[發明專利]一體式定向非接觸電纜故障檢測定位傳感裝置

有效

• 申請號: 201310610704.6
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103592577A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 王莉;查文琦;洪博;孫晶
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/11
• 分類號: G01R31/11;G01R31/02
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 艾中蘭

技術領域

本發明屬于電纜故障檢測領域，涉及一種針對反射法電纜故障檢測定位的一體式定向非接觸檢測定位傳感裝置。

背景技術

在電纜故障檢測定位領域，反射法效果顯著，其應用最為廣泛。反射法向待測電纜中注入信號，信號在故障點處發生反射，通過采集反射信號、識別反射信號的相位特性實現對故障的檢測與定位。

SSTDR（Spread?Spectrum?Time?Domain?Reflectometry）即擴展頻譜時域反射法，其原理框圖如附圖1所示。當開關Sw閉合時，入射信號被送入待測電纜中，入射信號在電纜故障點處會由于阻抗不匹配而發生反射，同時接收反射信號，將入射信號與反射信號按下式進行相關運算。

r(t)=∫0Ts(t)*x(t-τ)dt]]>

式中s(t)為入射信號，x(t-τ)為反射信號，r(t)為相關運算結果，T為檢測信號周期。從相關運算結果(檢測曲線)中可以提取電纜故障的類型和距離(故障信息)。

SSTDR相對于其他反射法的一大優勢在于，檢測信號不影響電纜的正常工作，因而可以對正常工作的電纜實現在線監測(在線指的是電纜正常工作)。在線監測能夠發現電纜運行過程中出現的故障，這對排除電纜的潛在隱患具有極為重要的意義。

然而，無論是SSTDR或是其他反射法，都需要將檢測裝置與待測電纜的導體直接相連，從而實現信號的注入。這需要斷開電纜原有連接、改變電纜系統的接口端子，隨著次數的增多，對電纜可能造成一定損壞，在檢測高壓電力電纜時也會帶來一些不安全因素。采用容性耦合傳感方式的非接觸式反射法，避免了檢測裝置與待測電纜之間的電氣連接，無需對待測電纜進行改動變化，使用簡便，能夠極大地提高反射法在實際應用中的安全性和便捷性。

在存在分支的電纜網絡系統中，分支點處的多重反射會影響對故障信息的提取。實際的電纜網絡系統分支眾多、線路復雜，實現入射信號向待測電纜中的定向耦合，控制其傳輸方向，能夠抑制多支路反射和多重反射，是實現電纜網絡系統環境下有效定位故障的關鍵，也是反射法由單支路推廣到電纜網絡系統應用的關鍵。

在電力線載波領域中，電力線載波通信系統中的耦合裝置能夠實現載波信號向電力線中定向注入，耦合裝置包括線路阻波器GZ、耦合電容器C、結合濾波器JL（又稱結合設備）和高頻電纜HFC，與電力線路一起組成電力線高頻通道。如附圖2所示。

電力載波機是電力線載波通信系統的主要組成部分，主要實現調制和解調，即在發端將音頻搬移到高頻段電力線載波通信頻率，完成頻率搬移，載波機性能好壞直接影響電力線載波通信系統的質量。

耦合電容C和結合濾波器JL組成一個帶通濾波器，其作用是通過高頻載波信號，并阻止電力線上的工頻高壓和工頻電流進入載波設備，確保人身、設備安全。

線路阻波器GZ串接在電力線路和母線之間，是對電力系統一次設備的“加工”，故又稱“加工設備”，加工設備的作用是通過電力電流、阻止高頻載波信號漏到變壓器和電力線分支線路等電力設備，以減小變電站和分支線路對高頻信號的介入損耗及同一母線不同電力線路上高頻通道。

結合設備連接載波機與輸電線，它包括高頻電纜，作用是提供高頻信號通路。輸電線既傳輸電能又傳輸高頻信號。

然而，由于耦合電容與電力線存在電氣連接，安裝電力載波機時，需要對電力線進行改動操作，破壞原有的電力線系統結構。并且線路阻波器是串聯在電力線上的電感設備，在接入時，同樣需要對電力線進行改動變換，這也會破壞原有的電力線系統結構。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供一種在不對電力線路進行改動的前提下，能夠將電纜故障檢測反射法中的入射信號定向非接觸耦合至待測電纜中的一體式傳感裝置。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：