基于GPS定位系统的电缆接头故障定位装置及其定位方法

摘要

本发明公开了基于GPS定位系统的电缆接头故障定位装置及其定位方法，其装置的组成是：铁路牵引变电所内安装带移动通信模块的计算机（1），铁路沿线电缆（3）上每个接头处(3A)安装带移动通信模块的GPS定位器（2），计算机（1）通过其移动通信模块接收GPS定位器（2）发来的信号；所述的GPS定位器的电源由电力贯通线旁的感应线圈（A）、整流电路（B）、直-直变换电路（C）和蓄电池（D）依次相连构成。该装置及其方法原理简单，运行成本低，定位精度高、速度快，不受过渡电阻、故障类型等因素的影响，能够更好地保证电缆运行的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及电力电缆接头故障的定位装置及其定位方法，尤其涉及基于 GPS定位系统的电缆接头故障定位装置及其检测方法。

背景技术

随着科技的不断进步，近年来铁路电气化工程也得到较大发展。为保证铁 路的运输安全，对沿线供电电缆的可靠性和故障快速恢复能力的要求非常高， 如发生供电中断可能造成列车堵塞等事故、打乱运输计划，甚至造成巨大的经 济损失。因此，需要对电缆线路进行在线信息采集、监测、以及故障发生后快 速测距定点，以缩短故障修复时间、尽快恢复供电、保证高速铁路系统的安全 运行。针对铁路电缆的特点，现有的故障测距方法有阻抗法，行波法，S注 入法和智能法等。阻抗法虽然原理简单，但是测距误差大，不能完全消除过渡 电阻，受故障类型和线路对端负荷阻抗的影响较大。行波测距法由于不受故障 类型和过渡电阻影响等优点而得到广泛的应用，但是行波信号的不确定性常导 致行波信号的提取和处理十分困难。另外，由于不同监测点时间不能精确同步， 使行波测距定位方法原理上可行，但在实际应用中却很难实现。S注入法能有 效解决小电流接地系统中单相接地没有明显故障特征的问题，但是测量结果仍 受线路结构、不均匀负荷及互感器误差等因素的影响。智能法将小波变换、神 经网络、各种智能算法及专家系统结合起来，建立智能故障识别及测距系统， 但需要建立线路结构.设备参数等系统信息数据库，较为繁琐。

发明内容

本发明的第一个目的就是提供一种基于GPS定位系统的电缆接头故障定 位装置，该装置原理简单，运行成本低，定位精度高、速度快，不受过渡电阻、 故障类型等因素的影响，能够更好地保证电缆运行的可靠性。

本发明为实现其发明目的所采用的技术方案是，一种基于GPS定位系统的 电缆接头故障定位装置，其组成是：

铁路牵引变电所内安装带移动通信模块的计算机，铁路沿线电缆上每个 接头处安装带移动通信模块的GPS定位器，计算机通过其移动通信模块接收 GPS定位器发来的信号；

所述的GPS定位器的电源由电力贯通线旁的感应线圈、整流电路、直-直 变换电路和蓄电池依次相连构成。

本发明的第二个目的就是提供使用上述的故障定位装置对铁路沿线电缆接 头进行故障定位的方法。

本发明为实现其第二个发明目的所采用的技术方案是，一种使用上述的基 于GPS定位系统的电缆接头故障定位装置进行电缆接头故障定位的方法，其 步骤是：

A、接头地理位置信息采集：

电缆上每个接头处的GPS定位器实时通过其移动通信模块向铁路牵引变 电所内的计算机发送其定位出的位置信息；计算机通过其移动通信模块实时 接收GPS定位器发来的定位位置信号；

B、故障判断与定位：

计算机对接收到的定位位置信号进行处理，如能正常接收到每个接头处的 GPS定位器发来的定位位置信号，则判定铁路沿线电缆上每个接头处均未发生 故障；如接收到的定位位置信号有缺失，则认定接收不到的定位位置信号所对 应的GPS定位器已损坏或断电，进而判定该GPS定位器对应的电缆接头发生 故障，并根据之前收到的该GPS定位器的定位位置信号给出电缆接头故障的 准确位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、定位速度快、效率高。一旦电缆接头发生故障，紧靠接头处的GPS定 位器也会立即被烧毁或者其感应式电源会立即断电，终端计算机上就不会收到 对应的位置信息，而根据终端计算机上之前收到的此定位单元发送的位置信息 可以立即判断电缆接头故障的准确位置；而从而能够及时准确采取措施，大量 地节省寻找故障点的人力物力，减轻铁路供电维护部门的劳动强度，可以尽早 地排除故障恢复供电，减少由于停电造成的损失。

二、定位位置准确。故障的位置信息由故障前的GPS定位器定位得出，排 除了故障发生瞬时的各种干扰信号，同时由于不进行复杂的定位判断计算，避 免了计算误差，其发出的故障位置信号精确、可靠。

三、采用感应线圈为主构成的感应式电源，可从被检测的电缆上感应取电， 避免了电池供电需要定期更换电池的麻烦。并且当电缆发生故障，无法感应取 电时，还能使远程的计算机据以检测出该处的电缆故障。

四、定位成本低。GPS定位器结构简单，较之安装电流、电压传感器、温 度传感器等，其价格相对低廉。

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是是本发明实施例的GPS定位器的电源的电路结构框图。

具体实施方式

实施例

图1、图2示出，本发明的一种具体实施方式是，一种基于GPS定位系统 的电缆接头故障定位装置，其组成是：

铁路牵引变电所内安装带移动通信模块的计算机1，铁路沿线电缆3上每 个接头3a处安装带移动通信模块的GPS定位器2，计算机1通过其移动通信 模块接收GPS定位器2发来的信号；

所述的GPS定位器的电源由电力贯通线旁的感应线圈A、整流电路B、直- -直变换电路C和蓄电池D依次相连构成。

使用本例的基于GPS定位系统的电缆接头故障定位装置进行电缆接头故 障定位的方法，其步骤是：

A、接头地理位置信息采集：

电缆上每个接头3a处的GPS定位器2实时通过其移动通信模块向铁路牵 引变电所内的计算机1发送其定位出的位置信息；计算机1通过其移动通信 模块实时接收GPS定位器2发来的定位位置信号；

B、故障判断与定位：

计算机1对接收到的定位位置信号进行处理，如能正常接收到每个接头3a 处的GPS定位器2发来的定位位置信号，则判定铁路沿线电缆上每个接头3a 处均未发生故障；如接收到的定位位置信号有缺失，则认定接收不到的定位位 置信号所对应的GPS定位器2已损坏或断电，进而判定该GPS定位器2对应 的电缆接头3a发生故障，并根据之前收到的该GPS定位器2的定位位置信号 给出电缆接头故障的准确位置。