[发明专利]一种电缆偏心仪在线检测装置及方法

说明书

一种电缆偏心仪在线检测装置，整个装置包括上位机和下位机系统，下位机系统包括：传感器阵列，碳刷，转子环形结构，多通道滑环，LC信号振荡发生电路，信号调理电路，A/D模数转换器，ARM主控单元，SPI_FLASH字库存储部分、EEPROM掉电数据存储部分，RS485通讯模块，LCD液.晶屏显示模块；检测方法的步骤是：1)设置好检测装置；2)采集数据；3)将数据经过处理，转化为标准的直流电压信号；4)将模拟量转化为数字量，并保存；5)将转换后的数据进行数据融合；6)上位机将电缆偏心度信息，电缆参数设置，电压、位移标定界面显示出来；本装置精度高，可减小电缆线芯和绝缘层不同心造成的安全事故，具有节约成本和市场应用价值高的特点。

技术领域

本发明属于传感器检测技术领域，具体涉及一种电缆偏心仪在线检测装置及方法。

背景技术

目前我国电力行业发展迅速，在电力传输以及工业信息通讯方面，电缆起着举足轻重的作用，电缆生产的质量问题被电力行业大为关注。通常，电缆偏心问题是厂家一直面临的棘手问题，由于电力电缆制造工艺的原因，会导致电缆的导电线芯和绝缘层不同心，从而使得电缆横截面的绝缘层厚度不同，而绝缘厚度不均匀时，内部的电场分布也就不均匀，这种异常的电场将会集中分布在绝缘层比较薄的位置，将会使其处的电场强度变大，从而导致绝缘层击穿，更会引起导体铜线短路，进而发生火灾。我国每年会在电缆绝缘材料上花费巨额。不仅如此，电缆偏心还会使电缆的工作电容不均匀，使得电缆传输时的性能参数变差，对于整个电力系统影响巨大。因此，对于电缆偏心度的在线检测是非常必要的。

电缆偏心检测目前主要有X射线式偏心测量仪，光电磁式偏心测量仪，电涡流偏心检测仪等。光电磁式偏心测量仪性能相对可靠，精度相对较高，但是馈入高频电流困难，标定的难度也比较大；X射线式偏心测量仪可测量厚度、偏心量、电缆外径，多用于绝缘厚度大、三层共挤交联聚乙烯电力电缆的生产线，但是仪器价格昂贵，而且X射线具有放射性；电涡流偏心检测仪系统结构相对简单，可测得电缆周围的多点绝缘厚度，不但标定起来很容易，而且对于电缆周围任意一点的绝缘厚度都可以准确检测，提高了检测效率和精度，但是受周围环境温度影响大，仅测量偏心度和电缆外径尺寸的一种。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电缆偏心仪在线检测装置及方法，将涡流检测和光学检测结合起来，电涡流传感器可以检测出导体位置，激光测距传感器检测出电缆绝缘层的外形，实现对绝缘层外径的检测，高效的解决电缆偏心问题，具有可行性强，精度高，减小电缆线芯和绝缘层不同心造成的安全事故，节约成本和市场应用价值高的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电缆偏心仪在线检测装置，包括有转子，转子内设有滑环；滑环嵌入到转子内；传感器阵列中的信号线及电源线分别与转子内的滑环固定连接；转子外侧设有四组碳刷与滑环接触连接，每组碳刷均通过导线与外部供电及信号线连接，给传感器阵列供电及信号传输；碳刷两两对称分别设在转子的左右两侧和上下两侧；所述的传感器阵列有两组；两组传感器阵列分别设在转子内滑环的下方。

所述的转子为环形转子；所述的滑环有十二道。

所述的传感器阵列包括温度传感器、电涡流传感器和激光位移传感器；温度传感器、电涡流传感器和激光位移传感器均与ARM控制器相连。

所述的传感器阵列采用直流电源进行供电；所述的A/D模数转换器作为信号模拟量采集单元。

所述的在线检测装置还包括电量-距离转换测量和信号处理单元。

所述的电量-距离转换测量和信号处理单元包括LC信号振荡发生电路和信号调理电路。

所述的ARM控制器还与A/D数模转换器、数据存储器、LCD液晶屏、JTAG（仿真器）、指示灯、按键相连；所述的A/D数模转换器采用AD7606芯片。

所述的数据存储器采用SPI_FLASH字库存储器和EEPROM掉电数据存储器。