[发明专利]基于行波传输特性的电缆防盗定位装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于电缆线路运维和在线检测技术领域，特别是一种基于行波传输特性的电缆防盗定位装置及方法。

背景技术

电缆中金属含量高，经济价值大，容易被盗,给电力部门造成巨大损失并影响电力系统的安全稳定运行。

电缆被盗是一种断线故障，利用电缆可视为均匀长线的特点，在电缆断线处或短路处会出现阻抗不匹配的特点。而此时如果向电缆导体注入一个低压脉冲信号，遇到阻抗不匹配点，信号就会发生反射。而方波信号沿着电缆传输过程中的衰减和畸变对结果造成影响，因此利用断点不匹配特点及防波信号的传输特性研发出判断断线故障点的装置十分必要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种基于行波传输特性的电缆防盗定位装置及方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于行波传输特性的电缆防盗定位装置，包括与电缆首端连接的信号发生装置及信号采集装置，信号采集装置与数据处理中心连接，同时，所述信号采集装置具有报警功能。

一种如权利要求1所述的电缆防盗定位装置的方法，包括步骤如下：

(1)首先通过信号发生装置从停电电缆首端注入低压脉冲信号，脉冲信号采用半波正弦波，脉宽为100ns；

(2)在电缆首端通过信号采集装置接受发射脉冲信号，采样率设定为2Gs/s，在信号采集装置中设定一个阈值A，脉冲幅值<A<1.5倍脉冲幅值：

(3)故障判断，首先对接收到的首次反射叠加脉冲信号进行判定，如果该脉冲信号最大幅值大于A，则判定为断线并由信号采集装置实施报警，若该幅值小于-A，则判定为短路故障，否则判定为正常；

(4)故障测距，若出现故障，利用信号在测量点和断线点或短路点来回传播一次的时间，计算断线点或短路点距离首端测试点的距离，同时将计算结果记录存档。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明设计的基于电缆信号行波传输特性的电缆防盗与定位装置具有较高的定位精度，误差在0.2m以内。在现场测试时，脉冲宽度设定和外界干扰的排除十分重要。对于减少电力部门损失和保障电网安全运行，具有重要意义。

2、本发明选用正弦半波信号减少信号中的高频分量。且采用低压脉冲信号识别的方法对高阻故障有屏蔽作用，只能检测断线和短路故障。

附图说明

图1是本发明中首端检测到电压幅值在1-2倍之间的同极性信号的脉冲曲线示意图；

图2是本发明装置的连接结构示意图；

图3是本发明方法的步骤逻辑框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。

原理介绍

当电缆断线时，阻抗不匹配点的等效阻抗为无穷大，低压脉冲信号的反射系数为1，即发生的是全反射，反射信号和入射信号的电压大小相等，极性相同。脉冲在首端发生全发射，可等效为两个互为镜像的脉冲，以镜像的方式在首端叠加。考虑到信号的衰减，在首端会检测到电压幅值在1-2倍之间的同极性信号。如图1所示，0号为入射信号，1号为首次反射叠加信号，幅值最大，之后幅值慢慢衰减。当电缆有短路故障时，反射系数为-1，首端的反射系数为1，信号在故障处和首端来回反射形成幅值逐渐衰减的极性正负相间的脉冲序列。设定一个阈值，检验首次反射的脉冲幅值与设定阈值对比，判定电缆是否断线，并利用信号在测量点和被盗点来回传播一次的时间，计算被盗点距离首端测试点的距离。

一种基于行波传输特性的电缆防盗定位装置，如图2所示，包括与电缆首端连接向电缆中注入低压脉冲信号的信号发生装置，在电缆首端连接有采集发射脉冲信号的信号采集装置，信号采集装置与数据处理中心连接，由数据处理中心对采集数据进行故障判断及距离计算，同时，所述信号采集装置还具有报警功能。

一种如上所述电缆防盗定位装置的方法，如图3所示，该方法包括步骤如下：

(1)首先通过信号发生装置从停电电缆首端注入低压脉冲信号，脉冲信号采用半波正弦波，脉宽为100ns；

(2)在电缆首端通过信号采集装置接受发射脉冲信号，采样率设定为2Gs/s，在信号采集装置中设定一个阈值A，脉冲幅值<A<1.5倍脉冲幅值：