一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统及方法与流程

专利2025-10-19  2


本发明涉及电缆故障定位,特别涉及一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统及方法。


背景技术:

1、当高压发生器对故障电缆进行直流高压冲击,使故障点击穿放电,放电产生的机械振动传到地面,振动信号被高灵敏度的传感器拾取,经放大后用耳机监听,便可以听到“啪、啪”的声音。这就是传统的声测法定点的基本原理。传统的声测法定点仪一般仅使用耳机监听,或辅以表头指针摆动来分辨故障点放电声音。由于放电声一瞬既逝,而且和环境噪声区别不大,往往给经验不是十分丰富的操作者带来很大困难。

2、目前,多数电缆故障定点仪器或方法均依赖于单纯的获取声波并通过耳机监听的方式进行电缆的定位,但是该种仪器或方法对环境以及工作人员经验的要求较高,在环境噪声较大的情况下容易对耳机监听的声波造成干扰,而且如果工作人员经验不足也容易错过或者难以辨别故障点声波,对故障定点的精确度造成很大程度的影响。

3、鉴于此,需要一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统及方法。


技术实现思路

1、针对现有技术中传统的声测法定点对环境和工作人员经验要求高且故障定点精确度不高的问题,本发明提供了一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统及方法,能够采用声磁同步的方式进行电缆故障定点,且声磁波以及故障距离数据均同步显示在显示器上,结果更为直观。具体技术方案如下:

2、一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统,包括高压发生器、电磁传感器,声波振动传感器,数据处理器和显示器;所述电磁传感器以及所述声波振动传感器均与所述数据处理器连接,所述数据处理器与所述距离显示器连接;所述电磁传感器接收由电缆辐射传来的电磁波后将其传输至所述数据处理器,所述声波振动传感器接收故障点地震波并将其传输至所述数据处理器,所述数据处理器基于电磁波和地震波的传播时间差计算出故障距离,所述显示器用于显示故障距离、电磁波波形以及地震波波形,且所述电磁波波形和所述地震波波形为上下同步显示。

3、优选的,还包括音频放大器和电磁增益放大器,所述音频放大器的输入端与所述声波振动传感器连接,输出端与所述数据处理器连接,所述电磁增益放大器的输入端与所述电磁传感器连接,输出端与所述数据处理器连接。

4、优选的,还包括高阻耳机,所述高阻耳机与所述音频放大器的输出端连接,用以监听由声波振动传感器获取到的并经过放大处理的地震波。

5、优选的,所述数据处理器中设有滤波模块、计数器和计算模块,所述计数器用于获取电磁波和地震波的传播时间差,所述计算模块基于计数器获取的时间差并根据故障距离计算公式计算出结果后通过所述显示器进行显示,所述故障距离计算公式具体如下:

6、i=t*v

7、其中,i表示距离;t表示时间差;v表示声波在地表层或电缆中的传播速度。

8、优选的,所述滤波模块包括全通滤波单元、低通滤波单元、高通滤波单元和带通滤波单元。

9、优选的,所述滤波模块为自适应滤波器。

10、优选的,还包括电缆探测仪,所述电缆探测仪上设有显示屏,所述显示屏与所述显示器固定连接且位置相邻,所述电缆探测仪用于电缆路径查找。

11、优选的,所述电缆探测仪采用华盛昌la-1012多功能电缆探测仪。

12、一种基于声磁数显同步的电缆故障定点方法,应用如上任一所述的系统,包括以下步骤:

13、使用电缆探测仪查找电缆路径,使用高压发生器对故障电缆作高压冲击,放电频率为3-5秒钟放电一次;

14、将声波振动传感器探头放置在电缆路径上方并将增益调大,同时利用耳机监听声波并观察基于声磁数显同步的电缆故障定点系统的显示器,通过观察电磁信号的强弱判断故障的距离;

15、在未听到声磁波时,每冲击放电一次,显示器的计数并刷新一次,在电缆上方沿路径不断移动传感探头,直至听到故障点的声音;

16、当听到的地震波声音强至设定阈值时,放电时长在25-35ms,故障点显示只有8-12m时,将音频放大器的增益调小,直至增益调到最小,声波波形最大,听到“啪啪”的放电声音,震动波形同步刷新;

17、将声波振动传感器和电磁传感器探头直接按显示器显示的距离数放在相应处,在该处前后移动探头,找到显示器的距离数据显示的最小处,此处即为故障精确位置。

18、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

19、本发明通过将故障距离、电磁波波形以及地震波波形均显示在显示器上得以统一对比性观测,提高了故障定点的便捷程度,而且,电磁波和声波同步检测并基于计算公式计算出故障距离的方式也省去了工作人员基于经验判断的误差,使得故障定点更为精确。此外,本发明还设有包括自适应滤波器在内的滤波模块,采用工频自适应对消技术加强了在强工频电场环境中对50hz工频信号的抑制及抗干扰能力,缩小了定点盲区,在一定程度上消除了环境噪声对判断结果的影响。总之,本发明利用声电同步接收显示技术,有效地克服了定点现场环境噪音干扰造成的定点困难问题。尤其是故障距离的数字显示省去了操作员对复杂波形的分析判断。



技术特征:

1.一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统,其特征在于,包括高压发生器、电磁传感器,声波振动传感器,数据处理器和显示器;所述电磁传感器以及所述声波振动传感器均与所述数据处理器连接,所述数据处理器与所述距离显示器连接;所述电磁传感器接收由电缆辐射传来的电磁波后将其传输至所述数据处理器,所述声波振动传感器接收故障点地震波并将其传输至所述数据处理器,所述数据处理器基于电磁波和地震波的传播时间差计算出故障距离,所述显示器用于显示故障距离、电磁波波形以及地震波波形,且所述电磁波波形和所述地震波波形为上下同步显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统,其特征在于,还包括音频放大器和电磁增益放大器,所述音频放大器的输入端与所述声波振动传感器连接,输出端与所述数据处理器连接,所述电磁增益放大器的输入端与所述电磁传感器连接,输出端与所述数据处理器连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统,其特征在于,还包括高阻耳机,所述高阻耳机与所述音频放大器的输出端连接,用以监听由声波振动传感器获取到的并经过放大处理的地震波。

4.根据权利要求1所述的一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统,其特征在于,所述数据处理器中设有滤波模块、计数器和计算模块,所述计数器用于获取电磁波和地震波的传播时间差,所述计算模块基于计数器获取的时间差并根据故障距离计算公式计算出结果后通过所述显示器进行显示,所述故障距离计算公式具体如下:

5.根据权利要求3所述的一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统,其特征在于,所述滤波模块包括全通滤波单元、低通滤波单元、高通滤波单元和带通滤波单元。

6.根据权利要求3所述的一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统,其特征在于,所述滤波模块为自适应滤波器。

7.根据权利要求1所述的一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统,其特征在于,还包括电缆探测仪,所述电缆探测仪上设有显示屏,所述显示屏与所述显示器固定连接且位置相邻,所述电缆探测仪用于电缆路径查找。

8.根据权利要求7所述的一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统,其特征在于,所述电缆探测仪采用华盛昌la-1012多功能电缆探测仪。

9.一种基于声磁数显同步的电缆故障定点方法,其特征在于,应用权利要求1至8任一所述的系统,包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种基于声磁数显同步的电缆故障定点系统及方法,涉及电缆故障定位技术领域,解决了传统的声测法定点对环境和工作人员经验要求高且故障定点精确度不高的问题。本发明通过将故障距离、电磁波波形以及地震波波形均显示在显示器上得以统一对比性观测,而且,电磁波和声波同步检测并基于计算公式计算出故障距离,使得故障定点更为精确。此外,本发明还设有包括自适应滤波器在内的滤波模块,在一定程度上消除了环境噪声对判断结果的影响。总之,本发明利用声电同步接收显示技术,有效地克服了定点现场环境噪音干扰造成的定点困难问题。尤其是故障距离的数字显示省去了操作员对复杂波形的分析判断。

技术研发人员:王海霖
受保护的技术使用者:广西电网有限责任公司河池供电局
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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