CN212675075U - 一种便携式故障电缆识别仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式故障电缆识别仪，由电源线、电流发生器、负载电器及若干连接导线组成，现场测试时需要钳形电流表配合使用；本装置由交流电220V供电，待测电缆其中一端某相接地，通过自动和手动按钮可以发出周期频率可调的电流脉冲信号，输出经过负载电器将信号加载到电缆的另一端的对应相上；当钳形电流表显示的电流数值与发出的电流信号周期频率数值相同时，则可以确定目标故障电缆。本实用新型具有轻小、紧凑、便携的特点，适用于各种类型的高低压电缆检测，同时具有大功率电流脉冲输出，现场接收信号特征清晰，轻便灵活，灵敏度高，能有效抑制现场工频干扰。

Description

一种便携式故障电缆识别仪

技术领域

本实用新型涉及一种能够快速识别故障电力电缆的装置，属于电力线路故障检测设备仪器技术领域。

背景技术

电力电缆广泛应用于电力***中的电能传输和分配。尤其在城市配网和大型工矿企业中，电力电缆常敷设于电缆隧道或电缆沟中。一条电缆隧道内往往有众多不同电压等级的电缆并列敷设。当电缆需要增容、改造、线路路径变动时，特别是在抢修故障电缆时，需要在多根并行的电缆中确定需要检修的电缆。在电缆日常运行中，电缆经常遇到相间短路、单相对地短路、断路等故障。目前，常规的处理方式是对故障电缆耐压试验和加信号通过波形分析计算确定故障点位置。当电缆的薄弱位置有绝缘烧坏击穿，表面出现明显痕迹，则可判定为故障电缆。若电缆表面无明显的痕迹，需要借助更先进电缆识别设备进行鉴别。目前市面上的常用的电缆识别仪，一是价格高，二是具有一定的局限性，准确率不高，且不适用于某些特定情况下识别检测，往往需要逐一对线路停运进行测试，再加上电缆隧道内环境复杂、干扰严重，有时分辨出一条线路需要长达五、六个小时时间，严重影响了供电的可靠性，费时费力。因此，如何快速准确无误地从电缆隧道内中多根运行的电缆中确定出故障电缆，则成了关键性的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对当前故障电缆识别技术不足，提供一种快速准确识别故障电缆的装置，可以提高工作效率，做到短时间内迅速査明故障电缆，保证作业人员安全和供电可靠性。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种便携式故障电缆识别仪，包括壳体、设置在壳体内的用于控制电流信号通断的循环定时控制器、与循环定时控制器的输出电流信号连接的负载电器，负载电器与待检测电缆的其中一相线芯连接，待检测电缆的另外一相线芯接地，负载电器用于将电流脉冲信号放大；该循环定时控制器利用了时基集成电路NE555，包括电源电路、定时电路和继电器控制电路；电源电路为定时电路和继电器控制电路供电，，并提供与负载电器连接的输出电流信号，其中：

电源电路包括输出端L、接地端N、交流保险FU、电源变压器T、接触器KM、整流桥堆UR、滤波电容C3、继电器K的第二常开触点K3、三端稳压集成电路IC2和电源通电指示管LED1，输出端L外部连接负载电器，交流保险FU一端连接输出端L、另一端连接电源变压器T输入端，电源变压器T另一输入端连接接地端N，继电器K的第二常开触点K3和接触器KM串联后并联在输出端L、接地端N之间，第二常开触点K3还并联有手动按钮SB2；电源变压器T的输出端连接整流桥堆UR的交流输入端，整流桥堆UR的直流输出端并联有滤波电容C3，三端稳压集成电路IC2的直流输入引脚连接整流桥堆UR的直流输出端的正极、接地脚连接整流桥堆UR的直流输出端的负极，三端稳压集成电路IC2的直流输出引脚连接自动按钮SB1，自动按钮SB1另一端依次经第一电阻R1、电源通电指示管LED1连接整流桥堆UR的直流输出端的负极。

时基集成电路为NE555时基集成电路，定时电路包括NE555控制器IC1、第一电位器RP1、第二电位器RP2、第一电容C1、第二电容C2，NE555控制器IC1的4脚和8脚均连接自动按钮SB1输出端，NE555控制器IC1的2脚连接第一电容C1负极、第二电位器RP2，第一电容C1正极通过继电器K的常闭触点K1连接NE555控制器IC1的4脚，NE555控制器IC1的6脚通过继电器K的第二常开触点K2连接第一电位器RP1，同时NE555控制器IC1的6脚也连接第一电容C1负极，第一电位器RP1的另一端连接第一电容C1正极；第二电位器RP2的另一端连接整流桥堆UR的直流输出端的负极；NE555控制器IC1的1脚连接整流桥堆UR的直流输出端的负极；NE555控制器IC1的5脚经第二电容C2连接整流桥堆UR的直流输出端的负极。

继电器控制电路包括电源输入插座X、继电器K、保护二极管D、第二电阻R2、输出信号通断指示管LED2，NE555控制器IC1的3脚分别接输出信号通断指示管LED2、继电器K的线圈、保护二极管D，输出信号通断指示管LED2的另一端通过第二电阻R2连接整流桥堆UR的直流输出端的负极，整流桥堆UR的直流输出端的负极同时连接继电器K的线圈另一端、保护二极管D另一端。

电源输入插座X上有相应的L端和N端，输出端L内部通过壳体内部的接触器KM的触点连接电源输入插座X的L端，输出端N与电源输入插座X的N端相连，输出端L外部与负载电器连接；电源输入插座X通过电源线插在AC 220V插座上，电源输入插座X为输出端L提供AC220V电源。

自动按钮SB1、手动按钮SB2均位于壳体面板上。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：自动按钮SB1以周期3s进行输出信号的循环通断。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：第一电位器RP1、第二电位器RP2均为可调电阻。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：第一电容C1和第二电容C2均为带极性电容，滤波电容C3为不带极性电容。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：三端稳压集成电路为LM7812型三端稳压集成电路。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：负载电器功率为5~10KW。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的有益效果是：

本实用新型可以安全、方便、准确地从多根电缆中准确识别出其中某一根目标电缆，避免误锯带电电缆而引发严重事故，为电缆检修提供可靠保障和保证作业人员的安全。

本装置现场检测时需要钳形电流表配合使用。电缆识别仪由交流220V供电，通过仪器内部的变压器和继电器控制电路发出周期频率可调的电流脉冲信号，经过负载电器加载到待测电缆一端的某一相上，电缆的另一端对应相接地。

该装置可以通过自动和手动两种方式来控制电流脉冲信号的输出。按下自动按钮，该装置便产生一个固定周期为3s的电流脉冲信号；按下手动按钮，可以人为控制电流脉冲信号的周期频次。

构成中负载电器功率为5KW，通过负载电器，可以将电流脉冲信号放大，产生约为20A左右的单相电流。

该装置不仅可以识别由单根电缆组成的单条回路，还可以识别出由两根或多根电缆组成的单条回路。

本装置NE555控制器工作原理，通过NE555内电路输出引脚高低电平变化，控制继电器K动断、动合触点的吸合和断开，使控制器电路反复得电和失电，结合LED2点亮和熄灭指示，来控制输出电流信号通断，实现循环定时控制目的。

附图说明

图1是NE555时间继电器控制周期性通断电路；

图2是接触器KM的输出电路；

图3是本实用新型单根电缆识别示意图；

图4是本实用新型两根或多根电缆识别示意图；

图中标记如下：

1、负载电器

2、待测电缆

3、钳形电流表

4、电缆识别仪

FU、熔断保险

T、电源变压器

UR、整流桥堆

C1、第一电容

C2、第二电容

C3、滤波电容

RP1、第一电位器

RP2、第二电位器

LED1、电源通电指示管

LED2、输出信号通断指示管

D、二极管

K、继电器

X、电源输入插座

K1、常闭触点

K2、第一常开触点

K3、第二常开触点

KM、接触器

SB1、自动按钮

SB2、手动按钮

R1、第一电阻

R2、第二电阻

IC1、NE555控制器

IC2、三端稳压集成电路。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型公开了一种便携式故障电缆识别仪，参见图1-图4，包括壳体、设置在壳体内的用于控制电流信号通断的循环定时控制器、与循环定时控制器的输出电流信号连接的负载电器，负载电器与待检测电缆的其中一相线芯连接，待检测电缆的另外一相线芯接地，负载电器用于将电流脉冲信号放大；该循环定时控制器利用了时基集成电路NE555，包括电源电路、定时电路和继电器控制电路；电源电路为定时电路和继电器控制电路供电，并提供与负载电器连接的输出电流信号，其中：

电源电路包括输出端L、接地端N、交流保险FU、电源变压器T、接触器KM、整流桥堆UR、滤波电容C3、继电器K的第二常开触点K3、三端稳压集成电路IC2和电源通电指示管LED1，输出端L外部连接负载电器，交流保险FU一端连接输出端L、另一端连接电源变压器T输入端，电源变压器T另一输入端连接接地端N，继电器K的第二常开触点K3和接触器KM串联后并联在输出端L、接地端N之间，第二常开触点K3还并联有手动按钮SB2；电源变压器T的输出端连接整流桥堆UR的交流输入端，整流桥堆UR的直流输出端并联有滤波电容C3，三端稳压集成电路IC2的直流输入引脚连接整流桥堆UR的直流输出端的正极、接地脚连接整流桥堆UR的直流输出端的负极，三端稳压集成电路IC2的直流输出引脚连接自动按钮SB1，自动按钮SB1另一端依次经第一电阻R1、电源通电指示管LED1连接整流桥堆UR的直流输出端的负极。

时基集成电路为NE555时基集成电路，定时电路包括NE555控制器IC1、第一电位器RP1、第二电位器RP2、第一电容C1、第二电容C2，NE555控制器IC1的4脚和8脚均连接自动按钮SB1输出端，NE555控制器IC1的2脚连接第一电容C1负极、第二电位器RP2，第一电容C1正极通过继电器K的常闭触点K1连接NE555控制器IC1的4脚，NE555控制器IC1的6脚通过继电器K的第二常开触点K2连接第一电位器RP1，同时NE555控制器IC1的6脚也连接第一电容C1负极，第一电位器RP1的另一端连接第一电容C1正极；第二电位器RP2的另一端连接整流桥堆UR的直流输出端的负极；NE555控制器IC1的1脚连接整流桥堆UR的直流输出端的负极；NE555控制器IC1的5脚经第二电容C2连接整流桥堆UR的直流输出端的负极。

继电器控制电路包括电源输入插座X、继电器K、保护二极管D、第二电阻R2、输出信号通断指示管LED2，NE555控制器IC1的3脚分别接输出信号通断指示管LED2、继电器K的线圈、保护二极管D，输出信号通断指示管LED2的另一端通过第二电阻R2连接整流桥堆UR的直流输出端的负极，整流桥堆UR的直流输出端的负极同时连接继电器K的线圈另一端、保护二极管D另一端。

电源输入插座X上有相应的L端和N端，输出端L内部通过壳体内部的接触器KM的触点连接电源输入插座X的L端，输出端N与电源输入插座X的N端相连，输出端L外部与负载电器1连接；电源输入插座X通过电源线插在AC 220V插座上，电源输入插座X为输出端L提供AC220V电源。

为了便于理解，参见图2，电源输入插座X的L端标记为L1，L1经过接触器KM的触点后形成L2，L2即为输出端L内部，相应地，输出端L外部连接负载电器1。

自动按钮SB1、手动按钮SB2均位于壳体面板上，自动按钮SB1以周期3s进行输出信号的循环通断；第一电位器RP1、第二电位器RP2均为可调电阻；第一电容C1和第二电容C2均为带极性电容，滤波电容C3为不带极性电容。

三端稳压集成电路为LM7812型三端稳压集成电路。负载电器功率为5~10KW。

本实用新型使用时，电缆识别是从电缆两端操作开始的，必须保证电缆两端的双重编号准确无误。然后将故障电缆终端从两端配电室的开关柜上拆下来，并将其中一相接地。当电缆故障点位置大致确定后，要在电缆隧道内并行敷设的电缆中找出目标故障电缆，故障电缆识别操作方法如图3所示。

电缆识别装置通过电源线插在AC 220V电源插座上，输出端L连接一个功率5KW负载电器1，可以产生大电流。通过循环定时控制器（NE555时间继电器控制电路）发出一个周期频率可调的电流脉冲信号，加在待测电缆2其中一相线芯上。按下自动按钮SB1，该装置便产生一个周期为3s、大小为20A左右的单相电流。通过钳形电流表3测试隧道中并行的所有电缆，当其中一根电缆的显示按照3s周期，以0A--20A--0A--20A趋势变化时，则该电缆为目标电缆。

由于故障电缆加载的是单相电流，而电缆沟内带电正常运行的电缆通的是三相交流电，且三相平衡。正常情况下用钳形电流表3测试待测电缆2时，理论上钳形电流表3是没有显示的。而实际情况中，电缆沟内敷设的电缆众多，距离近，受故障电缆影响，其他正常运行的电缆也会有感应电流，只是数值比故障电缆小。尤其是当正常运行的电缆出现三相不平衡时或者受生产负荷的影响有单相负荷时，可能会出现与设定的数值周期大小相同的电流值。这时可以通过本装置上的手动按钮SB2来人为控制电流发生器的通断时间，区分正常运行电缆和故障电缆的电流显示。因此，在实际应用中需要多次进行0A--20A--0A--20A的同步调试对比，分别进行自动和手动控制电流频次，来确定最终的目标电缆。

另外该仪器还可以识别由两根或多根电缆组成的单回路。如图4所示。将两根待测电缆2相同端的其中一根的C相与另一根的A相相连接，然后电缆识别仪输出端L经过负载电器1将电流信号加载在待测电缆2另一端的其中一根的C相上，另一根电缆的A相与电缆识别仪的N端连接，这样形成回路。与识别单根电缆的方法相同，分别用钳形电流表3测试电缆的护层电流，当显示电流值与设定输入的电流值相同时，则该两根或多根电缆为所要识别的目标电缆。

该故障电缆识别仪能方便、安全、准确地在多根并列敷设运行的电缆中识别出其中一根或多根停电待修的电缆，为电缆抢修施工提供了可靠保证，具有操作简单、效率高的特点，具有较高的推广应用价值。

Claims (6)

1.一种便携式故障电缆识别仪，其特征在于：包括壳体、设置在壳体内的用于控制电流信号通断的循环定时控制器、与循环定时控制器的输出电流信号连接的负载电器，负载电器另一端与待检测电缆的其中一相线芯连接，待检测电缆的另外一相线芯接地，负载电器用于将电流脉冲信号放大；

该循环定时控制器利用了时基集成电路，包括电源电路、定时电路和继电器控制电路；电源电路为定时电路和继电器控制电路供电，并提供与负载电器连接的输出电流信号，其中：

电源电路包括输出端L、接地端N、交流保险FU、电源变压器T、接触器KM、整流桥堆UR、滤波电容C3、继电器K的第二常开触点K3、三端稳压集成电路IC2和电源通电指示管LED1，输出端L外部连接负载电器，交流保险FU一端连接输出端L、另一端连接电源变压器T输入端，电源变压器T另一输入端连接接地端N，继电器K的第二常开触点K3和接触器KM串联后并联在输出端L、接地端N之间，第二常开触点K3还并联有手动按钮SB2；电源变压器T的输出端连接整流桥堆UR的交流输入端，整流桥堆UR的直流输出端并联有滤波电容C3，三端稳压集成电路IC2的直流输入引脚连接整流桥堆UR的直流输出端的正极、接地脚连接整流桥堆UR的直流输出端的负极，三端稳压集成电路IC2的直流输出引脚连接自动按钮SB1，自动按钮SB1另一端依次经第一电阻R1、电源通电指示管LED1连接整流桥堆UR的直流输出端的负极；

时基集成电路为NE555时基集成电路，定时电路包括NE555控制器IC1、第一电位器RP1、第二电位器RP2、第一电容C1、第二电容C2，NE555控制器IC1的4脚和8脚均连接自动按钮SB1输出端，NE555控制器IC1的2脚连接第一电容C1负极、第二电位器RP2，第一电容C1正极通过继电器K的常闭触点K1连接NE555控制器IC1的4脚，NE555控制器IC1的6脚通过继电器K的第二常开触点K2连接第一电位器RP1，同时NE555控制器IC1的6脚也连接第一电容C1负极，第一电位器RP1的另一端连接第一电容C1正极；第二电位器RP2的另一端连接整流桥堆UR的直流输出端的负极；NE555控制器IC1的1脚连接整流桥堆UR的直流输出端的负极；NE555控制器IC1的5脚经第二电容C2连接整流桥堆UR的直流输出端的负极；

继电器控制电路包括电源输入插座X、继电器K、保护二极管D、第二电阻R2、输出信号通断指示管LED2；NE555控制器IC1的3脚分别接输出信号通断指示管LED2、继电器K的线圈、保护二极管D，输出信号通断指示管LED2的另一端通过第二电阻R2连接整流桥堆UR的直流输出端的负极，整流桥堆UR的直流输出端的负极同时连接继电器K的线圈另一端、保护二极管D另一端；

电源输入插座X上有相应的L端和N端，输出端L内部通过壳体内部的接触器KM的触点连接电源输入插座X的L端，输出端N与电源输入插座X的N端相连，输出端L外部与负载电器连接；电源输入插座X通过电源线插在AC 220V插座上，电源输入插座X为输出端L提供AC 220V电源；

自动按钮SB1、手动按钮SB2均位于壳体面板上。

2.根据权利要求1所述的一种便携式故障电缆识别仪，其特征在于：自动按钮SB1以周期3s进行输出信号的循环通断。

3.根据权利要求2所述的一种便携式故障电缆识别仪，其特征在于：第一电位器RP1、第二电位器RP2均为可调电阻。

4.根据权利要求3所述的一种便携式故障电缆识别仪，其特征在于：第一电容C1和第二电容C2均为带极性电容，滤波电容C3为不带极性电容。

5.根据权利要求4所述的一种便携式故障电缆识别仪，其特征在于：三端稳压集成电路为LM7812型三端稳压集成电路。

6.根据权利要求5所述的一种便携式故障电缆识别仪，其特征在于：负载电器功率为5~10KW。

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