一种低压电力电缆故障检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电缆故障检测技术领域，特别是涉及一种低压电力电缆故障检测装置。


背景技术：

2.电缆是由一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层制成,将电力或信息从一处传输到另一处的导线；随着信息化水平的逐步提升,对于数据传送、计算机、传感器等的使用都越来越广泛,而这些设备都需要依赖电线或者电缆的传输和传送,电缆在生产的过程中需要检测是否断裂或者破损,传统的检测装置主要由人工一点一点检查,这样的方式速度非常慢；现有的检测装置智能化程度高，例如申请号为201220390581.0的实用新型专利，公开了一种便携式电缆故障检测终端，包括显示屏、键盘、电流互感器、电压互感器、传感器、信号采集模块、功率运算器、压频转换器、中央控制器、数据存储器和gprs模块，其中，电流互感器、电压互感器和采集被测电缆的信息，功率运算器转换后的电压和电流瞬时值相乘，并经相位补偿后获得与功率成正比的直流电压，从而可以低压电力电缆是否出现异常。但在实际使用过程中，电流互感器和电压互感器分别对被测电缆的电流与电压数据进行采集，由于两者都采用感应检测原理，其检测信号很容易受到外部环境干扰，且两者的检测信号在放大过程中容易产生温漂误差，其检测结果在相乘之后会成倍放大，从而产生巨大偏差，检测结果不准确。
3.所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种低压电力电缆故障检测装置。
5.其解决的技术方案是，一种低压电力电缆故障检测装置，包括信号采集模块、压频转换器和控制器，所述信号采集模块包括功率传感器和信号处理模块，所述功率传感器用于采集被测电缆的信息，并将其采集信号送入信号处理模块中进行调理；所述信号处理模块包括采集信号包括采集信号增强组件和稳幅组件，所述采集信号增强组件用于对所述功率传感器的采集信号进行放大滤波处理，并将处理后的信号送至所述稳幅组件进行隔离稳定，最后在由所述压频转换器对采集信号进行转换后送入控制器中。
6.优选的，所述采集信号增强组件包括运放器ar1和三极管vt1，运放器ar1的同相输入端连接电阻r1、r2、电容c1的一端和所述功率传感器的信号输出端，电阻r1、r2和电容c1的另一端接地，运放器ar1的反相输入端通过电阻r3连接三极管vt1的集电极和电感l1的一端，运放器ar1的输出端通过电阻r4连接电阻r5、电容c2的一端和三极管vt1的基极，电阻r5和电容c2的另一端接地，三极管vt1的发射极通过电容c3连接带阻r6的一端和电感l1的另一端，电阻r6的另一端通过电容c4接地。
7.优选的，所述稳幅组件包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端连接电阻r6、r7的
一端和稳压二极管dz1的阴极，电阻r7的另一端与稳压二极管dz1的阳极并联接地，运放器ar2的反相输入端与输出端连接所述压频转换器，并通过并联的电阻r8与电容c5接地。
8.优选的，所述控制器选用单片机。
9.优选的，所述控制器还连接有声光报警器。
10.优选的，所述功率传感器选用型号为sinaex p530。
11.通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过功率传感器来对待测电缆的功率信息进行采集，避免多个传感器检测干扰叠加产生较大误差，同时设置信号处理模块来对功率传感器的采集信号进行处理，有效抑制温漂带来的信号放大误差，降低外部环境对采集信号产生的干扰，提升功率采集信号精度，进而保持低压电力电缆故障检测装置检测结果的准确性。
附图说明
12.图1为本实用新型的系统模块图。
13.图2为本实用新型采集信号增强组件的电路原理图。
14.图3为本实用新型稳幅组件的电路原理图。
具体实施方式
15.有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1-3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
16.下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
17.如图1所示，一种低压电力电缆故障检测装置，包括信号采集模块、压频转换器和控制器，所述信号采集模块包括功率传感器和信号处理模块，所述功率传感器用于采集被测电缆的信息，并将其采集信号送入信号处理模块中进行调理。
18.其中，信号处理模块包括采集信号包括采集信号增强组件和稳幅组件，所述采集信号增强组件用于对所述功率传感器的采集信号进行放大滤波处理，并将处理后的信号送至所述稳幅组件进行隔离稳定，最后在由所述压频转换器对采集信号进行转换后送入控制器中。
19.如图2所示，采集信号增强组件包括运放器ar1和三极管vt1，运放器ar1的同相输入端连接电阻r1、r2、电容c1的一端和所述功率传感器的信号输出端，电阻r1、r2和电容c1的另一端接地，运放器ar1的反相输入端通过电阻r3连接三极管vt1的集电极和电感l1的一端，运放器ar1的输出端通过电阻r4连接电阻r5、电容c2的一端和三极管vt1的基极，电阻r5和电容c2的另一端接地，三极管vt1的发射极通过电容c3连接带阻r6的一端和电感l1的另一端，电阻r6的另一端通过电容c4接地。
20.如图3所示，稳幅组件包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端连接电阻r6、r7的一端和稳压二极管dz1的阴极，电阻r7的另一端与稳压二极管dz1的阳极并联接地，运放器ar2的反相输入端与输出端连接所述压频转换器，并通过并联的电阻r8与电容c5接地。
21.本实用新型在具体使用时，信号采集模块采用功率传感器来对待测电缆的功率信息进行采集，例如可采用型号为sinaex p530的功率传感器，用于测量单相或三相交流电电
缆的有功功率/无功功率，其输出信号可采用单级或双极模拟量输出；为了避免功率传感器采集信号受到外界干扰影响，采用信号处理模块来对功率传感器的采集信号进行处理，具体工作原理如下：
22.首先，采集信号增强组件采用由运放器ar1与三极管vt1构成快速放大器对功率采集信号进行增强处理，有效提升采集信号放大处理效率，并在放大器输入端设置由电容c1与电阻r1组成的前置rc滤波器，保证采集信号输入的稳定性；同时，为了保证功率采集信号的准确度，在快速放大器工作过程中加入电感l1与电容c3形成lc滤波，可有效消除外部环境对功率采集信号产生的机械噪声干扰；电阻r5与电容c2在三极管vt1的基极端起到rc缓冲稳定的作用，可有效抑制温漂带来的信号放大误差，提升功率采集信号精度；
23.进一步的，稳幅组件用于对采集信号增强组件的输出信号进行稳定处理，其中稳压二极管dz1对采集信号增强组件的输出信号幅值起到稳幅作用，然后再由运放器ar2利用电压跟随器原理对功率采集信号进行隔离放大，对消除电气干扰起到很好的效果，最后再经rc滤波后送至压频转换器中；压频转换器将模拟量功率采集信号转换为脉冲信号，再将该脉冲信号送入控制器中运算处理；具体使用时，控制器选用单片机，通过单片机来分析处理脉冲信号，当检测到脉冲信号出现异常时判断出被测电缆出现故障，控制器还连接有声光报警器，通过声光报警提醒检测人员故障发生。
24.本实用新型通过功率传感器来对待测电缆的功率信息进行采集，避免多个传感器检测干扰叠加产生较大误差，同时设置信号处理模块来对功率传感器的采集信号进行处理，有效抑制温漂带来的信号放大误差，降低外部环境对采集信号产生的干扰，提升功率采集信号精度，进而保持低压电力电缆故障检测装置检测结果的准确性。
25.以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。

技术特征：
1.一种低压电力电缆故障检测装置，包括信号采集模块、压频转换器和控制器，其特征在于：所述信号采集模块包括功率传感器和信号处理模块，所述功率传感器用于采集被测电缆的信息，并将其采集信号送入信号处理模块中进行调理；所述信号处理模块包括采集信号包括采集信号增强组件和稳幅组件，所述采集信号增强组件用于对所述功率传感器的采集信号进行放大滤波处理，并将处理后的信号送至所述稳幅组件进行隔离稳定，最后在由所述压频转换器对采集信号进行转换后送入控制器中。2.如权利要求1所述一种低压电力电缆故障检测装置，其特征在于：所述采集信号增强组件包括运放器ar1和三极管vt1，运放器ar1的同相输入端连接电阻r1、r2、电容c1的一端和所述功率传感器的信号输出端，电阻r1、r2和电容c1的另一端接地，运放器ar1的反相输入端通过电阻r3连接三极管vt1的集电极和电感l1的一端，运放器ar1的输出端通过电阻r4连接电阻r5、电容c2的一端和三极管vt1的基极，电阻r5和电容c2的另一端接地，三极管vt1的发射极通过电容c3连接带阻r6的一端和电感l1的另一端，电阻r6的另一端通过电容c4接地。3.如权利要求2所述一种低压电力电缆故障检测装置，其特征在于：所述稳幅组件包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端连接电阻r6、r7的一端和稳压二极管dz1的阴极，电阻r7的另一端与稳压二极管dz1的阳极并联接地，运放器ar2的反相输入端与输出端连接所述压频转换器，并通过并联的电阻r8与电容c5接地。4.如权利要求3所述一种低压电力电缆故障检测装置，其特征在于：所述控制器选用单片机。5.如权利要求4所述一种低压电力电缆故障检测装置，其特征在于：所述控制器还连接有声光报警器。6.如权利要求1所述一种低压电力电缆故障检测装置，其特征在于：所述功率传感器选用型号为sinaex p530。

技术总结
本实用新型公开了一种低压电力电缆故障检测装置，包括信号采集模块、压频转换器和控制器，所述信号采集模块包括功率传感器和信号处理模块，所述功率传感器用于采集被测电缆的信息，并将其采集信号送入信号处理模块中进行调理；所述信号处理模块包括采集信号包括采集信号增强组件和稳幅组件；本实用新型通过功率传感器来对待测电缆的功率信息进行采集，避免多个传感器检测干扰叠加产生较大误差，同时设置信号处理模块来对功率传感器的采集信号进行处理，有效抑制温漂带来的信号放大误差，降低外部环境对采集信号产生的干扰，提升功率采集信号精度，进而保持低压电力电缆故障检测装置检测结果的准确性。置检测结果的准确性。置检测结果的准确性。


技术研发人员：任海泉 张小祥 孙瑞敏 张贵安 张盼盼
受保护的技术使用者：河南豫龙电缆有限公司
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/9/3