一種智能控制一體式電纜故障定位裝置的製作方法

2023-06-10 19:29:36

本實用新型屬於電氣測量技術領域，具體涉及一種智能控制一體式電纜故障定位裝置設計方法。

背景技術：

電纜故障高壓衝擊法測試，需要用到以下部分設備：調壓器、高壓變壓器、矽堆、衝擊電容、高壓球隙、穩弧單元、各種測試方式的信號處理單元等。國內目前的儀器設備，各個部分為分立元件，需現場組合連接使用。

電纜故障的主要的測試方法及接線有很多種，應針對不同故障類型來選取相應的測試方法及接線，如此測試效率最高。目前國內電纜故障的測試時，需要把現有測試方式連線拆除，從新進行新的測試方式的連線，這對於不是天天都進行測試的操作人員技術水平要求較高，如果不留神接錯線，有可能對設備或人員造成損壞或傷害。而且有很多較複雜的測試接線方式，要求現場技術人員水平更高，接線時間長，現場使用人員很難實現。國內目前由於此原因，雖然各電力系統、大中型廠礦等大部分都配置有電力電纜故障定位設備，但是能有效的使用電纜故障定位設備進行電力電纜故障定位的技術人員相對較少，非常熟練、高效使用的更是少之又少。不能高效的定位電力電纜故障，會造成經濟上無謂的浪費和損失，工作和生活造成很大不便。

用高壓衝擊法測試電纜故障，一般我們想要衝擊能量儘可能大些，這樣有以下好處：1、衝擊能量越大，相對來說電纜故障點越容易擊穿放電，而且放電時間越長；2、衝擊能量越大，故障點聲音越洪亮，定點時也非常容易，成功率高。故障點放電能量為：(C*U2)/2，其中，C為衝擊電容容量，U為衝擊電容目前所加電壓，從此公式我們可以看出，提高衝擊能量有兩個相關參數，一是衝擊電容電壓，一個是衝擊電容容量，但是，由於電纜的電壓等級及絕緣狀況，在衝擊電壓超過電纜故障點殘壓，故障點已經閃絡擊穿情況下，從保護電纜角度，儘量不要無限制的提高衝擊電壓。且目前國內電纜故障使用衝擊電容基本為單檔電容。只有在最高電壓時，才能達到滿衝擊能量。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種智能控制一體式電纜故障定位裝置，能夠針對不同故障類型選取相應的測試方法及接線，提高測試效率。

本實用新型採用以下技術方案：

一種智能控制一體式電纜故障定位裝置，包括箱體，所述箱體上部設置有控制層，所述箱體下部設置有高壓層，所述高壓層內設置有多檔直流高壓發生器、衝擊電容器組以及用於對故障電纜的電壓、電流及多次脈衝信號進行測試的取樣單元，所述多檔直流高壓發生器經過所述衝擊電容器組與所述取樣單元連接，所述控制層內設置有智能控制單元，所述智能控制單元分別與所述多檔直流高壓發生器、衝擊電容器組和取樣單元連接，用於控制所述裝置對電纜進行故障定位檢測。

進一步的，所述衝擊電容器組與所述取樣單元之間設置有電控高壓打火球隙，所述電控高壓打火球隙設置在所述高壓層內，與所述智能控制單元連接。

進一步的，所述高壓層上還設置有用於進行測試模式變換的電控測試方式高壓轉換裝置，所述智能控制單元經過所述電控測試方式高壓轉換裝置與所述取樣單元連接。

進一步的，所述智能控制單元上設置有信號接口，所述取樣單元與所述信號接口連接。

進一步的，所述取樣單元包括分別設置在所述高壓層內的多次脈衝/穩弧組件、電流取樣組件和電壓取樣組件。

進一步的，所述控制層與所述高壓層之間還設置有中間層，所述中間層內設置有電控停止放點球隙，所述智能控制單元經過所述電控停止放點球隙與所述衝擊電容器組連接，用於停止時所述衝擊電容器組剩餘電荷放電。

進一步的，所述衝擊電容器組內設置有多個電容器，所述智能控制單元經過電控高壓電容串並聯高壓轉換裝置與所述衝擊電容器組連接，所述電控高壓電容串並聯高壓轉換裝置設置在所述高壓層上，用於控制所述衝擊電容器組內電容器的串並聯連接方式。

進一步的，所述電容器包括2、4或8個。

進一步的，所述箱體側面板為可拆卸式。

進一步的，沿所述箱體上部一側設置有把手，用於推拉所述裝置，所述箱體下部兩側對應設置有輪子。

與現有技術相比，本實用新型至少具有以下有益效果：

本實用新型一種智能控制一體式電纜故障定位裝置，箱體分上部控制層和下部高壓層，有效防止高壓電對控制系統的幹擾，高壓層內分別設置多檔直流高壓發生器、衝擊電容器組和取樣單元，取樣單元用於對故障電纜的電壓、電流及多次脈衝信號進行測試，控制層內設置智能控制單元，由智能控制單元分別控制高壓層內設備的工作，測試時只需針對不同故障類型選取相應的測試方法及接線方式即可，縮短現場接線時間，有效提高測試效率，極大減輕現場工作人員工作量，使用簡單，安全可靠。

進一步的，通過設置的電控測試方式高壓轉換裝置能夠實現對不同採樣方式的切換，實現自動化，無需手動進行高壓接線的拆除、連接，安全可靠，效率提升。

進一步的，取樣單元包括多次脈衝/穩弧組件、電流取樣組件和電壓取樣組件，分別對電壓、電流及多次脈衝信號進行取樣，可滿足各種不同類型電纜故障的測試需求。

進一步的，衝擊電容器組內設置有多個電容器，電纜故障測試現場只需高壓同軸電纜連接被測試故障電纜，接線簡單，只需稍加培訓，使用人員就可熟練掌握。

進一步的，在控制層和高壓層之間設置中間層，中間層內設置電控停止放點球隙，通過智能控制單元控制衝擊電容器組的短接洩放剩餘電荷，整個連接安全可靠，控制準確。

進一步的，電容串並聯分檔，輸出低電壓時也能提供更大的衝擊能量，低電壓時衝擊能量是單檔電容的數倍，電纜故障點更容易擊穿，精確定點時聲音洪亮，定位電纜故障成功率高。被測試電纜絕緣也不會由於故障定位造成二次損傷。

綜上所示，本實用新型各種測試方式、高壓電容串並聯通過內部弱電控制多組高電壓轉換裝置實現轉換連接，實現一體化、智能控制及電容串並聯分檔，帶來電力電纜故障定位效率的提升，高、低壓設備連接，電容串並聯切換，球隙打火及停止高壓放電均為電控完成，現場連線最大程度的進行了簡化，安全有了可靠的保證。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

【附圖說明】

圖1為本實用新型故障定位裝置左側視圖；

圖2為本實用新型故障定位裝置右側視圖；

圖3為本實用新型測試電路示意圖；

圖4為本實用新型衝擊電容器組高壓連接示意圖。

其中：1.多檔直流高壓發生器；2.衝擊電容器組；3.電控高壓打火球隙；4.電控停止放電球隙；5.電控測試方式高壓轉換裝置；6.電控高壓電容串並聯高壓轉換裝置；7.多次脈衝/穩弧組件；8.電流取樣組件；9.電壓取樣組件；10.信號接口；11.智能控制單元；12.第一高壓連接點；13.第二高壓連接點；14.第三高壓連接點；15.第四高壓連接點；16.第五高壓連接點；17.第六高壓連接點；18.第七高壓連接點；19.電流取樣信號接口；20.多次脈衝信號接口；21.電壓取樣信號接口；22.大電流接地；23.信號及小電流接地。

【具體實施方式】

本實用新型一種智能控制一體式電纜故障定位裝置，將多檔專用直流高壓發生器、衝擊電容器組、高壓打火球隙、高壓放電球隙、各種測試方式的信號處理單元等全部集成，現場使用只需進行電源線、高壓測試電纜的連接，不用進行手動分立設備接線，依靠其內部一套多組高電壓轉換裝置來進行各種連線方式的切換。通過弱電來控制高電壓轉換裝置的切換。而且，用智能控制實現球隙打火，高壓放電的自動完成，保證了操作人員的安全。

請參閱圖1和圖2所示，本實用新型提供了一種智能控制一體式電纜故障定位裝置，包括箱體，裝置內部具體包括：多檔直流高壓發生器1、衝擊電容器組2、電控高壓打火球隙3、電控停止放電球隙4、電控測試方式高壓轉換裝置5、電控高壓電容串並聯高壓轉換裝置6、多次脈衝/穩弧組件7、電流取樣組件8、電壓取樣組件9、信號接口10、智能控制單元11。

所述箱體上部設置有控制層，所述箱體下部設置有高壓層，所述高壓層內設置有多檔直流高壓發生器1、衝擊電容器組2以及用於對電纜的電壓、電流及多次脈衝信號進行測試的取樣單元，所述多檔直流高壓發生器1經過所述衝擊電容器組2與所述取樣單元連接，所述控制層內設置有智能控制單元11，所述智能控制單元11分別與所述多檔直流高壓發生器1、衝擊電容器組2和取樣單元連接，用於控制所述裝置對電纜進行故障定位檢測。

其中，控制層與所述高壓層之間還設置有中間層，所述中間層內設置有電控停止放點球隙4，所述智能控制單元11經過所述電控停止放點球隙4與所述衝擊電容器組2連接，用於短接所述衝擊電容器組2。衝擊電容器組2與所述取樣單元之間設置有電控高壓打火球隙3，所述電控高壓打火球隙3設置在所述高壓層內，與所述智能控制單元11連接。

高壓層上還設置有用於進行測試模式變換的電控測試方式高壓轉換裝置5，所述智能控制單元11經過所述電控測試方式高壓轉換裝置5分別與取樣單元連接。

取樣單元設置在高壓層內，具體包括多次脈衝/穩弧組件7、電流取樣組件8和電壓取樣組件9，所述多次脈衝/穩弧組件7、電流取樣組件8和電壓取樣組件9上分別與設置在所述智能控制單元11上的信號接口10連接。

衝擊電容器組2內設置有多個電容器，所述智能控制單元11經過電控高壓電容串並聯高壓轉換裝置6與所述衝擊電容器組2連接，所述電控高壓電容串並聯高壓轉換裝置6設置在所述高壓層上，用於控制所述衝擊電容器組2內電容器的串並聯連接方式。

優選的，電容器包括2、4或8個。

優選的，箱體為側面板可拆卸式，便於各個部件拆卸安裝，沿所述箱體上部一側設置有把手，用於方便推拉所述裝置，所述箱體下部兩側對應設置有輪子，用於整個裝置移動。

本實用新型一種智能控制一體式電纜故障定位裝置的工作原理如下：

智能控制單元11通過控制多檔直流高壓發生器1的低壓部分，來控制多檔直流高壓發生器1的通、斷；智能控制單元11還通過控制電機、和電磁機構來控制2個多組開關，打火，放電等高壓操作。

智能控制單元11通過控制多檔直流高壓發生器1的低壓部分進行高壓的啟動、停止、高壓電容充電；智能控制單元11通過控制電控高壓打火球隙3進行高壓打火及打火時間間隔控制；智能控制單元11通過控制停止放電球隙4進行高壓停止後，高壓電容及電纜安全放電；智能控制單元11通過控制電控測試方式高壓轉換裝置5控制測試方式高壓轉換；智能控制單元11通過控制電控高壓電容串並聯高壓轉換裝置6控制高壓電容串並聯高壓轉換；智能控制單元11通過控制信號接口10進行測試信號方式轉換；機箱背面有高壓同軸電纜連接外部測試電纜；

請參閱圖3所示，測試方式高壓連接具體如下：

多次脈衝/穩弧方式：第二高壓連接點13和第四高壓連接點15短接，第五高壓連接點16和第七高壓連接點18短接，其餘高壓連接點不予短接。

電流取樣方式：第二高壓連接點13和第七高壓連接點18短接；其餘高壓連接點不予短接。

電壓取樣方式：第二高壓連接點13和第三高壓連接點14短接，第六高壓連接點17和第七高壓連接點18短接，其餘高壓連接點不予短接。

直流多次脈衝/穩弧方式：第一高壓連接點12和第四高壓連接點15短接，第五高壓連接點16和第七高壓連接點18短接，其餘高壓連接點不予短接。

直流電流取樣方式：第一高壓連接點12和第七高壓連接點18短接，其餘高壓連接點不予短接。

第七高壓連接點18連接設備輸出同軸電纜芯線，大電流接地22和信號及小電流接地23連接設備輸出的同軸電纜屏蔽層。

電流取樣信號接口19用於對衝擊電容器組2進行電流取樣，多次脈衝信號接口20用於取樣多次脈衝/穩弧組件7的多次脈衝信號，電壓取樣信號接口21用於對電壓取樣組件9進行取樣。

請參閱圖4所示，電纜故障定位裝置的衝擊電容分檔。衝擊電容為多檔電容，內置多個電容串並聯，而且為通過弱電來控制多組高電壓轉換裝置的切換來自動完成。這樣就可達到：相同電壓下，衝擊電容容量越大，衝擊能量也越大。衝擊電容器組高壓連接如下：

32KV方式:電容器組接點YDR2-YDR3短接；其餘電容器組接點不予短接。

16KV方式:電容器組接點YDR1-YDR3短接；電容器組接點YDR2-YDR4短接，其餘電容器組接點不予短接。

本實用新型具有如下特點：

可實現多種電纜故障測試方式的高、低壓電動控制連接：多次脈衝/穩弧方式；電流取樣方式；電壓取樣方式；直流多次脈衝/穩弧方式；直流電流取樣方式等。

每個衝擊電容器組內部可包含2、4、8或多個電容器，通過串並聯，低電壓也能達到衝擊電容滿能量輸出。

電纜故障定位裝置的一體化、智能化控制。用智能控制器將各個可控制組件連接，並進行自動化控制。

以上內容僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護範圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型權利要求書的保護範圍之內。