一种用于电缆断裂位置的检测装置及方法与流程

本发明涉及电力线路故障检测，尤其涉及一种用于电缆断裂位置的检测装置及方法。

背景技术：

1、电缆在长期运行过程中，可能因机械应力、绝缘老化、外力破坏等原因发生线芯断裂，电缆断裂后，快速、准确地确定断点位置，对缩短抢修时间、提高供电可靠性具有重要意义。

2、现有感应钳式电缆断点检测装置多采用刚性钳口结构，钳口内的探测磁芯与电缆外皮之间不可避免地存在空气间隙，当检测不同外径、不同绝缘厚度或不同屏蔽层的电缆时，该间隙尺寸会发生变化，导致磁路磁阻改变，感应信号幅值的基准值随之漂移，由此，断裂点判据的阈值失去可比性，同一阈值难以适用于不同规格的电缆，往往需要针对不同电缆重新标定，检测效率较低，且容易造成误判或漏判。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中电缆断点检测装置受电缆外径及绝缘结构差异影响的问题，而提出的一种用于电缆断裂位置的检测装置及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种用于电缆断裂位置的检测装置，包括壳体、仪器主体、仪器接收器和感应钳，所述感应钳的钳口内侧设置有差分感应线圈，用于在沿电缆路径移动时非接触地感应目标线芯周围的交变磁场，并输出感应电动势信号；

4、所述感应钳内还设置有线缆对中件和弹性浮动磁芯组件，所述线缆对中件用于在钳口闭合时对电缆进行夹持对中，使电缆导体位于钳口中心位置，所述弹性浮动磁芯组件包括弹性浮动磁芯和磁芯位移传感器，所述弹性浮动磁芯在弹性构件的作用下压紧电缆外皮表面，所述磁芯位移传感器用于测量所述弹性浮动磁芯相对于钳口固定基准的径向位移量；

5、所述仪器接收器和差分感应线圈通过传输线连接，所述仪器接收器包括信号处理单元，所述信号处理单元包括间隙补偿模块，所述间隙补偿模块根据所述磁芯位移传感器输出的位移量信号对所述感应电动势信号进行补偿，以消除电缆外径、绝缘结构差异对检测信号幅值的影响。

6、优选地，所述感应钳内可拆卸设置有安装件，所述线缆对中件设置在安装件上，通过安装件可拆卸安装在感应钳内完成线缆对中件的拆装；

7、所述安装件包括上支撑盘和下支撑盘，所述上支撑盘和所述下支撑盘之间设置有多个连接杆，用于将上支撑盘和下支撑盘连接为一个整体，所述下支撑盘底端还设置有限位盘，且限位盘的外直径大于感应钳的内径，所述上支撑盘内设置有多个可伸缩的限位杆，通过限位杆延伸至上支撑盘外壁并和感应钳一侧壁相抵将感应钳限制在限位杆和限位盘之间。

8、优选地，所述上支撑盘内开设有安装腔，所述限位杆为l形结构，且限位杆一端设置在安装腔内，所述上支撑盘上还开设有操作孔，所述操作孔和安装腔相连通，且限位杆另一端滑动设置在安装腔内。

9、优选地，所述安装腔内还设置有连接板，所述连接板可在安装腔内上下移动，且连接板底端还设置有环形顶块二，所述限位杆和连接板相对的一侧设置有环形顶块一，所述环形顶块一和所述环形顶块二相对面相契合，通过环形顶块二在安装腔内下移驱动限位杆另一端延伸至感应钳外壁。

10、优选地，所述上支撑盘上设置有移动环，所述上支撑盘上还开设有环形孔，所述连接板上端穿过环形孔并和移动环底端连接，所述移动环上端可滑动设置有操作环，且操作环的外径大于移动环的外径，所述操作环超过移动环外径部分上开设有环形的滑动槽，且滑动槽内设置有多个弹性伸缩杆，通过弹性伸缩杆的回弹推动操作环恢复原位。

11、优选地，所述上支撑盘由一个圆环和安装在圆环上端边缘的环形板材组成，所述环形板材内壁上设置有限位槽，所述限位槽内滑动设置有限位板，所述环形板材内壁上还开设有多个竖向设置的竖槽，且竖槽和限位槽互相连通。

12、优选地，所述限位板上端设置在操作环底端，通过按压操作环将限位板从竖槽内按压至限位槽内。

13、优选地，所述上支撑盘和所述下支撑盘之间还设置有连接环，所述线缆对中件设置在连接环内壁上。

14、优选地，所述连接环内壁还设置有两对对称设置的安装框，两对所述安装框内分别设置有安装架，两个所述安装架之间设置有两个平行设置的安装板，两个所述安装板之间设置有一对平行设置的联动板，所述弹性浮动磁芯设置在联动板端部，所述安装架上设置有恒力机构，用于驱动两个联动板相向移动并提供恒定压紧力。

15、一种用于电缆断裂位置的检测装置的方法，包括以下操作步骤：

16、步骤s1，检测前先将集成有线缆对中件的安装件装入感应钳内：将上支撑盘穿入感应钳，至下支撑盘底端的限位盘抵靠钳体端面完成轴向初定位；按压并转动操作环，通过连接板与环形顶块的斜面传动，推动多根限位杆径向伸出抵紧钳体内壁，使限位杆保持伸出状态，安装件通过限位盘与限位杆夹持感应钳实现轴向锁定，完成安装件的固定；

17、步骤s2，检测时，将待测电缆穿入线缆对中件，闭合钳口后，周向布置的弹性夹持爪自动将电缆导体推送至钳口中心位置，启动恒力机构驱动两个联动板同步相向运动，使弹性浮动磁芯贴紧电缆外皮，消除磁芯与外皮之间的空气间隙；

18、步骤s3，磁芯位移传感器以钳体固定结构为基准，实时采集弹性浮动磁芯的径向位移量并传输至间隙补偿模块，对差分感应线圈输出的感应电动势信号进行归一化校准，消除电缆规格差异对检测阈值的影响；

19、步骤s4，仪器主体向待测电缆线芯注入交流检测信号，使通电线芯周围产生交变磁场，感应钳沿电缆轴向移动时，轴向差动布置的差分感应线圈输出两路感应电动势的差值信号，信号处理单元对补偿后的信号依次进行滤波、检波处理，当检测到信号幅值突变率超过预设阈值时，即判定当前位置为电缆断裂位置。

20、与现有技术相比，本发明具备以下优点：

21、1、本发明通过设置线缆对中件和弹性浮动磁芯组件，在钳口闭合时对电缆进行夹持对中，使电缆导体在结构对称时近似位于钳口中心位置，弹性浮动磁芯在弹性构件的作用下自适应地压紧电缆外皮表面，能够消除磁芯与外皮之间的空气间隙，降低因电缆外径、绝缘厚度或屏蔽层差异导致的磁路磁阻变化，从而提高感应电动势信号的稳定性。

22、2、本发明通过磁芯位移传感器测量弹性浮动磁芯相对于钳口固定基准的径向位移量，并在信号处理单元中设置间隙补偿模块，根据位移量信号对感应电动势信号进行归一化补偿，使同一类型电缆在补偿后的信号幅值被归一化到同一基准，减少针对不同规格电缆重新标定的操作，提高电缆断裂位置检测的准确性和一致性。

1.一种用于电缆断裂位置的检测装置，其特征在于，包括壳体（1）、仪器主体（103）、仪器接收器（2）和感应钳（3），所述感应钳（3）的钳口内侧设置有差分感应线圈，用于在沿电缆路径移动时非接触地感应目标线芯周围的交变磁场，并输出感应电动势信号；

2.根据权利要求1所述的一种用于电缆断裂位置的检测装置，其特征在于，所述感应钳（3）内可拆卸设置有安装件，所述线缆对中件（5）设置在安装件上，通过安装件可拆卸安装在感应钳（3）内完成线缆对中件（5）的拆装；

3.根据权利要求2所述的一种用于电缆断裂位置的检测装置，其特征在于，所述上支撑盘（404）内开设有安装腔（801），所述限位杆（8）为l形结构，且限位杆（8）一端设置在安装腔（801）内，所述上支撑盘（404）上还开设有操作孔（802），所述操作孔（802）和安装腔（801）相连通，且限位杆（8）另一端滑动设置在安装腔（801）内。

4.根据权利要求3所述的一种用于电缆断裂位置的检测装置，其特征在于，所述安装腔（801）内还设置有连接板（804），所述连接板（804）可在安装腔（801）内上下移动，且连接板（804）底端还设置有环形顶块二（805），所述限位杆（8）和连接板（804）相对的一侧设置有环形顶块一（803），所述环形顶块一（803）和所述环形顶块二（805）相对面相契合，通过环形顶块二（805）在安装腔（801）内下移驱动限位杆（8）另一端延伸至感应钳（3）外壁。

5.根据权利要求4所述的一种用于电缆断裂位置的检测装置，其特征在于，所述上支撑盘（404）上设置有移动环（701），所述上支撑盘（404）上还开设有环形孔（806），所述连接板（804）上端穿过环形孔（806）并和移动环（701）底端连接，所述移动环（701）上端可滑动设置有操作环（7），且操作环（7）的外径大于移动环（701）的外径，所述操作环（7）超过移动环（701）外径部分上开设有环形的滑动槽（702），且滑动槽（702）内设置有多个弹性伸缩杆（703），通过弹性伸缩杆（703）的回弹推动操作环（7）恢复原位。

6.根据权利要求5所述的一种用于电缆断裂位置的检测装置，其特征在于，所述上支撑盘（404）由一个圆环和安装在圆环上端边缘的环形板材组成，所述环形板材内壁上设置有限位槽（706），所述限位槽（706）内滑动设置有限位板（704），所述环形板材内壁上还开设有多个竖向设置的竖槽（705），且竖槽（705）和限位槽（706）互相连通。

7.根据权利要求6所述的一种用于电缆断裂位置的检测装置，其特征在于，所述限位板（704）上端设置在操作环（7）底端，通过按压操作环（7）将限位板（704）从竖槽（705）内按压至限位槽（706）内。

8.根据权利要求7所述的一种用于电缆断裂位置的检测装置，其特征在于，所述上支撑盘（404）和所述下支撑盘（401）之间还设置有连接环（403），所述线缆对中件（5）设置在连接环（403）内壁上。

9.根据权利要求8所述的一种用于电缆断裂位置的检测装置，其特征在于，所述连接环（403）内壁还设置有两对对称设置的安装框（601），两对所述安装框（601）内分别设置有安装架（6），两个所述安装架（6）之间设置有两个平行设置的安装板（602），两个所述安装板（602）之间设置有一对平行设置的联动板（603），所述弹性浮动磁芯（604）设置在联动板（603）端部，所述安装架（6）上设置有恒力机构，用于驱动两个联动板（603）相向移动并提供恒定压紧力。

10.使用权利要求9所述的一种用于电缆断裂位置的检测装置的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：