电缆故障检测技术智能化的研究

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1、电缆故障检测技术智能化的研究作者姓名孔德武导师姓名、职称王昌明教授一级学科控制科学与工程二级学科系统工程申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121184分类TN82号TN93密级公开西安电子科技大学硕士学位论文电缆故障检测技术智能化的研究作者姓名：孔德武一级学科：控制科学与技术二级学科：系统工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：王昌明教授提交日期：2014年12月AStudyofTheIntelligentizationofCableFaultsDetectingTechnologyAthes

2、issubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlScienceandTechnologyByKongDewuSupervisor:Prof.WangChangmingDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中

3、不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时

4、本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要电力电缆已经成为现代工业文明的重要基础，逐渐取代了传统的架空线路，与工农业生产及我们的日常生活息息相关。然而无法避免的电缆故障带来的巨大经济损失已成为当今社会的一个严重问题，因此如何能在复杂的铺设环境中快速、有效、准确地检测出电缆故障点具有非常重要的现实意义。论文首先查阅大量文献资料介绍了电缆发生故障的原因以及故障类型，接着在分析对比了常用故障检测方法的基础上以时域脉冲原理作为本文的基本

5、设计依据，然后简要介绍了电缆在长线模型下的行波传播理论以及基于该理论的行波传播速度、波阻抗以及行波的反射折射现象。在综合考虑了这些因素的前提下提出了电缆故障检测智能化中具有举足轻重作用的故障测试仪的具体技术指标以及相应的硬件实现电路和软件算法流程。测试仪的硬件设计主要以嵌入式单片机和CPLD构成的双控制器为核心，结合了脉冲发射模块、信号接收模块、高速ADC采样模块等单元模块；测试仪的软件算法包括单片机的嵌入式C语言设计以及CPLD的VerilogHDL硬件语言，C语言采用模块化设计思想而VerilogHDL采用自顶向下的基本设计结构。由于复杂

6、的测试环境以及多种多样的干扰源，获得的实测波形往往包含很多波动不规则的震动，严重影响有效故障信息的识别以及后续的故障距离计算。正是基于这种背景本文又就回波处理智能化进行了初步研究，以小波分析为理论基础，通过对基于极大值原理、基于相关性原理以及阈值法三种经典的小波去噪法分析对比后，就阈值函数选择、阈值量化准则选择、小波基函数选择、小波分解尺度等影响阈值去噪效果的关键因素作了讨论，综合考虑之后选择db4作为小波基函数以及采用软阈值去噪法对故障波形进行智能化去噪处理。最后本文利用小波分析工具MATLAB对db4小波的实际去噪效果进行了仿真，并对在昆

7、山市利用本文设计的智能故障测试仪测得的实地数据进行了去噪仿真处理，结果显示去噪效果明显。另外本文设计的测试仪也实现了检测电缆故障的功能并且测量误差在可接受范围内，具有很好的实用性。这表明本文对电缆故障检测智能化的研究取得了一定的成效。关键词：电缆故障，智能化，测试仪，时域反射，小波去噪论文类型：应用基础研究I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTPowercablehasbeenbecomingtheimportantfoundationofmodernindustrialcivilization,andhasbee

8、nreplacingthetraditionaloverheadlinegradually,soithasacloserelationshipwithindustr