本实用新型专利技术公开了一种电缆屏蔽层接地故障的定位装置，所述屏蔽层具有由所述电缆引出并与大地连接的接地段，所述定位装置包括磁环、电流互感传感器、连接电缆和主机，所述磁环和电流互感传感器均套设在所述屏蔽层的接地段，所述磁环设置在所述电流互感传感器与大地之间，所述连接电缆连接在所述电流互感传感器和主机之间，所述主机用于发射高频脉冲电流并接收返回的反射脉冲信号，所述主机用于根据所述高频脉冲电流信号和反射脉冲信号之间的时间差并通过行波原理技术计算故障点与测试端之间的距离。本实用新型专利技术的定位装置，可应用于单端接地电缆屏蔽层多点接地故障查找与定位，机组运行期间可实现带电检查，大大提高工作效率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
电缆屏蔽层接地故障的定位装置
[0001]本技术属于核电厂电缆检测
，具体涉及一种核电厂中压电缆屏蔽层多点接地故障的定位装置。
技术介绍
[0002]目前，核电厂中压电缆现场安装时均采用屏蔽线单端接地方式，即电缆一端屏蔽层接地，而另一端密封于电缆接头内部悬空。
[0003]如图1和2所示，以核电厂单芯中压电缆6为例，电缆由内至外分别为导体1、绝缘层2、半导电层3、屏蔽层4、外护套层5。核电厂中压电缆敷设距离较短，一般长度主要为200～300米，敷设环境包括室内桥架、廊道、露天桥架等，敷设时主要采用屏蔽单端接地方式，如图2所示。
[0004]随着电缆运行时间的延长，电缆外护套由于挤压、老化等因素引发外护套破损，破损处将出现屏蔽接地故障，此时运行电缆存在屏蔽层多点接地故障。如图3所示，中压电缆正常运行时，金属屏蔽层将产生感应电压，当屏蔽层存在多点接地时将产生感应电压差，电压差将通过大地或回流引发产生屏蔽环流，环流的出现造成电缆损耗发热，导致局部高温，加速主绝缘的老化，诱发电缆产生局部放电，对电缆安全运行造成巨大的安全隐患。
[0005]申请号为CN202110309860.3，名称为一种电缆故障测距方法及装置的中国专利技术专利中公开了一种针对电缆故障的定位方法，需要两个检测装置，两个检测装置需要使用GPS模块进行时钟同步；在已经通过在线监测装置的故障点h1的基础上进行再次故障定位，得到距离h2，在h2与h1距离差最小时即确定最终的故障点。其针对的是电缆主绝缘故障进行定位，且仍然需要在停电状态进行故障定位检测。
[0006]现有技术中针对电缆绝缘层的检测，在核电厂机组大修期间，通过将电缆屏蔽层与大地之间的连接断开，测量屏蔽层对地间的绝缘电阻，可以判断屏蔽是否存在接地故障；但测量工作受电缆隔离状态限制，时间窗口非常紧张，工作无法全面开展实施；而机组运行期间更是无法实施屏蔽对地间的绝缘电阻测量。因此需要一种快速的屏蔽接地故障查找装置，在不改变电缆运行状态的基础上实现带电巡检或停电检测。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和达到上述目的，本技术的目的是提供一种核电厂中压电缆屏蔽层接地故障的定位装置，能够在不改变电缆运行状态的基础上实现带电巡检或停电检测。
[0008]为了达到上述目的，本技术采用以下的技术方案：
[0009]一种电缆屏蔽层接地故障的定位装置，所述屏蔽层具有由所述电缆引出并与大地连接的接地段，所述定位装置包括磁环、电流互感传感器、连接电缆和主机，所述磁环和电流互感传感器均套设在所述屏蔽层的接地段，所述磁环设置在所述电流互感传感器与大地之间，所述连接电缆连接在所述电流互感传感器和主机之间，所述主机用于发射高频脉冲
电流并接收返回的反射脉冲信号，所述主机用于根据所述高频脉冲电流信号和反射脉冲信号之间的时间差并通过行波原理技术计算故障点与测试端之间的距离。
[0010]根据本技术的一些优选实施方面，所述主机包括信号发射模块和信号接收模块，所述信号发射模块用于控制所述主机向所述电流互感传感器发射高频脉冲电流；所述电流互感传感器用于感应所述高频脉冲电流并通过电流互感传感器的耦合线圈使得所述屏蔽层产生与所述高频脉冲电流对应的耦合电流。
[0011]电流互感传感器采用高频电流耦合传感器，套设安装于电缆屏蔽接地线(接地段)外，可以实现双向电流耦合。当屏蔽接地线有脉冲电流经过时，电流互感传感器则感应产生对应的脉冲电流，主机通过同轴连接电缆接收感应脉冲电流；当主机发射高频脉冲电流时，屏蔽接地线通过电流互感传感器的耦合线圈产生耦合电流，此时屏蔽接地线即被主机注入一股高频脉冲电流。
[0012]根据本技术的一些优选实施方面，所述信号接收模块用于接收所述屏蔽层远端或者故障点返回的反射脉冲信号。主机系统采用行波原理技术进行屏蔽线接地点故障判断以及故障点距离定位，当主机向电流互感传感器发射高频脉冲信号时，主机同时记录该脉冲信号为入射波；通过电流互感传感器，屏蔽线感生对应的电脉冲电流(耦合电流)，该电脉冲电流(耦合电流)对应的信号在屏蔽线传输中遇到阻抗不匹配点时将发生反射，如电缆的远端终端或故障接地点处脉冲反射。远端终端的反射波与入射波极性相同，故障接地点的反射波与入射波极性相反。通过两次脉冲信号的时间差，根据行波原理技术，即能够得到电缆的长度或故障点与测试端之间的距离。
[0013]根据本技术的一些优选实施方面，所述高频脉冲电流的频率大于或等于100MHz，通常选择高频脉冲频率为100MHz～200MHz。
[0014]根据本技术的一些优选实施方面，所述磁环用于在所述接地段中出现高频电流时，控制所述接地段与大地之间相当于开路或断路。磁环环套安装于屏蔽接地线外侧，距离靠近屏蔽接地端，即位于电流互感传感器与大地之间。当屏蔽接地线中有低频电流时，磁环表现为低阻，屏蔽线与大地之间相当于通路；当屏蔽接地线中有高频电流时，磁环表现为高阻，屏蔽线与大地之间相当于开路或断路，此时磁环对高频信号具有极强的阻碍作用。
[0015]根据本技术的一些优选实施方面，所述磁环为镍锌高频磁环。
[0016]根据本技术的一些优选实施方面，所述连接电缆为同轴电缆，优选采用50欧母屏蔽同轴电缆，用于传输主机发射和接收的高频脉冲电流，实现高频损耗小、屏蔽抗干扰能力强特点。
[0017]根据本技术的一些优选实施方面，所述主机上设置有增益调节旋钮，用于对接收反射脉冲信号的响应进行调节。
[0018]根据本技术的一些优选实施方面，所述主机上设置有信号调节旋钮，用于调节发射高频脉冲电流的大小。
[0019]根据本技术的一些优选实施方面，所述主机还具有显示器。主机优选采用STM32芯片作为主控制器，主要用于实现发射高频脉冲电流(大于100MHz)、接收感应电流、发射信号大小调节、接收信号增益大小调节以及驱动显示等功能。高频脉冲电流的发射与接收采用同一端子；增益调节旋钮用于对接收的反射脉冲信号响应的调节，实现对接收信号更好的屏幕显示；信号调节旋钮用于调节发射脉冲电流的大小，当由于电缆长度过长或
接收到的信号损失较大时进行发射信号的大小调节，使发射信号具有更大的脉冲幅值，以便达到所接收到的脉冲信号具有更好的响应。
[0020]由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本技术的有益之处在于：本技术的电缆屏蔽层接地故障的定位装置，通过采用磁环套在接地线的方式实现高频信号等效开路模式，同时通过电流互感传感器实现屏蔽层注入和接收高频信号，主机通过连接电缆发射和接收高频信号，并根据行波原理技术通过对脉冲信号的时间差处理分析可实现电缆屏蔽层是否存在多点接地故障识别以及接地点距离计算。本技术的定位装置可应用于单端接地电缆屏蔽层多点接地故障查找与定位，机组运行期间可实现带电检查，机组大修期间更可对电缆屏蔽进行全面普查，大大提高工作效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电缆屏蔽层接地故障的定位装置，所述屏蔽层具有由所述电缆引出并与大地连接的接地段，其特征在于，所述定位装置包括磁环、电流互感传感器、连接电缆和主机，所述磁环和电流互感传感器均套设在所述屏蔽层的接地段，所述磁环设置在所述电流互感传感器与大地之间，所述连接电缆连接在所述电流互感传感器和主机之间，所述主机用于发射高频脉冲电流并接收返回的反射脉冲信号，所述主机用于根据所述高频脉冲电流信号和反射脉冲信号之间的时间差计算故障点与测试端之间的距离。2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述主机包括信号发射模块和信号接收模块，所述信号发射模块用于控制所述主机向所述电流互感传感器发射高频脉冲电流；所述电流互感传感器用于使所述屏蔽层产生与所述高频脉冲电流对应的耦合电流。3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：王有行，刘士立，宋文修，魏巍，吴秋奇，刘韬，朱斌，
申请(专利权)人：岭澳核电有限公司，
类型：新型
国别省市：
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