[发明专利]抗大地杂散电流干扰的高压电缆护层故障测距系统及方法

权利要求书

1.抗大地杂散电流干扰的高压电缆护层故障测距系统，包括发生护层故障的故障电缆，在故障电缆的故障电缆护层（4）上因故障形成故障点，故障电缆的两端分别为测量端和远端，故障点和测量端之间为故障段，在故障电缆护层（4）中故障段所对应的为故障段护层，在远端将故障电缆护层（4）和其内部的故障电缆芯线短接，在测量端设置有接入故障电缆护层（4）的电压源，其特征在于：设置有用于测量、转换故障段护层所对应电阻两端电压值的电压测量单元（1）、用于测量、转换所述的电压源在故障电缆护层（4）中所形成的故障电流所对应的采样电压大小的电流测量单元（2），电压测量单元（1）和电流测量单元（2）的输出端同时与微处理器模块相连。

2.跟据权利要求1所述的抗大地杂散电流干扰的高压电缆护层故障测距系统，其特征在于：所述的电压测量单元（1）包括：

电压信号滤波模块，其输入端接入故障段护层所对应电阻两端的电压信号，用于对该电压信号进行低通滤波；

电压信号放大模块，其输入端连接电压信号滤波模块的输出端，用于对电压信号进行放大；

电压信号VFC模块，其输入端连接电压信号放大模块的输出端，用于将电压信号转换为脉冲串信号，电压信号VFC模块与所述的微处理器模块相连。

3.根据权利要求1所述的抗大地杂散电流干扰的高压电缆护层故障测距系统，其特征在于：所述的电流测量单元（2）包括：

电流信号滤波模块，其输入端接入故障电流经采样电阻转换得到的电压信号，用于对该电压信号进行低通滤波；

电流信号放大模块，其输入端连接电流信号滤波模块的输出端，用于对故障电流采样转换得到的电压信号进行放大；

电流信号VFC模块，其输入端连接电流信号放大模块的输出端，用于将电流信号放大模块输出的电压信号转换为脉冲串信号，电流信号VFC模块与所述的微处理器模块相连。

4.根据权利要求1所述的抗大地杂散电流干扰的高压电缆护层故障测距系统，其特征在于：所述的电压测量单元（1）和电流测量单元（2）采用两个独立的通路，且电压测量单元（1）中的电压信号滤波模块和电流测量单元（2）中的电流信号滤波模块采用相同的电路形式，电压信号滤波模块和电流信号滤波模块中各个对应元器件的规格相同；电压信号滤波模块和电流信号滤波模块的截止频率均小于等于5Hz。

5.根据权利要求1所述的抗大地杂散电流干扰的高压电缆护层故障测距系统，其特征在于：所述的微处理器模块包括单片机以及两组分别与电压测量单元（1）和电流测量单元（2）一一对应的光耦隔离模块和非门模块，电压测量单元（1）和电流测量单元（2）的输出端分别经过各自的光耦隔离模块以及非门模块分别与单片机内置的不同计数器的输入管脚相连。

6.根据权利要求1所述的抗大地杂散电流干扰的高压电缆护层故障测距系统，其特征在于：所述的电压源为直流高压电压源。

7.一种利用权利要求1~6任一项所述的抗大地杂散电流干扰的高压电缆护层故障测距系统实现的抗大地杂散电流干扰的高压电缆护层故障测距方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，将故障电缆芯线（3）和故障电缆护层（4）在故障电缆的远端进行短接；

步骤2，电压源一端连接大地，另一端串联电流测量单元（2）后在测量端接入故障电缆护层（4），电压测量单元（1）连接在在测量端的故障电缆护层（4）与故障电缆芯线（3）之间；

步骤3，开始进行故障电缆故障段距离的测量；

步骤4，微处理器同时分别得到电流测量单元（2）测量、转换得到的故障电流所对应的信号和电压测量单元（1）测量、转换得到的故障段护层两端电阻电压值所对应的信号；

步骤5，微处理器模块根据步骤4中由电流测量单元（2）送入信号根据故障电流计算公式计算得到故障电缆护层（4）中故障电流的大小；微处理器模块根据步骤4中由电压测量单元（1）送入的信号通过电压计算公式计算得到故障段护层所对应电阻两端的电压值；

步骤6，计算得到故障电缆中故障段的长度；

微处理器模块根据公式：

计算得到故障段的长度，其中，Lx表示故障段的长度，U表示步骤5中电压计算公式计算得到故障段护层所对应电阻两端的电压值，I表示步骤5中故障电流计算公式计算得到故障电缆护层（4）中的故障电流的大小，ρ为故障电缆护层的电阻率。