為快速方便的檢測室內地熱電纜發生斷路時的故障點,根據電磁感應原理,在利用ANSYS軟件仿真的基礎上,設計了斷點故障檢測電路。重點介紹檢測原理,仿真方法和電路設計原理。實驗證明,該電路可以方便地判斷出電纜發生斷路時的斷點位置,靈敏度高,抗干擾能力強,具有廣泛的應用前景。
我國南方地區也可以家庭或廠家為單位鋪設,所以地熱電纜采暖的普及已經成為當前采暖方式的重點發展趨勢。
但是對于電纜故障的斷點檢測一直沒有方便實用的技術和儀器出現。隨著我國地熱電纜采暖市場的逐年擴大,地熱電纜的損傷修復問題也越來越突出。出于地熱電纜鋪裝時預埋在地面混凝土之下,在施工和后期維護的過程中一旦電纜本身出現故障,維修起來相當因難。目前在國內針對地熱電纜故障的定位檢測儀尚屬空白。業內普遍采用將地面混凝土整體破壞,再把整根電纜取出重新安裝新電纜替代的辦法進行維護。 這種辦法耗時長、不利于操作,還要破壞室內地面裝修,維修成本高,造成了大量人力、物力的浪費,業主也不易接受。目前對于電纜故障的診斷方法主要有電容比對法。脈沖反射法等方法。小編現在向大家介紹如何何利用電磁感應原理,利用ANSYS軟件進行電磁場的仿真計算,在軟件仿真的基礎上設計了檢測電路,可以在不破壞地面鋪設的情況下,檢測電纜故障點。
常用的地熱電纜為雙芯電纜,以消除正常工作時的電磁輻射影響。根據地熱電纜采暖系統布置情況,考慮到混凝土和空氣對電磁場的影響方面的性能相像,在仿真模型中只考慮了通電電纜和空氣兩種材質和模型。施加不同的電壓信號,得到的B-H值。
從結果可以發現,在地面檢測時,由于混凝土 和瓷磚等物體的隔離很大,所以電流產生的磁場強度很微弱。而且B-H值跟信號發生器的電壓關系比較大。
利用電磁感應原理,給地面電纜上加上一定頻率的交流信號產生交變磁場,在地面上移動感應線圈,利用線圈內磁通的變化量產生感應電壓信號來尋找故障點,將感應信號通過放大、濾波等處理后,用儀表顯示出來或利用耳機聽。在故障點,信號最強,當探頭從故障點左右前后移動時,信號即減弱或中斷,因此,信號最強處即為故障點。根據發光二極管的變化可探測地熱電纜故障點在地下的位置。由于地面附近的電磁場強度較弱,線圈采集到信號需經放在后才顯示。這也是電路設計的重點和難點之一。然后經濾波和整流后,以LED燈顯示的方式確定故障點位置。
選用銅鎳鉻合金雙導線地熱電纜,上面依次覆蓋聚苯乙烯泡沫保溫板、水泥和瓷磚,電感線圈的電感量為0.01H,兩端并聯4700uF,根據公式,選頻頻率約為340Hz。實驗測得激勵信號的波形,在距地面最遠約為15公分處可以感應到信號,故障點范圍半徑在10CM以內。
信息引用:發熱電纜
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