電磁感應(yīng)式震動(dòng)電纜報(bào)警器

為避免電力電纜施工現(xiàn)場發(fā)生因試扎錯(cuò)誤或鋸錯(cuò)電纜所造成的重大停電事故或人身安全事故, 提高施工、檢修效率, 設(shè)計(jì)出一種基于電磁感應(yīng)原理的多根電統(tǒng)識(shí)別器, 經(jīng)現(xiàn)場測(cè)試結(jié)果表明, 具有識(shí)別電纜安全、準(zhǔn)確、快速, 適合野外作業(yè)等特點(diǎn)。

多根電纜識(shí)別器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制作成一個(gè)TV。當(dāng)帶電運(yùn)行電纜與目標(biāo)電纜位于同一電纜溝內(nèi), 無法識(shí)別時(shí), 可將自繞的漆包線線圈通過硒鋼片纏繞在被識(shí)別電纜上, 形成一個(gè)互感器。將互感器二次側(cè)接人一塊電壓表, 用調(diào)壓器對(duì)電纜一端加以電流, 另一端接地, 且電纜屏蔽層接地線解開懸空。運(yùn)行電纜由于其三相電流矢量和為0, 互感器二次側(cè)無感應(yīng)電壓; 而目標(biāo)電纜由于所加單相電流為同一相位, 互感器二次側(cè)將感應(yīng)出電壓。利用調(diào)壓器反復(fù)調(diào)整輸出電流大小, 同時(shí)觀察電壓表指針擺動(dòng)規(guī)律, 可以從時(shí)間的一致性、擺動(dòng)的規(guī)律及幅度上來判斷所識(shí)別電纜的正確性。

電磁感應(yīng)式震動(dòng)電纜安裝簡便，可安裝在原有的防護(hù)柵欄、圍墻、房頂?shù)忍?，無需挖地槽。因電磁感應(yīng)式震動(dòng)電纜易彎曲，布線方便靈活，特別適合在復(fù)雜的周界布防。震動(dòng)電纜傳感器是無源的長線分布式，很適合在易燃易爆等不宜接入電源的地點(diǎn)安裝。震動(dòng)電纜傳感器對(duì)氣候、氣溫環(huán)境的適應(yīng)性能強(qiáng)，可在室外各種惡劣的自然環(huán)境、氣溫環(huán)境和高低溫的環(huán)境下正常地進(jìn)行全天候防范。

多根電纜識(shí)別器可以在條件比較惡劣情況下進(jìn)行識(shí)別, 試驗(yàn)接線及操作簡單, 不受溫度、濕度及外電場影響, 能夠長期重復(fù)使用。該識(shí)別器采用沒有電接觸的間接藕合方式, 操作者與電纜不存在任何電氣上的接觸, 能有效防止工作人員觸碰運(yùn)行電纜而造成人身傷害或設(shè)備損壞。該儀器能夠?qū)Χ喔娎|進(jìn)行快速、安全、準(zhǔn)確地識(shí)別, 在電力系統(tǒng)中具有重要的推廣價(jià)值。

在電磁感應(yīng)式電纜的聚乙烯護(hù)套內(nèi)，其上、下兩部分空間有兩塊近于半弧形充有永久磁性的韌性磁性材料。它們被中間兩根固定絕緣導(dǎo)線支撐著分離開來。兩邊的空隙正好是兩個(gè)磁性材料建立起來的永久磁場，空隙中的活動(dòng)導(dǎo)線是裸體導(dǎo)體，當(dāng)此電纜受到外力的作用而產(chǎn)生震動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線就會(huì)在空隙中切割磁力線，由電磁感應(yīng)產(chǎn)生電信號(hào)。此信號(hào)由處理器(又稱接口盒)進(jìn)行選頻、放大后將300-3000Hz的音頻信號(hào)通過傳輸電纜送到控制器。當(dāng)此信號(hào)超過一定的閾值時(shí)，便立刻觸發(fā)報(bào)警電路報(bào)警，并通過音頻系統(tǒng)監(jiān)聽電纜受到震動(dòng)時(shí)的聲響。

互感器硒鋼片的選用。通過對(duì)短路電流和互感器二次側(cè)電壓關(guān)系的計(jì)算和對(duì)不同系列、不同厚度的硒鋼片材料的反復(fù)對(duì)比實(shí)驗(yàn), 最終選用了高磁導(dǎo)率, 低損耗的0.23mm S9系列硒鋼片。

互感器匝數(shù)的確定。根據(jù)所加短路電流的大小與互感器二次側(cè)電壓的關(guān)系, 估算出線圈匝數(shù)。采用線圈直徑0.12mm、3000匝的漆包線圈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)二次側(cè)電壓指示不明顯, 當(dāng)所加電流達(dá)到10 A 時(shí), 互感器二次側(cè)電壓只有5V , 無法準(zhǔn)確判斷?？紤]到二次側(cè)表計(jì)的內(nèi)阻抗對(duì)電壓顯示的影響,我們將原來采用的內(nèi)阻抗較小的TV-150型電壓表改為內(nèi)阻抗較大的MF10型萬用表進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 二次側(cè)電壓指示有所改善但仍不明顯。

振動(dòng)光纜報(bào)警器可將傳感光纜通過掛網(wǎng)或埋地等方式布設(shè)在監(jiān)控周界附近，敏感外界環(huán)境的應(yīng)力變化，當(dāng)發(fā)生入侵產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)通過信號(hào)處理產(chǎn)生報(bào)警。并將入侵位置GPS坐標(biāo)實(shí)時(shí)顯示在地理信息系統(tǒng)軟件界面上。

該系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用市場和巨大的軍事及經(jīng)濟(jì)價(jià)值?？蓮V泛應(yīng)用于:軍用領(lǐng)域邊界、軍事基地、軍用通信光纜、軍用工廠、軍用機(jī)場、軍用倉庫、部隊(duì)油庫、營房等;民用領(lǐng)域政府設(shè)施、機(jī)場、核電站、水庫、大型水壩、化工廠、監(jiān)獄等重要經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的監(jiān)測(cè)保護(hù)，同時(shí)也針對(duì)長距離石油天然氣管道和長距離通訊主干光纜的安全保護(hù)。