一种电缆故障预警系统及方法与流程

1.本发明涉及电缆故障检测技术领域，尤其涉及一种电缆故障预警系统及方法。

背景技术：

2.在大型城市电网中，电缆专业面临的巨大压力来自于外力破坏，一旦电缆遭受外力破坏，就会发生跳闸造成大面积停电事故，为了应对这种被动的局面，现在绝大部分变电站都是由至少两回110kv及以上高压电力电缆供电，目的就是为了提高供电可靠性。
3.但是，目前大部分电缆都是双回同沟敷设，且敷设比较隐秘，外力施工时不易发现，一旦发生外力破坏事故，往往由于施工人员得不到有效且及时的提醒，导致两回线路同时被破坏，从而引发全站失压，造成大面积停电事故。
4.因此，当电缆发生外力破坏时，如何及时有效的告知施工人员立即停工成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

5.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电缆故障预警系统及方法，能在电缆发生外力破坏时，及时且有效的发出提醒，以减少停电风险。
6.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电缆故障预警系统，包括布置于同一条电缆上的信号激励装置和局放检测装置；其中，
7.所述信号激励装置，用于模拟产生各种编码相异的序列脉冲信号，并经放大之后耦合到所述电缆上；
8.所述局放检测装置，用于实时采集所述信号激励装置在所述电缆上耦合的序列脉冲信号，并对所采集的序列脉冲信号进行预处理后进行数字解调，进一步将数字解调出的序列脉冲信号波形进行周期性分析，且在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定所述电缆存在故障，通过声光进行报警。
9.其中，所述信号激励装置包括依序连接的第一muc控制器、序列脉冲信号发生器、信号放大器和第一信号耦合器；其中，
10.所述第一muc控制器，用于对所述序列脉冲信号发生器的编码类型进行控制，以使所述序列脉冲信号发生器基于各种编码进行控制
11.所述序列脉冲信号发生器，用于基于所述第一muc控制器所控制的编码类型，模拟产生相应种类编码的序列脉冲信号；
12.所述信号放大器，用于将所述序列脉冲信号发生器模拟产生的序列脉冲信号进行放大；
13.所述第一信号耦合器，用于基于行波技术原理，将放大后的序列脉冲信号通过耦合线圈加载到所述电缆上。
14.其中，所述信号激励装置还包括第一无线通信模块；
15.所述第一无线通信模块与所述第一muc控制器相连，用于接收用户指令并转发给
所述第一muc控制器，让所述第一muc控制器基于所述用户指令调整所述序列脉冲信号发生器的编码类型。
16.其中，所述局放检测装置包括依序连接的第二信号耦合器、模拟信号处理器、信号解调及转换器、第二muc控制器和声光报警器；其中，
17.所述第二信号耦合器，用于基于行波技术原理，通过耦合线圈将加载到所述电缆上的序列脉冲信号进行实时采集；
18.所述模拟信号处理器，用于对实时采集的序列脉冲信号进行滤波、整形及放大处理；
19.所述信号解调及转换器，用于将滤波、整形及放大处理的序列脉冲信号进行解调，并转换成数字的序列脉冲信号；
20.所述第二muc控制器，用于对数字解调的序列脉冲信号进行周期性分析，并在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定所述电缆存在故障，输出报警指令；
21.所述声光报警器，用于接收到所述报警指令之后，通过声光进行报警。
22.其中，所述局放检测装置还包括第二无线通信模块；
23.所述第二无线通信模块与所述第二muc控制器相连，用于将所述第二muc控制器对数字解调的序列脉冲信号的所有分析结果进行上报。
24.本发明实施例还提供了一种电缆故障预警方法，所述方法包括以下步骤：
25.信号激励装置模拟产生各种编码相异的序列脉冲信号，并经放大之后耦合到电缆上；
26.局放检测装置实时采集所述信号激励装置在所述电缆上耦合的序列脉冲信号，并对所采集的序列脉冲信号进行预处理后进行数字解调，进一步将数字解调出的序列脉冲信号波形进行周期性分析，且在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定所述电缆存在故障，通过声光进行报警。
27.其中，所述方法进一步包括：
28.所述主动驱离装置接收用户指令，并基于所述用户指令，调整所述序列脉冲信号的编码类型。
29.其中，所述方法进一步包括：
30.所述局放检测装置将数字解调的序列脉冲信号的所有分析结果进行上报。
31.实施本发明实施例，具有如下有益效果：
32.本发明通过信号激励装置模拟产生各种编码相异的序列脉冲信号，并经放大之后耦合到电缆上，经局放检测装置实时采集并预处理后，数字解调出波形进行周期性分析，且在对比出某一周期波形与其前一周期波形有突变时，认定电缆存在故障而进行声光报警，从而能在电缆发生外力破坏时，及时且有效的发出提醒，以减少停电风险。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据
这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
34.图1为本发明实施例提供的一种电缆故障预警系统的结构示意图；
35.图2为图1中信号激励装置的结构示意图；
36.图3为图1中局放检测装置的结构示意图；
37.图4为本发明实施例提供的一种电缆故障预警方法的流程图。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
39.如图1所示，为本发明实施例中，提出的一种电缆故障预警系统，包括布置于同一条电缆(未图示)上的信号激励装置1和局放检测装置2；其中，
40.信号激励装置1，用于模拟产生各种编码相异的序列脉冲信号，并经放大之后耦合到电缆上；
41.局放检测装置2，用于实时采集信号激励装置1在电缆上耦合的序列脉冲信号，并对所采集的序列脉冲信号进行预处理后进行数字解调，进一步将数字解调出的序列脉冲信号波形进行周期性分析，且在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定电缆存在故障，通过声光进行报警。
42.应当说明的是，波形突变可根据常规的波形幅值进行快速区别，在此不再赘述。
43.本发明实施例中，如图2所示，信号激励装置1包括依序连接的第一muc控制器11、序列脉冲信号发生器12、信号放大器13和第一信号耦合器14；其中，
44.第一muc控制器11，用于对序列脉冲信号发生器的编码类型进行控制，以使序列脉冲信号发生器12基于各种编码进行控制
45.序列脉冲信号发生器12，用于基于第一muc控制器11所控制的编码类型，模拟产生相应种类编码的序列脉冲信号；
46.信号放大器13，用于将序列脉冲信号发生器12模拟产生的序列脉冲信号进行放大；应当说明的是，通过升压电路来抬高信号放大器13中的序列脉冲信号电平以实现信号放大；
47.第一信号耦合器14，用于基于行波技术原理，将放大后的序列脉冲信号通过耦合线圈加载到电缆上。
48.同时，该信号激励装置1还包括第一无线通信模块15；第一无线通信模块15与第一muc控制器相连，用于接收用户指令并转发给第一muc控制器11，让所述第一muc控制器基于用户指令调整序列脉冲信号发生器12的编码类型。
49.本发明实施例中，如图3所示，局放检测装置2包括依序连接的第二信号耦合器21、模拟信号处理器22、信号解调及转换器23、第二muc控制器24和声光报警器25；其中，
50.第二信号耦合器21，用于基于行波技术原理，通过耦合线圈将加载到电缆上的序列脉冲信号进行实时采集；
51.模拟信号处理器22，用于对实时采集的序列脉冲信号进行滤波、整形及放大处理；
52.信号解调及转换器23，用于将滤波、整形及放大处理的序列脉冲信号进行解调，并转换成数字的序列脉冲信号；此时，该信号解调及转换器23包括解调器和ad转换器；
53.第二muc控制器24，用于对数字解调的序列脉冲信号进行周期性(如间隔5s一个周期)分析，并在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定电缆存在故障，输出报警指令；
54.声光报警器25，用于接收到报警指令之后，通过声光进行报警；此时，该声光报警器25包括蜂鸣器和发光二极管。
55.同时，该局放检测装置2还包括第二无线通信模块26；第二无线通信模块26与第二muc控制器24相连，用于将第二muc控制器24对数字解调的序列脉冲信号的所有分析结果进行上报，如远端电脑。
56.如图4所示，为本发明实施例中，提供的一种电缆故障预警方法，所述方法包括以下步骤：
57.步骤s1、信号激励装置模拟产生各种编码相异的序列脉冲信号，并经放大之后耦合到电缆上；
58.步骤s2、局放检测装置实时采集所述信号激励装置在所述电缆上耦合的序列脉冲信号，并对所采集的序列脉冲信号进行预处理后进行数字解调，进一步将数字解调出的序列脉冲信号波形进行周期性分析，且在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定所述电缆存在故障，通过声光进行报警。
59.其中，所述方法进一步包括：
60.所述主动驱离装置接收用户指令，并基于所述用户指令，调整所述序列脉冲信号的编码类型。
61.其中，所述方法进一步包括：
62.所述局放检测装置将数字解调的序列脉冲信号的所有分析结果进行上报。
63.实施本发明实施例，具有如下有益效果：
64.本发明通过信号激励装置模拟产生各种编码相异的序列脉冲信号，并经放大之后耦合到电缆上，经局放检测装置实时采集并预处理后，数字解调出波形进行周期性分析，且在对比出某一周期波形与其前一周期波形有突变时，认定电缆存在故障而进行声光报警，从而能在电缆发生外力破坏时，及时且有效的发出提醒，以减少停电风险。
65.值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个系统单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
66.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如rom/ram、磁盘、光盘等。
67.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

技术特征：

1.一种电缆故障预警系统，其特征在于，包括布置于同一条电缆上的信号激励装置和局放检测装置；其中，所述信号激励装置，用于模拟产生各种编码相异的序列脉冲信号，并经放大之后耦合到所述电缆上；所述局放检测装置，用于实时采集所述信号激励装置在所述电缆上耦合的序列脉冲信号，并对所采集的序列脉冲信号进行预处理后进行数字解调，进一步将数字解调出的序列脉冲信号波形进行周期性分析，且在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定所述电缆存在故障，通过声光进行报警。2.如权利要求1所述的电缆故障预警系统，其特征在于，所述信号激励装置包括依序连接的第一muc控制器、序列脉冲信号发生器、信号放大器和第一信号耦合器；其中，所述第一muc控制器，用于对所述序列脉冲信号发生器的编码类型进行控制，以使所述序列脉冲信号发生器基于各种编码进行控制所述序列脉冲信号发生器，用于基于所述第一muc控制器所控制的编码类型，模拟产生相应种类编码的序列脉冲信号；所述信号放大器，用于将所述序列脉冲信号发生器模拟产生的序列脉冲信号进行放大；所述第一信号耦合器，用于基于行波技术原理，将放大后的序列脉冲信号通过耦合线圈加载到所述电缆上。3.如权利要求2所述的电缆故障预警系统，其特征在于，所述信号激励装置还包括第一无线通信模块；所述第一无线通信模块与所述第一muc控制器相连，用于接收用户指令并转发给所述第一muc控制器，让所述第一muc控制器基于所述用户指令调整所述序列脉冲信号发生器的编码类型。4.如权利要求2所述的电缆故障预警系统，其特征在于，所述局放检测装置包括依序连接的第二信号耦合器、模拟信号处理器、信号解调及转换器、第二muc控制器和声光报警器；其中，所述第二信号耦合器，用于基于行波技术原理，通过耦合线圈将加载到所述电缆上的序列脉冲信号进行实时采集；所述模拟信号处理器，用于对实时采集的序列脉冲信号进行滤波、整形及放大处理；所述信号解调及转换器，用于将滤波、整形及放大处理的序列脉冲信号进行解调，并转换成数字的序列脉冲信号；所述第二muc控制器，用于对数字解调的序列脉冲信号进行周期性分析，并在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定所述电缆存在故障，输出报警指令；所述声光报警器，用于接收到所述报警指令之后，通过声光进行报警。5.如权利要求4所述的电缆故障预警系统，其特征在于，所述局放检测装置还包括第二无线通信模块；所述第二无线通信模块与所述第二muc控制器相连，用于将所述第二muc控制器对数字解调的序列脉冲信号的所有分析结果进行上报。
6.一种电缆故障预警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：信号激励装置模拟产生各种编码相异的序列脉冲信号，并经放大之后耦合到电缆上；局放检测装置实时采集所述信号激励装置在所述电缆上耦合的序列脉冲信号，并对所采集的序列脉冲信号进行预处理后进行数字解调，进一步将数字解调出的序列脉冲信号波形进行周期性分析，且在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定所述电缆存在故障，通过声光进行报警。7.如权利要求6所述的电缆故障预警方法，其特征在于，所述方法进一步包括：所述主动驱离装置接收用户指令，并基于所述用户指令，调整所述序列脉冲信号的编码类型。8.如权利要求6所述的电缆故障预警方法，其特征在于，所述方法进一步包括：所述局放检测装置将数字解调的序列脉冲信号的所有分析结果进行上报。

技术总结

本发明提供一种电缆故障预警系统，包括布置于同一条电缆上的信号激励装置和局放检测装置；信号激励装置模拟产生各种编码相异的序列脉冲信号，并经放大之后耦合到电缆上；局放检测装置实时采集信号激励装置在电缆上耦合的序列脉冲信号并预处理后进行数字解调，进一步将数字解调的序列脉冲信号波形进行周期性分析，且在对比出某一周期的序列脉冲信号波形与其前一周期的序列脉冲信号波形有突变时，认定电缆存在故障，通过声光进行报警。本发明还提供一种电缆故障预警方法。实施本发明，能在电缆发生外力破坏时，及时且有效的发出提醒，以减少停电风险。以减少停电风险。以减少停电风险。