專利名稱：地埋電熱纜故障測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種故障檢測系統(tǒng)，特別涉及一種對地埋電熱纜 的常見故障進行測試的地埋電熱纜故障測試系統(tǒng)。
技術(shù)背景
隨著我國居民生活水平的提高，對住宅供暖的要求也越來越高。 近幾年出現(xiàn)的地面輻射采暖系統(tǒng)，滿足了人們的要求，現(xiàn)在應(yīng)用的地 面輻射采暖系統(tǒng)主要有電熱地面釆暖系統(tǒng)和低溫?zé)崴椛洳膳到y(tǒng)。 由于電熱地面輻射采暖系統(tǒng)以電力作為能源，無污染，使室內(nèi)溫度分 布符合人體的生理需要，且可按用電量收費，能由住戶自己控制室內(nèi) 溫度和加溫時間，及環(huán)保、舒適、保健，又具有一定的主觀可控性， 因此在近幾年有了較大的發(fā)展。
電熱地面輻射采暖系統(tǒng)由電熱纜和溫控器組成，電熱纜埋于水泥 地下，不占用使用空間，但同時也帶來一定的問題一一維修問題。由 于施工、裝修等原因有可能造成電熱纜的損壞，而電熱纜又埋于地面 下，損壞后不易找到故障點。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提 供一種可精確測試電熱纜短路和斷路故障點的地埋電熱纜故障測試 系統(tǒng)。
本實用新型的技術(shù)方案是 一種地埋電熱纜故障測試系統(tǒng)，其特 征在于由信號發(fā)生器、故障點探測器和高壓熔斷器三部分組成；信 號發(fā)生器的輸出端與地埋電熱纜連接，故障點探測器采集地埋電熱纜 的故障信號，高壓熔斷器可與地埋電熱纜連接。
上述信號發(fā)生器由CPU、 D/A轉(zhuǎn)換器和放大電路依次連接，按 鍵與CPU連接。
上述故障點探測器由信號接收電路、放大電路、濾波電路、A/D 轉(zhuǎn)換器、CPU、 PC機、LCD顯示器和存儲器組成；信號接收電路、 放大電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器依次連接，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與 CPU的輸入端連接，CPU的輸出端分別與PC機、LCD顯示器和存儲器連接。
上述高壓熔斷器由按鍵、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU、高壓繼電器、高壓 變壓器和顯示器組成；A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與CPU的輸入端連接， CPU的輸出端分別與高壓繼電器和顯示器連接，高壓變壓器與高壓 繼電器的輸入端連接；高壓繼電器的輸出端與地埋電熱纜連接；按鍵 與CPU連接。
本實用新型具有如下的優(yōu)點和積極效果
K能夠精確探測埋于地面下的電熱纜的短路和斷路故障點?？?br> 探測到地面50厘米以下的電熱纜故障點，并可快速準確地探測短路 點、斷路點的位置， 一般可在直徑15厘米以內(nèi)，具有準確、方便、 快速的特點。
2、 通過計算機對采集到的數(shù)據(jù)進行分析和整理，根據(jù)地面敷 設(shè)材質(zhì)的不同，經(jīng)過計算，分析出故障點的具體位置。
3、 具有數(shù)據(jù)處理和分析能力，可脫離計算機獨立工作。
4、 具有強大的顯示功能。高壓熔斷器的LCD顯示器可顯示整個 工作過程，并且故障點探測器可以波形的形式顯示探測到的數(shù)據(jù)。
5、 該裝置設(shè)有鍵盤，可設(shè)置探測的參數(shù)。


圖1是本實用新型的工作原理框圖。 圖2是短路點測試原理框圖。 圖3是斷路點測試原理框圖。 圖4是程序設(shè)計流程圖。
具體實施方式
如圖1所示電熱纜故障探測裝置由信號發(fā)生器、故障點探測器 和高壓熔斷器三部分組成。信號發(fā)生器、故障點探測器和高壓熔斷器
的控制核心均采用Silicon Labs公司C8051F330 MCU，它具有 100MIPS的系統(tǒng)性能、內(nèi)嵌128KB閃存和8KB SRAM、靈活的I/O
端口配置、可編程的時鐘系統(tǒng)、多源復(fù)位、以及零功耗系統(tǒng)設(shè)計，完 全能夠滿足電熱纜故障探測裝置的設(shè)計要求。
信號發(fā)生器可根據(jù)探測不同地面敷設(shè)材料的要求產(chǎn)生多種頻點 的波形，CPU根據(jù)用戶的設(shè)置，通過D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生波形，經(jīng)放大電路放大后，加載于電熱纜的兩端。
電熱纜加載信號后，可通過故障點探測器探測故障點。故障點探 測器的信號接收電路接收信號，放大濾波后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成
數(shù)字信號由CPU接收并存貯，CPU即可將探測到的數(shù)據(jù)上傳給PC
機進行數(shù)據(jù)的分析和顯示，也可以通過自備的分析程序分析數(shù)據(jù)，并
將結(jié)果在LCD顯示器上顯示，以方便使用人員快速準確地找到故障 點。
當(dāng)電熱纜發(fā)生斷路故障時，需要使用高壓熔斷器將斷路點碳化， 呈短路狀態(tài)，再探測。高壓熔斷器通過A/D轉(zhuǎn)換器采集電熱纜的阻 值，當(dāng)探測到電熱纜處于斷路狀態(tài)后，由CPU控制高壓繼電器向電 熱纜輸出1500V 5000V的高壓，該過程反復(fù)進行，直到高壓熔斷器 探測到電熱纜呈短路狀態(tài)。高壓熔斷器的工作流程設(shè)置可通過鍵盤進 行，并能顯示整個工作過程。
如圖2所示短路點測試原理。
測試儀上電檢測時，J2接于C點，CPU在C點測到一個高電平， 說明系統(tǒng)工作正常。
當(dāng)測試電熱纜的短路點時，需將電熱纜的兩端分別與A、 B兩點 相接，通過鍵盤設(shè)置測試儀工作在短路點測試狀態(tài)，并選擇測試方式， CPU根據(jù)所選擇的測試方式，控制74LS138譯碼器的輸出，由譯碼 器控制J1的不同繼電器接通，使方波發(fā)生器在A點輸出不同強度、 不同頻率的波形，通過AB兩點，在電熱纜上傳輸。根據(jù)電熱纜所埋 在地面下深度的不同，選擇不同強度的信號。
測試電熱纜的短路點還需要使用故障點探測器。故障點探測器通 過感應(yīng)探頭接信號，經(jīng)多級放大、濾波及A/D轉(zhuǎn)換后送到CPU。測 試短路點時，故障點探測器沿電熱纜移動，在短路點之前均接收到信 號，在距離短路點10厘米左右的地方，便接收不到該信號，因此可 精確的找到短路點。
如圖3、 4所示斷路點測試原理
將斷路電熱纜接入高壓熔斷器，通過鍵盤設(shè)置測試儀工作在斷路 點熔斷狀態(tài)，然后由CPU控制譯碼器使高壓繼電器J4和J5分別與A、 B點相接，同時使J3繼電器組的不同繼電器接通，220V的交流電壓通過高壓變壓器產(chǎn)生1500V 5000V的高壓，將高壓脈沖加在電熱纜 的兩端，在電熱纜的斷點處有火花放電的現(xiàn)象產(chǎn)生，將電熱纜的絕緣 層炭化，同時又漏電流產(chǎn)生，CPU通過電流檢測線圈及內(nèi)部的A/D 轉(zhuǎn)換器檢測漏電流的值，當(dāng)電熱纜加高壓一定時間后，CPU控制譯 碼器，使高壓繼電器J4和J5分別與C、 D兩點相接，使電熱纜的一 端接+5V， 一端與CPU的A/D轉(zhuǎn)換端相連，通過A/D轉(zhuǎn)換器測試電 熱纜的電阻，當(dāng)電阻<4000時，表明已將電熱纜的斷路點燒成短路狀 態(tài)，然后用短路測試的方法測試此斷路點，當(dāng)電阻〉400Q時，自動重 復(fù)熔斷過程。
權(quán)利要求1、一種地埋電熱纜故障測試系統(tǒng)，其特征在于其特征在于由信號發(fā)生器、故障點探測器和高壓熔斷器三部分組成；信號發(fā)生器的輸出端與地埋電熱纜連接，故障點探測器采集地埋電熱纜的故障信號，高壓熔斷器可與地埋電熱纜連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地埋電熱纜故障測試系統(tǒng)，其特征在于上述信號發(fā)生器由CPU、 D/A轉(zhuǎn)換器和放大電路依次連接，按 鍵與CPU連接。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的地埋電熱纜故障測試系統(tǒng)，其特征在于上述故障點探測器由信號接收電路、放大電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換 器、CPU、 PC機、LCD顯示器和存儲器組成；信號接收電路、放大 電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換器依次連接，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與CPU 的輸入端連接，CPU的輸出端分別與PC機、LCD顯示器和存儲器 連接。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的地埋電熱纜故障測試系統(tǒng)，其特征在 于上述高壓熔斷器由按鍵、A/D轉(zhuǎn)換器、CPU、高壓繼電器、高壓 變壓器和顯示器組成；A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與CPU的輸入端連接， CPU的輸出端分別與高壓繼電器和顯示器連接，高壓變壓器與高壓 繼電器的輸入端連接；高壓繼電器的輸出端與地埋電熱纜連接；按鍵 與CPU連接。
專利摘要一種地埋電熱纜故障測試系統(tǒng)，由信號發(fā)生器、故障點探測器和高壓熔斷器三部分組成；信號發(fā)生器的輸出端與地埋電熱纜連接，故障點探測器采集地埋電熱纜的故障信號，高壓熔斷器可與地埋電熱纜連接。本實用新型在測試短路點和斷路點時，方法簡單，使用方便，測量精度高，能準確找到短路和斷路點，在施工中使用效果好。
文檔編號G01R31/10GK201402302SQ20092009587
公開日2010年2月10日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者冰 李, 莉 李, 沈怡麟 申請人:天津工程師范學(xué)院