专利名称：电缆故障检测仪的制作方法
技术领域：
本发明属于电气检修、安装等施工领域，特别涉及一种电缆故障检测仪。
背景技术：
在电气安装和电气检修时，经常会遇到电缆发生故障，此时需要利用相关仪器查明故障点后，才能根据故障情况进行修理。国内外市场上，有各种类的电缆故障测量仪器， 但都价格昂贵，使用操作比较复杂，而且难以直观确定电缆故障点。因此，极有必要提供一种价格低廉、使用方便的电缆检测设备。

发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉且易施的电缆故障检测仪。为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的电缆故障检测仪，包括电压信号发生器，与待检测电缆连接，用于提供一电压信号在所述待检测电缆和地之间；接地测试仪，其包括用于检测所述待检测电缆和地之间的电流的检流计；与所述检流计连接的地电流消除电路，用于消除所述待检测电缆与地之间的干扰电流，以便检流计能检测到所述待检测电缆因加载有电压信号发生器所提供的电压而产生的电流；和电源，与所述检流计和地电流消除电路连接；分别通过绝缘引线与所述接地检测仪连接的两探针，用于插入所述待检测电缆所在地的地中，以便检测两探针所在位置之间是否存在电场。其中，所述待检测电缆为直埋电缆；所述电压信号发生器提供的电压信号可以为直流脉冲信号等。较佳的，所述电压信号发生器可包括将交流电源转换为直流电源的转换电路、控制所述直流电源以使所述直流电源间歇性加载在所述待检测电缆和地之间的控制器件；所述地电流消除电路可包括与所述电源连接的且设置在所述接地测试仪表面的电流极性调节开关、用于调节电路电流的电位器、及控制电路总电阻的控制器件，进而，在所述接地测试仪表面设置有与所述电位器连接的粗调开关、及与所述控制器件连接的精调旋钮综上所述，本发明的电缆故障检测仪只需将直流电压信号加载在待检测电缆和地之间，通过多次的检测，即可检测出故障点的位置，其精度在0. 5m左右。


图1为本发明的电缆故障检测仪的示意图。图2为本发明的电缆故障检测仪的电压信号发生器的实施例示意图。图3为本发明的电缆故障检测仪的接地检测仪实施例示意图。图4为待检测电缆形成散流电场示意图。图5至图9为本发明的电缆故障检测仪的检测过程示意图。
具体实施例方式请参阅图1，本发明的电缆故障检测仪包括电压信号发生器、接地检测仪、及两探针。所述电压信号发生器与待检测电缆连接，用于提供一电压信号在所述待检测电缆和地之间。如图1所示，本实施例中的所述待检测电缆为直埋电缆，所述直埋电缆一端(例如始端)的芯线和屏蔽层引出线接所述电压信号发生器的“一”端，所述电压信号发生器的 “+^i接接地干线。此外，本领域技术人员应该理解，所述待检测电缆并非以直埋电缆为限， 例如，还可以是穿管敷设的电缆(如过路管)等。再有，所述待检测电缆与所述电压信号发生器的连接方式也并非以上所述为限制，例如，可以是所述待检测电缆的芯线和屏蔽层引出线接所述电压信号发生器的“+”端等。所述电压信号发生器可以包括将交流电源转换为直流电源的转换电路、控制所述直流电源以使所述直流电源间歇性加载在所述待检测电缆和地之间的控制器件，具体可参见图2，所述转换电路包括变压器BK、整流器KD1-4、输出电容等。所述变压器BK将接入的220V交流电源升压为380V后，再经过整流器整流后，在输出电容两端形成340V的直流电压。此外，在输出端还设置有作为控制器件的脉动时间继电器J1，通过调整脉动时间继电器Jl的整定值，可使340V电压间断性地加载在待检测电缆和地之间，一股整定值为4-6 秒。此外，在本实施例中，变压器还设置有辅助绕组，用于将220V电压转换为36V的电压， 以便驱动相关器件，例如，中间继电器J、时间继电器SJ、信号灯HD、DL等。本领域技术人员应该理解，所述电压信号发生器电路并非以上所述为限，事实上， 只要能输出直流电压信号，使这一直流电压信号所产生电流在地中所形成的散流电场与地中的杂散电场有一个明显的区别，这样一种装置都可以，在此，不再另举实例来说明。所述接地测试仪包括检流计、地电流消除电路、及电源等。如图3所示，所述检流计用于检测所述待检测电缆和地之间的电流的检流计。所述地电流消除电路与检流计连接，用于消除所述待检测电缆与地之间的干扰电流，以便检流计能检测到所述待检测电缆因加载有电压信号发生器所提供的电压而产生的电流。其包括；极性开关、连接在极性开关一端的电位器、一端连接在电位器中间抽头的电阻串联电路、以及控制电路总电阻的控制器件，例如范围开关，其中，电阻串联电路包括电阻R1、R2和R3，范围开关的第一端NOl连接在电阻Rl的一端、第二端N02连接在电阻Rl和电阻R2的公共点、第三端连接在电阻R2和R3的公共点。所述极性开关部分外露在所述接地测试仪表面，以便人工调节；此外，在所述接地测试仪表面还设置有与所述电位器连接的粗调开关、及与所述控制器件连接的精调旋钮。所述电源与所述检流计和地电流消除电路连接，如图3所示，电源可以是电池等。本领域技术人员应该理解，图3所示的接地检测仪仅仅只是例示，而非用于限制本发明；其可以采用其他电路来实现。所述两探针分别通过绝缘引线与所述接地检测仪连接，用于插入所述待检测电缆所在地的地中，以便检测两探针所在位置之间是否存在电场。如图3所示，两绝缘引线分别连接接线柱。在本实施例中，两探针采用长400mm、Φ 10镀锌园钢制成，探针上部焊有连接引线的端子，上部可制成手柄形状，下部打成针状，便于将探针插入地中，而所述两绝缘引线采用1. 5mm2铜芯聚乙烯绝缘软导线二根，每根长20米左右等。本领域技术人员应该理解，探针的形状、长度、材料以及绝缘引线的长度、材料等等都并非以上所述为限。由于待检测电缆上某点故障时，待检测电缆会有电流通过故障点的电缆芯线或屏蔽层流向地中，地中将形成以故障点为中心的散流电场，如图4所示，散流电场强弱在所述待检测电缆接入的电源电压不变情况下，由通入地中电流强弱而决定，电流强弱由接地故障点绝缘阻值决定，低阻值时故障点信号强，高阻值时故障点信号弱。然而，在故障点附近的地中，不仅有待检测电缆漏电所形成的电场存在；而且可能同时存在由电缆埋设处的变电站、临时供电变压器等各种电气设备的接地装置所形成的杂散电场，为此，需要将所述杂散电场(即干扰)予以消除。由此，上述接地电缆故障点检测过程如下 把待检测电缆一端的芯线和屏蔽层引出线从接线端子上拆下来，接入电压信号发生器(电源AC220V)，其中，电压信号发生器直流输出端“ + ”端接接地干线，“一”端接芯线或屏蔽层接地引出线。把电缆的另一端的芯线或屏蔽层引出线拆下来，分别缠好绝缘。如图5所示“直埋电缆故障点查寻接线示意图”。 接地检测仪“E”端子与探针连接后将探针插入待检测电缆始端(电压信号输入端为电缆始端)，“L”端子与探针连接后将探针插入待检测电缆终端，如图5所示。 如果已初步确定故障点的大致位置，则可就近插入探针，开始探测。否则，需从待检测电缆埋入的首端或尾端开始插入探针，作为探测起点。二根探针的插入深度不小于0. 3米，间距以20-40米为宜，因为散流电场距散流中心20米以外的地方电位已趋近于零。如探针间距离过小，粗测时可能因散流电场较弱，探针间的电位差小，使检流计指针偏转量也小，反应不明显；如探针间距过大时，有可能越过故障点而漏测。 合上地电流消除装置电源开关S拨到m或N2位置，检流计电源开关拨在ON位置，检流计灵敏度调节旋钮需视具体情况调节至适当位置。 调节粗调开关VRl和精调旋纽VR2，当检流计指针指于零位时，说明杂散电场已消除。 把电压信号发生器输出的电压规则而间断地加到芯线或屏蔽层与地之间，观察检流计指针是否与信号电压作同步的偏转。观察时间约需1分钟左右。信号电流较大时 (低阻值故障)，观察比较容易，需要时间就短，否则要长些。如指针无同步的偏转，说明两探针之间没有故障点。这时把检流计电源开关、地电流消除装置电源开关转到关闭的位置， 停止加入信号电压，拨出探针，准备下一次探测。 进行下一次探测时，探测方法与第一次的探测一样。探针和接地测试仪的相对位置，可按图6依次换位。例如，第一次测量相对位置探针A接接地测试仪E端子(电缆始端)、探针C接接地测试仪L端子(电缆终端)、B表示测试仪。第二次探测时，探针A移动到接地测试仪B位置，接地测试仪B移动到探针C位置，探针C向电缆终端移动20米。第三次探测时，探针A移动到第二次测试仪B位置，接地测试仪B移动到第二次探针C位置， 探针C向电缆终端移动20米。这样依次的进行下去，直至在检流计上观察到指针与信号电压作同步定向的偏转。这时粗略地测出故障点已在两探针之间的位置。通常，在距故障点10米远左右的位置，即可明显观察到故障点的迹象。 精确测试故障点。在初步观察到检流计指针与信号电压作同步定向的偏转时，按照图5的接线方式，故障点总是存在于检流计指针偏转方向的反向侧。如图7所示第一次测量位置，检流计指针向左偏转，说明故障点靠近L探针。再进行第二次的移动探侧时，如发现检流计指针朝反方向(向右)偏转，说明故障点靠近El探针，同时说明故障点夹在L和El探针之间；而如果发现检流计指针向左偏转，说明故障点靠近Ll探针，同时说明故障点夹在L和Ll探针之间，如虚线故障点位置所示。当发现检流计指针偏转确定故障点夹于E、L 二探针之间后，此时，可根据检流计指针偏转量及偏转方向，判断故障点是趋近于哪根探针。如图8所示，检流计指针偏转位置 1，偏转量大，说明故障点偏近探针1位置。这时可将探针1逐渐向故障点方向移动到探针2 位置，检流计指针偏转位置2，指针偏转量减小，探针移动到3位置，检流计指针偏转到3位置，检流计指针趋近零位时，如图9所示移动探针到4位置，该点到故障点距离S等于E探针到故障点距离S时，检流针指针4等于零。说明两探针距离的1/2位置为故障点。也可以继续交替移动探针E、L位置，保持检流针指针等于零。使两探针的距离越来越近。这样两探针的交替移动，最后把故障点测定在0. 5米范围以内。几点说明； 如果直流信号电流在5mA以上时，便可在检流计上反应出指针偏转。小的信号电流，指针偏转量甚小，需细心观察。 对于高阻故障，需提高直流信号电压，以便得到可以检测的直流信号电流。 如按图5所示方式接线，故障点总是存在于检流计指针偏转方向的反向侧。 在接地体较多，地电场复杂的场所探测时，地电流消除较困难，检流计指针不易稳定在零位。为了缩短探查时间，在粗测故障点时，地电流消除不一定做得太细。特别在低阻故障时，信号电流较大，指针随信号电流同步偏转摆动的现象是容易观察到的。 一股情况下，从发现故障迹象到故障点精测完毕，只需几次移动探针即可把故障点定位。这需要根据检流计指针偏转方向、偏转量、移动探针的距离做综合判断。判断准确是缩短时间的前提。 本探测方法适用于直埋敷设的电缆。对穿管敷设的电缆(如过路管)，用此方法可测定故障在这一段管路中。 检流计的灵敏度调节旋钮调得大时，虽然反应灵敏，但不易调至零位。旋得小时，在探针间距小，故障点近于二探针的中央位置时信号电流小的情况下，检流汁的指针偏转微弱，因此检流计的灵敏度调节旋钮需视具体情况调节。综上所述，本发明的电缆故障检测仪结构简单，检测过程方便，实用性强，而且成本低廉。上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
1.一种电缆故障检测仪，其特征在于包括电压信号发生器，与待检测电缆连接，用于提供一电压信号在所述待检测电缆和地之间；接地测试仪，其包括用于检测所述待检测电缆和地之间的电流的检流计；与所述检流计连接的地电流消除电路，用于消除所述待检测电缆与地之间的干扰电流，以便检流计能检测到所述待检测电缆因加载有电压信号发生器所提供的电压而产生的电流；和电源，与所述检流计和地电流消除电路连接；分别通过绝缘引线与所述接地检测仪连接的两探针，用于插入所述待检测电缆所在地的地中，以便检测两探针所在位置之间是否存在电场。
2.如权利要求1所述的电缆故障检测仪，其特征在于所述待检测电缆为直埋电缆。
3.如权利要求1所述的电缆故障检测仪，其特征在于所述电压信号发生器提供的电压信号为直流脉冲信号。
4.如权利要求1或3所述的电缆故障检测仪，其特征在于所述电压信号发生器包括 将交流电源转换为直流电源的转换电路、控制所述直流电源以使所述直流电源间歇性加载在所述待检测电缆和地之间的控制器件。
5.如权利要求4所述的所述控制器件包括脉动时间继电器
6.如权利要求1所述的电缆故障检测仪，其特征在于所述地电流消除电路包括与所述电源连接的且设置在所述接地测试仪表面的电流极性调节开关、用于调节电路电流的电位器、及控制电路总电阻的控制器件，进而，在所述接地测试仪表面设置有与所述电位器连接的粗调开关、及与所述控制器件连接的精调旋钮。
7.如权利要求1所述的电缆故障检测仪，其特征在于所述两探针的材料为镀锌园钢。
8.如权利要求1或7所述的电缆故障检测仪，其特征在于所述两探针上部呈手柄状， 下部呈针状。
9.如权利要求1所述的电缆故障检测仪，其特征在于所述绝缘引线为铜芯聚乙烯绝缘软导线。
全文摘要
本发明提供一种电缆故障检测仪，其包括电压信号发生器、接地检测仪、及两探针等。在检测时，将电压信号发生器输出的电压信号加载在待检测电缆和地之间，随后将连接在接地检测仪的两探针插入待检测电缆所在位置的地中，通过观察接地检测仪的检流计指针的是否偏转来确定故障点的位置，经过探针位置的不断移动，最终可以确定故障点的精确位置，其精确程度可在0.5m左右，此电缆故障检测仪检测过程简单、易施。
文档编号G01R31/08GK102540008SQ20101059545
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者刘永恒, 邓会君 申请人:中冶宝钢技术服务有限公司