電纜故障定點(diǎn)儀研究論文

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1、電纜故障定點(diǎn)儀研究畢業(yè)論文目錄第一章緒論11.1電纜故障定點(diǎn)儀概述11.2電纜故障性質(zhì)與定位及精確定位21.2.1電纜故障性質(zhì)21.2.2電纜故障點(diǎn)預(yù)定位方法及其比較21.2.3電力電纜故障點(diǎn)精確定位與電纜識(shí)別方法6第二章硬件結(jié)構(gòu)原理及理論分析92.1系統(tǒng)框圖92.2壓電陶瓷的特性92.3電磁波傳感器設(shè)計(jì)112.4聲路前置帶通濾波器電路112.5陷波器與網(wǎng)絡(luò)匹配電路142.6功率放大器電路162.7磁信號(hào)通道的硬件結(jié)構(gòu)182.8欠采樣技術(shù)及理論分析222.8.1欠采樣目的222.8.2采樣的方法222.8.3采樣保持電路的分析232.8.4低通濾波

2、器的設(shè)計(jì)272.8.5模擬開(kāi)關(guān)292.9系統(tǒng)供電電路302.10比較器電路31第三章單片機(jī)及軟件333.1核心控制單元33413.2軟件部分34第四章總結(jié)與展望374.1總結(jié)374.2展望37致謝39參考文獻(xiàn)4141第一章緒論7第一章緒論1.1電纜故障定點(diǎn)儀概述[1]近些年,因?yàn)殡娏﹄娎|有其安全性和"可靠"隱蔽的性能等優(yōu)點(diǎn)，它在城市的電力網(wǎng)絡(luò)中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。但是,由于電纜多埋于地下，一旦發(fā)生故障，尋找故障點(diǎn)是一項(xiàng)非常困難的工作。怎么能準(zhǔn)確并且"迅速"而又低成本地尋找到電力電纜的故障并想辦法排除，迅速恢復(fù)供電，盡可能減少停電的時(shí)間，并削弱因停

3、電而帶來(lái)的損失，這已經(jīng)成了電力部門(mén)和生活用電越來(lái)越關(guān)注的問(wèn)題。很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，工程師們?cè)趯?shí)踐中積累了許多查詢(xún)故障點(diǎn)的方法，尤其是隨著新的技術(shù)的發(fā)展，不斷提出來(lái)了一些新的理論與方法也。電力電纜的故障檢測(cè)一般可分為兩個(gè)步驟,一是故障測(cè)距，二是精確定點(diǎn)。因?yàn)殡娎|線在實(shí)際應(yīng)用中,一般是左右彎曲、上下波動(dòng),而并不是直線傳輸。所以,在實(shí)際測(cè)距中所得到的測(cè)量結(jié)果有可能和實(shí)際測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的距離有所偏差,這也是下一步精確定點(diǎn)時(shí)所要做的工作。在電纜的故障進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)中,全部故障率的90%以上的都是電力電纜的高阻故障，其他的故障只是少數(shù)。若想精確定點(diǎn)高阻故障，一般

4、的方法有：1，聲測(cè)法(包含聲磁同步法)；2，聲磁傳播時(shí)間差測(cè)量法。目前情況,最為經(jīng)濟(jì)有效的故障定點(diǎn)方法是聲磁傳播時(shí)間差法,采用聲磁同步法的優(yōu)點(diǎn)是能判別出聲音最大信號(hào)點(diǎn)的,而聲測(cè)法且做不到。儀器根據(jù)接收到的放電時(shí)產(chǎn)生的聲波和放電時(shí)產(chǎn)生的電磁波,并計(jì)算聲磁信號(hào)的時(shí)間差,然后顯示距離，這樣就可以精確地看到測(cè)量點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離。本系統(tǒng)采用聲音信號(hào)與磁信號(hào)傳播時(shí)間差的測(cè)量法,研究了電力電纜尋跡與故障精確定點(diǎn)儀。利用壓電陶瓷接受聲音和線圈接受磁信號(hào)，然后把信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波器與放大器等硬件結(jié)構(gòu),編寫(xiě)單片機(jī)的計(jì)算程序,實(shí)現(xiàn)了電力電纜尋跡與故障精確定點(diǎn)的功能。為電力電纜

5、故障的測(cè)尋提供了一種有效的手段。以前的電纜故障定點(diǎn)儀，主要是噪聲大，靈敏度低，準(zhǔn)確性較差，容易造成故障點(diǎn)誤判，給電力電纜的維修帶來(lái)不便。41第一章緒論71.2電纜故障性質(zhì)與定位及精確定位[2]1.2.1電纜故障性質(zhì)快速地判斷電纜故障的性質(zhì)與故障原因?qū)Ψ治雠c判定出故障點(diǎn)都是十分重要。目前，基于測(cè)試故障技術(shù)的水平和發(fā)生故障的點(diǎn)電阻值的大小，電纜故障大概可以分為以下幾種：1，開(kāi)路故障；2，低阻故障；3，高阻故障；4，閃絡(luò)故障及外護(hù)套故障等。電纜故障的原因有：機(jī)械造成的損傷，在電纜故障中占很大的比例，主要原因是安裝時(shí)受到損傷、外力破壞等。絕緣受潮，主要原因

6、是護(hù)套穿孔、終端盒密封不良及電纜制造不良。絕緣老化，其重要的因素是電纜經(jīng)常過(guò)負(fù)載地運(yùn)行而產(chǎn)生電纜過(guò)熱。電力電纜故障的原因還有過(guò)電壓、材料的制作缺陷以及制作工藝不完整等。1.2.2電纜故障點(diǎn)預(yù)定位方法及其比較1．電橋法電橋法曾經(jīng)非常受人們歡迎并是常用的方法，它的工作原理是利用電力電纜的直流電阻與其長(zhǎng)度成正比，電橋法適用于檢測(cè)低阻接地、外護(hù)套和短路故障，其電路原理圖見(jiàn)圖1.1所示。但是它的缺陷是：當(dāng)檢測(cè)三相低阻故障時(shí)，因?yàn)闆](méi)有完好的做比較的相，這樣就沒(méi)有辦法進(jìn)行測(cè)試。如果故障時(shí)是高阻故障，我們可以運(yùn)用高壓去燒穿故障點(diǎn)，把高阻的故障點(diǎn)擊穿變?yōu)榈妥璧墓收显?/p>

7、去測(cè)量，但并不是所有的高阻故障都可以燒穿為低阻故障，這樣就限制了這種方法的運(yùn)用。圖1.1電橋法電路原理2．低壓脈沖反射法41第一章緒論7低壓脈沖反射法適合于檢測(cè)低阻(一般是低于10倍波阻抗)、接地和開(kāi)路故障，而且還能夠測(cè)量電纜的全部長(zhǎng)度以及電波在電纜中傳播的速度。如果電纜出現(xiàn)了低阻或接地故障，故障電阻與電纜特性阻抗的并聯(lián)就是故障點(diǎn)處的等效阻抗，若故障點(diǎn)處的電阻變小，則反射波形變的也更明顯，當(dāng)故障電阻降低為零時(shí)就成為了全反射。因?yàn)闇y(cè)試儀器輸入端的等效阻抗(測(cè)試儀器的輸入阻抗)遠(yuǎn)大于電力電纜的特性阻抗，所以能夠在測(cè)試端產(chǎn)生同極性的反射脈沖，然而在低阻和

8、接地故障處，因?yàn)殡娏﹄娎|的故障電阻小于電纜特性的阻抗，當(dāng)300V左右的入射脈沖輸入到電纜后能在低阻和接地故障點(diǎn)產(chǎn)生反極性脈