南省電力公司漯河供電公司