專利名稱：礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電纜故障診斷裝置，特別涉及一種適用于煤礦礦井下使用的電纜故障診斷及其定位裝置。
背景技術：
隨著我國經濟建設的高速發展，電纜在工礦企業、港口、鐵路、機場、國防工程及城市供電等部門的應用越來越廣泛。而電纜發生故障是不可避免的，因此有效、快速而準確地診斷及預測電力電纜故障，是確保電纜系統可靠安全運行的保證。造成電力電纜故障的原因各種各樣，煤礦井下采用電纜網絡供電，由于煤礦井下的特殊環境，電纜線路是故障率最高的電氣設備。長期以來國內外科技工作者做了大量的理論探索和實踐嘗試，提出了不少有用的方法和技術，其中基于傳輸線理論的時域脈沖方法由于其諸多優點迄今在世界各國普遍應用。目前尚無適用于煤礦井下的電纜故障定位儀，一般都采用將故障電纜拖到地面進行測試，費時、費力，無法快速定位電纜故障給煤礦生產帶來很大影響。煤礦井下采用電纜網絡供電，由于煤礦井下的特殊環境，電纜線路是故障率最高的電氣設備。目前尚無適用于煤礦井下的電纜故障定位儀，一般都采用將故障電纜拖到地面進行測試，費時、費力，無法快速定位電纜故障給煤礦生產帶來很大影響。因此需要一種能快速檢測電纜故障并定位電纜故障的裝置。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能快速檢測電纜故障并定位電纜故障的裝置。本實用新型是通過以下技術方案來實現的:本實用新型提供的礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置，包括電源側模塊和負荷側模塊；所述電源側模塊包括電源側切換開關模塊、電源側電纜定位模塊、電源側智能保護模塊；所述負荷側模塊包括負荷側切換開關模塊、負荷側智能保護模塊；所述電源側切換開關模塊與電源側電纜連接，所述負荷側切換開關模塊與負荷側電纜連接；所述電源側智能保護模塊與電源側切換開關模塊連接，所述負荷側智能保護模塊與負荷側切換開關模塊連接；所述電源側電纜定位模塊與電源側智能保護模塊連接；所述電源側智能保護模塊與負荷側智能保護模塊通訊連接。進一步，還包括電源側后備電池和負荷側后備電池；所述電源側后備電池分別與電源側切換開關模塊、電源側電纜定位模塊、電源側智能保護模塊連接；所述負荷側后備電池分別與負荷側切換開關模塊、負荷側智能保護模塊連接架。進一步，所述電源側后備電池和負荷側后備電池分別為帶有數字電位器可調輸出電壓的直流電源。進一步，所述電源側智能保護模塊包括內嵌專家系統的處理器，所述處理器獲得電纜故障位置信息，并通過通訊網絡將所有診斷信息進行上傳。本實用新型的有益效果在于:本實用新型采用在電源側和負荷側設置智能保護模塊、測控系統模塊和電纜故障定位模塊來實現礦用電纜線路上在線故障檢測及定位，通過將電纜兩端的在線故障定位設備安裝于隔爆開關中，電纜發生故障時，自動確定故障相別、故障接地電阻的大小、確定電纜故障位置，結合網絡通訊技術，最后將診斷結果上傳到地面監控中心。本實用新型的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其他優點可以通過下面的說明書和權利要求書來實現和獲得。
為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中:圖1為本實用新型實施例提供的礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置原理框圖。
具體實施方式
以下將參照附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。圖1為本實用新型實施例提供的礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置原理框圖，如圖所示:本實用新型提供的礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置，包括電源側模塊和負荷側模塊；所述電源側模塊包括電源側切換開關模塊、電源側電纜定位模塊、電源側智能保護模塊和電源側后備電池；所述負荷側模塊包括負荷側切換開關模塊、負荷側智能保護模塊和負荷側后備電池；所述電源側切換開關模塊與電源側電纜連接，所述負荷側切換開關模塊與負荷側電纜連接；所述電源側智能保護模塊與電源側切換開關模塊連接，所述負荷側智能保護模塊與負荷側切換開關模塊連接；所述電源側電纜定位模塊與電源側智能保護模塊連接；所述電源側智能保護模塊與負荷側智能保護模塊通訊連接。所述電源側電纜定位模塊，用于確認故障類型和故障電阻大小。所述智能保護模塊，用于提供的故障性質診斷信息。所述智能保護模塊，用于對電路線路提供常規保護、測控功能，及電纜兩端智能設備的通訊聯系。以及根據電纜故障定位的需要，通過智能保護模塊發出命令進行相應的繼電器開關操作。所述電纜故障定位模塊，用于在智能保護模塊切除故障后，通過電纜故障定位模塊施加相應的信號及對信號強度進行調整，通過脈沖法和電橋法聯合確定故障位置。所述電源側后備電池分別與電源側切換開關模塊、電源側電纜定位模塊、電源側智能保護模塊連接；所述負荷側后備電池分別與負荷側切換開關模塊、負荷側智能保護模塊連接架。[0024]所述電源側后備電池和負荷側后備電池分別為帶有數字電位器可調輸出電壓的直流電源。直流電源的最高輸出電壓300V、電流10uA、數字電位器可調輸出電壓。適應負載電阻范圍很寬。所述電源側智能保護模塊包括內嵌專家系統的處理器，所述處理器獲得電纜故障位置信息，并通過通訊網絡將所有診斷信息進行上傳。本實施例提供的礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置，工作過程如下:當電纜線路發生(短路、漏電)故障后，電纜電源側智能保護裝置檢測到故障，跳開電纜電源側開關，同時給電纜負荷側開關的智能保護裝置發連跳命令，跳開電纜負荷側的開關。電纜定位模塊根據保護模塊提供的故障性質診斷信息，通過相應的節點切換，施加直流信號，確認故障類型(短路、漏電、故障相別)和故障(或接地)電阻大小。根據電纜的大概長度(輸入參數)，選用相適應的脈沖電壓和健全相別，用脈沖法測出電纜的準確長度。根據電纜故障電阻的大小，通過數字電位器調整與故障電阻相適應的脈沖輸出電壓，采用200MHz的采用頻率，通過對采樣數據進行分析，得故障點位置。根據電纜故障電阻的大小和故障相別，調節電位器改變直流電壓模塊的最高輸出電壓，通過保護模塊的高速通訊，控制電纜對端進行相應的故障回線短接操作，通過改進的高精度數字電橋，得到電纜故障位置參數。根據電纜的性質、接點電阻的大小、歷史數據等，由裝置內嵌的專家系統綜合給出故障位置參數，并通過通訊網絡將所有診斷信息(故障性質、相別、接地電阻，脈沖法及電橋法的電源參數及診斷結果、綜合診斷結果)送到上位機系統，同時在就地通過智能保護器的人機交互液晶進行顯示，并在就地可以查詢全部診斷信息。通過人員查找，得到實際故障位置后，在上位系統通過通訊或在就地可以就實際的故障位置參數輸入到定位系統的歷史數據庫中。歷史信息可以保存100次的全部故障定位及診斷參數。診斷過程如下:A、當本電纜線路故障時，智能保護器動作跳開電纜兩端的開關；B、調節電橋直流電源，用電橋確定電纜故障性質(短路類型、接地相別等)及短路(或接地)電阻的大概范圍；C、對于低阻故障，根據電纜的長度和接地電阻的大體范圍，調節脈沖源直流電壓的大小，用脈沖法測距；對于高阻故障，第一次使用和電纜長度信息缺少時，通過對電纜健全相用脈沖法確定電纜的長度。D、對于高阻故障，根據初不診斷的故障電阻大小，確定合適的電橋電源電壓大小，用電橋法確定故障位置。E、為了可靠，需要多次測試，對結果數據進行加權作為最終的診斷結果。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過參照本實用新型的優選實施例已經對本實用新型進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍。
權利要求1.礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置，其特征在于:包括電源側模塊和負荷側模塊；所述電源側模塊包括電源側切換開關模塊、電源側電纜定位模塊和電源側智能保護模塊；所述負荷側模塊包括負荷側切換開關模塊和負荷側智能保護模塊；所述電源側切換開關模塊與電源側電纜連接，所述負荷側切換開關模塊與負荷側電纜連接；所述電源側智能保護模塊與電源側切換開關模塊連接，所述負荷側智能保護模塊與負荷側切換開關模塊連接；所述電源側電纜定位模塊與電源側智能保護模塊連接；所述電源側智能保護模塊與負荷側智能保護模塊通訊連接。
2.根據權利要求1所述的礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置，其特征在于:還包括電源側后備電池和負荷側后備電池；所述電源側后備電池分別與電源側切換開關模塊、電源側電纜定位模塊、電源側智能保護模塊連接；所述負荷側后備電池分別與負荷側切換開關模塊、負荷側智能保護模塊連接架。
3.根據權利要求1所述的礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置，其特征在于:所述電源側后備電池和負荷側后備電池分別為帶有數字電位器可調輸出電壓的直流電源。
4.根據權利要求1-3任一項所述的礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置，其特征在于:所述電源側智能保護模塊包括內嵌專家系統的處理器，所述處理器獲得電纜故障位置信息，并通過通訊網絡將所有診斷信息進行上傳。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用電纜線路在線故障診斷及定位裝置，包括電源側、負荷側切換開關模塊、電源側電纜定位模塊、電源側、負荷側智能保護模塊；電源側或負荷側切換開關模塊分別與電源側電纜連接或負荷側電纜連接；電源側或負荷側智能保護模塊分別與電源側或負荷側切換開關模塊連接；電源側智能保護模塊與負荷側智能保護模塊通訊連接。本實用新型采用在電源側和負荷側設置智能保護模塊、測控系統模塊和電纜故障定位模塊來實現礦用電纜線路上在線故障檢測及定位，通過將電纜兩端的在線故障定位設備安裝于隔爆開關中，自動確定故障相別、故障接地電阻的大小、確定電纜故障位置，結合網絡通訊技術，最后將診斷結果上傳到地面監控中心。
文檔編號G01R31/08GK202939262SQ201220669890
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月7日 優先權日2012年12月7日
發明者周大敏, 安文斗, 劉平, 王開云, 任長杰 申請人:中煤科工集團重慶研究院, 四川川煤華榮能源股份有限公司