CN215813274U

CN215813274U - 断点探测包套及包括其的电缆

Info

Publication number: CN215813274U
Application number: CN202122084365.5U
Authority: CN
Inventors: 谷亚东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-08-30
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2031-08-30

Abstract

本实用新型公开了一种断点探测包套及包括其的电缆。根据本实用新型实施例的断点探测包套，套设在电芯外侧以探测电芯断点的位置，包括包套主体；第一导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在所述包套主体中；第二导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在所述包套主体中，且与所述第一导线相对设置；以及多个第一探测电阻，沿所述包套主体的延伸方向间隔设置在所述包套主体中，且分别与所述第一导线和所述第二导线电连接。根据本实用新型实施例的断点探测包套及包括其的电缆，能够快速准确地确定断点的位置。

Description

断点探测包套及包括其的电缆

技术领域

本实用新型涉及电缆断点探测技术领域，特别涉及一种断点探测包套及包括其的电缆。

背景技术

电缆用于将电力或信息从一处传输至另一处，通常包括一根或多根相互绝缘的导体和外包绝缘保护层。电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆广泛应用与城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线等。在长距离输电过程中，如果发生电力电缆(导线)破损断路的情况，需要及时准确地确定断点的位置。

在现有技术中，在无法直接观察的情况下寻找断点是极为困难的。通常采用电容法对电缆的断点进行测量、计算。但是电容法存在着无法确认多芯电缆中具体断点位置、随着电缆长度增加，误差随之增大等问题。

因此，希望能有一种新的断点探测包套及包括其的电缆，能够克服上述问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种断点探测包套及包括其的电缆，从而快速准确地确定电缆的断点位置。

根据本实用新型的一方面，提供一种断点探测包套，套设在电芯外侧以探测电芯断点的位置，包括：包套主体；第一导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在所述包套主体中；第二导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在所述包套主体中，且与所述第一导线相对设置；以及多个第一探测电阻，沿所述包套主体的延伸方向间隔设置在所述包套主体中，且分别与所述第一导线和所述第二导线电连接。

优选地，所述断点探测包套还包括电阻测量装置，分别与所述第一导线和所述第二导线相连接，以测量所述第一导线与所述第二导线之间的电阻值。

优选地，所述断点探测包套还包括第三导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在相邻第一探测电阻之间的所述包套主体中；第四导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在所述相邻第一探测电阻之间的所述包套主体中，且与所述第三导线相对设置；多个第二探测电阻，沿所述包套主体的延伸方向间隔设置在所述相邻第一探测电阻之间的所述包套主体中，且分别与对应位置处的所述第三导线和所述第四导线电连接，其中，不同所述相邻第一探测电阻之间的所述第三导线、所述第四导线间相互绝缘。

优选地，所述断点探测包套还包括第三测量接点，与所述第三导线电连接；第四测量接点，与所述第四导线电连接；第二电阻测量装置，分别与所述第三测量接点和所述第四测量接点相连接，以测量所述第三测量接点和所述第四测量接点之间的电阻值。

优选地，所述第一探测电阻为定值电阻；任意一个所述第一探测电阻与所述第一导线和所述第二导线的连接点之间的连线垂直于所述连接点处所述的电芯的中心轴方向。

根据本实用新型的另一方面，提供一种电缆，包括电芯；以及如上所述的断点探测包套，套设在所述电芯的外侧。

优选地，所述第一导线位于所述电芯的一侧，所述第二导线位于所述电芯的另一侧；所述第一导线、所述第二导线和所述电芯之间相互绝缘，其中，所述第一导线和所述第二导线分别平行于所述电芯。

根据本实用新型实施例的断点探测包套及包括其的电缆，在包套主体中设置有第一导线、第二导线和间隔设置的第一探测电阻，在包套主体破损的情况下，破损处的第一导线/第二导线断开，通过测量第一导线和第二导线间的电阻值，便可得到破损的位置。

根据本实用新型实施例的断点探测包套及包括其的电缆，在相邻的第一探测电阻之间设置有第三导线、第四导线和间隔设置的第二探测电阻，在包套主体破损的情况下，破损处的第一、第二、第三和第四导线出现断点，通过进一步测量第三导线和第四导线之间的第二电阻值，可以更加精确地得到破损的位置。

根据本实用新型实施例的断点探测包套及包括其的电缆，根据第一探测电阻的标定电阻值和误差值确定相邻第一探测电阻之间的间距，保证了每个测量得到的电阻值都对应唯一的位置，确保了探测的准确性。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施例的断点探测包套的剖视示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的断点探测包套的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例的断点探测包套的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型实施例的电缆的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型实施例的探测电缆断点的方法流程图；

图6示出了根据本实用新型实施例的探测电缆断点的方法流程图；

图7示出了根据本实用新型实施例的断点位置表。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

图1示出了根据本实用新型实施例的断点探测包套的剖视示意图。图2示出了根据本实用新型实施例的断点探测包套的结构示意图。如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的断点探测包套包括包套主体101(图2中未示出)、第一导线102、第二导线103和第一探测电阻104。根据本实用新型实施例的断点探测包套，套设在电芯外侧以探测电芯断点的位置。

具体地讲，断点探测包套包括包套主体101。可选地，包套主体101为绝缘包套，例如由绝缘橡胶制得。可选地，包套主体101为圆筒状；包套主体101沿着电芯方向延伸。

第一导线102沿包套主体101的延伸方向设置在包套主体101中。

第二导线103沿包套主体101的延伸方向设置在包套主体101中，且与第一导线102相对设置。可选地，第一导线102与第二导线103不直接接触。

多个第一探测电阻104沿包套主体101的延伸方向等间隔地设置在包套主体101中，且分别与第一导线102和第二导线103电连接。可选地，如图2所示，第一导线102和第二导线103平行设置，多个第一探测电阻104间隔设置，任意相邻两个第一探测电阻104之间的间距为第一距离(L)。

在本实用新型的可选实施例中，包套主体101中/上设置有长度探测装置。长度探测装置用于探测电芯断点的位置。长度探测装置包括第一导线102、第二导线103和多个第一探测电阻104。第一导线102和第二导线103为在包套主体101中的两股不直接接触/导通的导线，第一探测电阻104为定值电阻。

在本实用新型的上述实施例中，断点探测包套为电缆(导线)的一个组成部分，套设在电芯外侧。当电缆出现破损时，会破坏断点探测包套中的第一导线和/或第二导线，从而使第一导线、第二导线与多个第一探测电阻所形成电路的有效长度发生变化，进而使第一导线与第二导线间电阻值发生变化。通过实施检测第一导线与第二导线间的电阻值，可以在第一时间发现故障，并可根据具体的电阻值确定故障发生位置。

在本实用新型的可选实施例中，断点探测包套还包括电阻测量装置(电阻采集系统)。电阻测量装置分别与第一导线102和第二导线103相连接，以测量第一导线102与第二导线103之间的电阻值。可选地，电阻测量装置分别与第一导线102的第一端和第二导线102的第一端相连接。可选地，第一探测电阻104均连接在电阻测量装置与第一导线和第二导线连接点的一侧。电阻测量装置实时采集记录第一导线102和第二电阻103间的电阻值，并计算第一导线102/第二导线103的长度。当正常工作时(电缆无故障)，计算长度与预设值一致；当电缆(导线)某处发生破损时，计算长度会小于预设值，此时可报错并将错误反馈给监控中心并根据实际的电阻值计算有效长度对应的位置，从而可实现快速响应并及时发现故障点。可选地，断点探测包套还包括警报系统。警报系统在判断出现电缆故障时，发出警报。

在本实用新型的可选实施例中，如图2所示，第一探测电阻104为定值电阻(R_J)。任意一个第一探测电阻104与第一导线102和第二导线103的连接点之间的连线垂直于所述连接点处电芯的中心轴方向。

图3示出了根据本实用新型实施的断点探测包套的结构示意图。如图3所示，根据本实用新型实施例的断点探测包套还包括多个第二探测电阻204、第三导线202和第四导线203。

具体地讲，第三导线202沿包套主体101的延伸方向设置在相邻第一探测电阻104之间的包套主体101中。

第四导线203沿包套主体101的延伸方向设置在相邻第一探测电阻104之间的包套主体101中，且与第三导线202相对设置。可选地。第三导线202与第四导线203不直接接触。可选地，第一导线102、第二导线103、第三导线202和第四导线互不直接接触。

多个第二探测电阻204沿包套主体101的延伸方向等间隔地设置在相邻第一探测电阻104之间的包套主体101中，且分别与对应位置处的第三导线202和第四导线203电连接。可选地，相邻第一探测电阻104之间的多个第二探测电阻204为定值电阻，任意相邻两个第二探测电阻204之间的间距为第二距离(L₂)。

不同相邻第一探测电阻104之间的第三导线202、第四导线203间相互绝缘。

在本实用新型的可选实施例中，断点探测包套还包括第三测量接点、第四测量接点和第二电阻测量装置。第三测量接点与第三导线202电连接；第四测量接点与第四导线203电连接。第二电阻测量装置分别与第三测量接点和第四测量接点相连接，以测量第三测量接点和第四测量接点之间的电阻值。可选地，第三测量接点和第四测量接点均位于第三导线202和第四导线203的一端，大致在各个第一探测电阻的位置。

图4示出了根据本实用新型实施例的电缆的结构示意图。如图4所示，根据本实用新型实施例的电缆包括断点探测包套(包套主体101、第一导线102、第二导线103、第一探测电阻104)和电芯105。

具体地讲，根据本实用新型实施例的电缆包括电芯105。电芯105例如为金属导线，用于电能和/或信息的传输。可选地，电芯105可为单股或多股。

如上所述的断点探测包套，套设在电芯105的外侧。可选地，断点探测包套复用为绝缘层和/或屏蔽层和/或保护层。

在本实用新型的可选实施例中，第一导线102位于电芯105的一侧，第二导线103位于电芯105的另一侧；第一导线102、第二导线103和电芯105之间不直接接触。可选地，第一导线102和第二导线103分别平行于电芯105。可选地，第一导线102和第二导线103沿电芯105设置，例如沿着电芯105的延伸方向呈波浪线或螺旋线设置。

为了进一步说明本实用新型实施例提供的断点探测包套及包括其的电缆是如何使用的，以下描述了探测电缆断点的方法。

图5示出了根据本实用新型实施例的探测电缆断点的方法流程图。如图5所示，根据本实用新型实施例的探测电缆断点的方法包括以下步骤：

在步骤S501中，在电芯外侧的包套主体中，沿所述包套主体的延伸方向设置第一导线、和所述第一导线相对设置的第二导线以及间隔的分别与所述第一导线和所述第二导线电连接的多个第一探测电阻；

参考图2所示，第一导线和第二导线为双股不直接接触的金属细丝，每间隔一定长度L接入第一探测电阻R_J使其具备电阻R_L。第一探测电阻R_L由长度为L的导线电阻R和接入电阻R_J组成。电阻R_L远大于导线的电阻R。

在步骤S502中，获取所述第一导线和所述第二导线间的电阻值；

通过测量，获取第一导线和第二导线间的电阻值。

在步骤S503中，根据所述电阻值判断所述电缆是否出现断点，并在判断所述电缆出现断点时，根据所述电阻值得到所述断点的位置区间。

根据所述电阻值判断所述电缆是否出现断点，并在判断所述电缆出现断点时，根据所述电阻值得到所述断点的位置区间。

假设导线的长度为d＝nL,那么ab之间的电阻R_ab＝R_L/n。因此只需要知道ab间的电阻，即可确定导线的长度：d＝L*R_L/R_ab。

在本实用新型的上述实施例中，当导线(电缆)出现破损时会破坏绝缘包套(包套主体)中的金属细丝(第一导线/第二导线)使检测线缆的有效长度发生改变，进而使第一导线和第二导线间的电阻值发生改变。通过实时检测电阻值的数值，可以在故障发生的第一时间发现。根据电阻值的数值可以计算出检测线缆有效长度，并根据有效长度来及时地发现故障点的位置，这样可以有效地查找故障点为及时地排除故障赢得时间。

使用上述方法进行探测时，测量精度L＝D/n,其中D为测量线路的总长度。对于D一定的情况下，n越大，L越小，测量结果越精确。对于采用普通的兆欧级标记电阻情况下的R_L/△R为100左右，因此n的值一般不超过100(电阻的误差值限定了探测电阻的数量上限，在测量线路的长度一定的情况下，探测电阻的数量决定了电阻间间距)。例如总长10000米的线缆，在放置100个探测电阻的情况下，其测量精度L为100米。另外采用高精度的电阻原件或者通过对R_J在使用前进行初步筛选分类的方法可以进一步的降低R_J的误差ΔR从而提高n。例如高精度的电阻原件的精度可以控制在千分之一。

具体地讲，在现实情况下各个电阻的阻值R_L之间会存在一定的误差，该误差会导致导线间的实际测量电阻偏离理论值进而导致判断结果的错误。

对于常见的铜导线和铝导线，1mm²粗细的导线每100米的电阻为2-3欧姆。接入电阻R_J可以选择兆欧姆级别的电阻，一般电阻原件阻值误差在1％左右，在10⁴欧姆级别，远大于导线的电阻带来的误差。因此R_L的误差△R主要来自于R_J的误差,而于标记电阻R_J的间隔无关。

因此，需要进行一些修正和限制。假设电阻的误差为ΔR，考虑极端的情况：1)所有的实际值电阻均比标称值大ΔR；2)所有的实际值电阻均比标称值小ΔR。则上述两种情况下长度为d＝nL的线材的实际电阻R_ab分别为

和

为了结果的可靠(R_ab与n一一对应)，在任何条件下应有R_n+1＜R_ab＜R_n-1，其中R_n+1为d₁＝(n+1)L的理论电阻值，其中R_n-1为d₂＝(n-1)L的理论电阻值，因此n应满足

这就意味着这种结构不能无限的细分，在总长度d一定的情况下探测的精度L不能无穷小，而是受限于R_L的误差。此时可以给出判断标准：若

则导线长度为d＝n*L。因此在实际操作中，可参考如图7所示的断点位置表。

为了进一步提高探测精度，实用新型人对探测方法做了进一步改进。图6示出了根据本实用新型实施例的(改进后的)探测电缆断点的方法流程图。如图6所示，根据本实用新型实施例的探测电缆断点的方法包括以下步骤：

在步骤S601中，在相邻第一探测电阻之间的所述包套主体中，沿所述包套主体的延伸方向设置第三导线、和所述第三导线相对设置的第四导线以及等间隔地分别与所述第三导线和所述第四导线电连接的多个第二探测电阻；

参考图3所示，采用“组合测量”的方法探测。在绝缘包套(包套主体)中放入两组测量线缆(第一组为第一导线和第二导线，第二组为第三导线和第四导线)。第一组线缆每间隔L放置一个标记电阻(第一探测电阻)，第二组测量线缆继续在第一组测量线缆两个标记电阻(第一探测电阻)之间距离L内细分为n份，每间隔L₂放置一个标记电阻(第二探测电阻)，其中L₂＝L/n。需要注意的是第二组测量线缆需要每隔L做断路处理，即不同相邻第一探测电阻之间的第三导线、第四导线间相互绝缘。

在步骤S602中，在得到所述断点的位置区间后，获取所述位置区间处所述第三导线和所述第四导线间的第二电阻值；

在经过步骤S501-S503后，得到断点的位置区间。进一步地，获取所述位置区间处所述第三导线和所述第四导线间的第二电阻值。

在步骤S603中，根据所述第二电阻值得到所述断点的断点位置。

根据第三导线和第四导线间的第二电阻值，得到断点位置。

当发生断路故障时，可以通过电阻值确定断点的大概位置(断点的位置区间)，进一步测量断点位置区间处第三导线和第四导线之间的第二电阻值来更加精确地探测断点的位置，其最终精度为L2＝D/n2。这样的话同样采用误差为1％普通的电阻器件，当电缆总长度为10000米时，其精度可以达到1米。相比于只采用1组探测线缆的情况精度提高了100倍。同理可知，如果继续的将L2进行细分可以进一步地提高探测的精度。

在本实用新型的可选实施例中，探测方法还包括，根据所述第一探测电阻的标定电阻值和误差值，确定相邻第一探测电阻之间的间距。可选地，根据第二探测电阻的标定电阻值和误差值，确定相邻第二探测电阻之间的间距。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种断点探测包套，套设在电芯外侧以探测电芯断点的位置，其特征在于，包括：

包套主体；

第一导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在所述包套主体中；

第二导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在所述包套主体中，且与所述第一导线相对设置；以及

多个第一探测电阻，沿所述包套主体的延伸方向间隔设置在所述包套主体中，且分别与所述第一导线和所述第二导线电连接。

2.根据权利要求1所述的断点探测包套，其特征在于，所述断点探测包套还包括：

电阻测量装置，分别与所述第一导线和所述第二导线相连接，以测量所述第一导线与所述第二导线之间的电阻值。

3.根据权利要求1所述的断点探测包套，其特征在于，所述断点探测包套还包括：

第三导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在相邻第一探测电阻之间的所述包套主体中；

第四导线，沿所述包套主体的延伸方向设置在所述相邻第一探测电阻之间的所述包套主体中，且与所述第三导线相对设置；

多个第二探测电阻，沿所述包套主体的延伸方向间隔设置在所述相邻第一探测电阻之间的所述包套主体中，且分别与对应位置处的所述第三导线和所述第四导线电连接，

其中，不同所述相邻第一探测电阻之间的所述第三导线、所述第四导线间相互绝缘。

4.根据权利要求3所述的断点探测包套，其特征在于，所述断点探测包套还包括：

第三测量接点，与所述第三导线电连接；

第四测量接点，与所述第四导线电连接；

第二电阻测量装置，分别与所述第三测量接点和所述第四测量接点相连接，以测量所述第三测量接点和所述第四测量接点之间的电阻值。

5.根据权利要求1所述的断点探测包套，其特征在于，所述第一探测电阻为定值电阻；

任意一个所述第一探测电阻与所述第一导线和所述第二导线的连接点之间的连线垂直于所述连接点处所述的电芯的中心轴方向。

6.一种电缆，其特征在于，包括：

电芯；以及

如权利要求1-5中任一项所述的断点探测包套，套设在所述电芯的外侧。

7.根据权利要求6所述的电缆，其特征在于，所述第一导线位于所述电芯的一侧，所述第二导线位于所述电芯的另一侧；

所述第一导线、所述第二导线和所述电芯之间相互绝缘，

其中，所述第一导线和所述第二导线分别平行于所述电芯。