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1、目录i电缆故障定点仪研究毕业论文目录第一章绪论11.1电缆故障定点仪概述11.2电缆故障性质与定位及精确定位21.2.1电缆故障性质21.2.2电缆故障点预定位方法及其比较21.2.3电力电缆故障点精确定位与电缆识别方法6第二章硬件结构原理及理论分析92.1系统框图92.2压电陶瓷的特性92.3电磁波传感器设计112.4声路前置带通滤波器电路112.5陷波器与网络匹配电路142.6功率放大器电路162.7磁信号通道的硬件结构182.8欠采样技术及理论分析222.8.1欠采样目的222.8.2采样的方法222.8.3采样保持电路的分析2
2、32.8.4低通滤波器的设计272.8.5模拟开关292.9系统供电电路302.10比较器电路31第三章单片机及软件333.1核心控制单元33目录i3.2软件部分34第四章总结与展望374.1总结374.2展望37致谢39参考文献41第一章绪论7第一章绪论1.1电缆故障定点仪概述[1]近些年,因为电力电缆有其安全性和"可靠"隐蔽的性能等优点，它在城市的电力网络中得到了越来越多的应用。但是,由于电缆多埋于地下，一旦发生故障，寻找故障点是一项非常困难的工作。怎么能准确并且"迅速"而又低成本地寻找到电力电缆的故障并想办法排除，迅速恢复供电，
3、尽可能减少停电的时间，并削弱因停电而带来的损失，这已经成了电力部门和生活用电越来越关注的问题。很长时间以来，工程师们在实践中积累了许多查询故障点的方法，尤其是随着新的技术的发展，不断提出来了一些新的理论与方法也。电力电缆的故障检测一般可分为两个步骤,一是故障测距，二是精确定点。因为电缆线在实际应用中,一般是左右弯曲、上下波动,而并不是直线传输。所以,在实际测距中所得到的测量结果有可能和实际测量点与故障点之间的距离有所偏差,这也是下一步精确定点时所要做的工作。在电缆的故障进行大量的统计中,全部故障率的90%以上的都是电力电缆的高阻故障，
4、其他的故障只是少数。若想精确定点高阻故障，一般的方法有：1，声测法(包含声磁同步法)；2，声磁传播时间差测量法。目前情况,最为经济有效的故障定点方法是声磁传播时间差法,采用声磁同步法的优点是能判别出声音最大信号点的,而声测法且做不到。仪器根据接收到的放电时产生的声波和放电时产生的电磁波,并计算声磁信号的时间差,然后显示距离，这样就可以精确地看到测量点到故障点的距离。本系统采用声音信号与磁信号传播时间差的测量法,研究了电力电缆寻迹与故障精确定点仪。利用压电陶瓷接受声音和线圈接受磁信号，然后把信号经过滤波器与放大器等硬件结构,编写单片机的
5、计算程序,实现了电力电缆寻迹与故障精确定点的功能。为电力电缆故障的测寻提供了一种有效的手段。以前的电缆故障定点仪，主要是噪声大，灵敏度低，准确性较差，容易造成故障点误判，给电力电缆的维修带来不便。第一章绪论71.2电缆故障性质与定位及精确定位[2]1.2.1电缆故障性质快速地判断电缆故障的性质与故障原因对分析与判定出故障点都是十分重要。目前，基于测试故障技术的水平和发生故障的点电阻值的大小，电缆故障大概可以分为以下几种：1，开路故障；2，低阻故障；3，高阻故障；4，闪络故障及外护套故障等。电缆故障的原因有：机械造成的损伤，在电缆故障中
6、占很大的比例，主要原因是安装时受到损伤、外力破坏等。绝缘受潮，主要原因是护套穿孔、终端盒密封不良及电缆制造不良。绝缘老化，其重要的因素是电缆经常过负载地运行而产生电缆过热。电力电缆故障的原因还有过电压、材料的制作缺陷以及制作工艺不完整等。1.2.2电缆故障点预定位方法及其比较1．电桥法电桥法曾经非常受人们欢迎并是常用的方法，它的工作原理是利用电力电缆的直流电阻与其长度成正比，电桥法适用于检测低阻接地、外护套和短路故障，其电路原理图见图1.1所示。但是它的缺陷是：当检测三相低阻故障时，因为没有完好的做比较的相，这样就没有办法进行测试。如
7、果故障时是高阻故障，我们可以运用高压去烧穿故障点，把高阻的故障点击穿变为低阻的故障再去测量，但并不是所有的高阻故障都可以烧穿为低阻故障，这样就限制了这种方法的运用。图1.1电桥法电路原理2．低压脉冲反射法第一章绪论7低压脉冲反射法适合于检测低阻(一般是低于10倍波阻抗)、接地和开路故障，而且还能够测量电缆的全部长度以及电波在电缆中传播的速度。如果电缆出现了低阻或接地故障，故障电阻与电缆特性阻抗的并联就是故障点处的等效阻抗，若故障点处的电阻变小，则反射波形变的也更明显，当故障电阻降低为零时就成为了全反射。因为测试仪器输入端的等效阻抗(测
8、试仪器的输入阻抗)远大于电力电缆的特性阻抗，所以能够在测试端产生同极性的反射脉冲，然而在低阻和接地故障处，因为电力电缆的故障电阻小于电缆特性的阻抗，当300V左右的入射脉冲输入到电缆后能在低阻和接地故障点产生反极性脉冲，
