【正文】 故障測距方法很多，總的來看，分為阻抗法和行波法兩類。電橋法的優(yōu)點(diǎn)是比較簡單，精度較高，但是它的適用范圍小，一般的高阻和閃絡(luò)性故障，由于故障電阻很大，電橋電流很小，不易探測。另外，現(xiàn)場工頻電場的干擾是不可忽略的，使得測量精度得不到保證。 ③ 故障放電時，分壓器禍合的電壓波形變化不尖銳，不易分辨。當(dāng)電容器電壓增加到一定數(shù)值時，電纜故障點(diǎn)被高壓擊穿，形成短路電弧，故障點(diǎn)電壓迅速接近于零，產(chǎn)生一個突跳電壓和突跳電流，從故障點(diǎn)向兩端傳播。捕捉到該信號就可以實(shí)現(xiàn)故障測距。 二次脈沖法的優(yōu)點(diǎn)是，可以避開故障點(diǎn)閃絡(luò)時引起強(qiáng) 烈的電磁干擾 ； 低壓脈沖寬度可以調(diào)節(jié) ； 較長線路也能記錄到清晰的信號波形，提高測量精度。但是離線電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 測距意味著斷電和較長的故障修復(fù)時間，所以，在線故障測距是發(fā)展的趨勢。 低壓脈沖反射法具有操作簡單、 故障信號的波形直觀、對電纜線路技術(shù)資料的 依賴性小等優(yōu)點(diǎn)，并可測試電纜的全長和行波在電纜中的傳播速度。 第 15～ 16 腳：空腳。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān) 顯示。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 CMOS 單定時器電路的型號為 7555，雙定時器電路的型號為 7556，將四個定時器電路集成在一個芯片上的四定時器店里型號為 7558，其電源電壓的范圍為 2～ 18V。反相器 3G 的作用是提高負(fù)載能力，并隔離負(fù)載對 555 定時的影響。輸出高電壓約低于電壓 1~3V。將 555 定時器外接一些電阻、電容和 其他器件就可以組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器三種基本應(yīng)用電路。當(dāng) iu 32 ccU時（在此之前， iu 已超過 31 ccU ， dS =1）， dR =0，使觸發(fā)器輸出 Q =0， Q =1，三極管 V迅速放電， dR =1，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，輸出 ou 為低電平。的時間間隔，否則，暫穩(wěn)態(tài)會一直延續(xù)下去，直到后一個觸發(fā)脈沖與前一個觸發(fā)脈沖相距的時間間隔超過暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間 wT ，電路才返回穩(wěn)態(tài)。 本章將分別介紹動力電纜斷點(diǎn)檢測與定位系統(tǒng)的硬件電路和軟件實(shí)現(xiàn)。它的優(yōu)點(diǎn)是只需一對傳輸線進(jìn)行傳送信息，因此其成本低，適用于遠(yuǎn)距離通信；它的缺點(diǎn)是傳送速度低。在 PC 機(jī)中一般有兩個標(biāo)準(zhǔn)RS232C 串行接口 COM1 和 COM2。 RS232C 只能進(jìn)行一對一的通信， RS232C 可使用 9 針或 25針的 D 型連接器，表 41 列出了 RS232C 接口各引腳信號的定義以及 9 針與 25 針引腳的對應(yīng)關(guān)系。采用此方法串行通信只能工作于半雙工狀態(tài)，而且程序設(shè)計復(fù)雜 。 在實(shí)際應(yīng)用中， MAX232 器件對電源噪聲敏感，因此，電源 VCC 應(yīng)加上 l F?的去耦電容，圖 42 中 C1， C2， C3， C4 取 1． 0 F? ／ 16V的鉭電解電容，安裝時盡量靠近器件，以提高干擾能力。 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 45 單片機(jī)最小系統(tǒng)與串口通信電路圖 系統(tǒng)電源電路 在計算機(jī)和通信領(lǐng)域，為了降低系統(tǒng)功耗提高電源效率，系統(tǒng)工作電壓越來越低；另外，隨著信息技術(shù)和微電子工藝技術(shù)的高速發(fā)展，器件的特征尺寸越來越小，集成電路的電源電壓也越來越低。散熱問題對于那些大電流電源和 LDO 來說比較重要，通過計算也是可以評估是否合適的。在相同電壓降的條件下，開關(guān)電源調(diào)節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相 比具有少得多的“熱損失”。開關(guān)電源控制器驅(qū)動能力也要注意，過多的 MOSFET 是不能 被良好驅(qū)動的。 電源電路如下圖所示： 圖 46 系統(tǒng)電源 接插件 J34 為系統(tǒng)電源輸入口，系統(tǒng)電源為 24V直流。 圖 47 鍵盤與顯示模塊電路 發(fā)射接收電路 發(fā)射接收電路是動力電纜斷點(diǎn)檢測的核心電路。射極跟隨器利用高頻三極管開關(guān)電路將脈沖波幅度提高到24V，以提高驅(qū)動 能力，避免有脈沖在電纜傳輸中的極快衰減而帶來的反射波幅值極小問題。 圖 49 電源芯片 AMC2576 封裝 在把建立好的元件庫裝入 PCB 版圖后，裝入網(wǎng)絡(luò)表。如果實(shí)在空間太小放不了字 符而需放在焊盤上的，又無特殊聲明是否保留字符，我們在做板時將切除 Bottem層上任何上焊盤的字符部分（不是整個字符切除）和切除 TOP 層上表貼元件焊盤上的字符部分，以保證焊接的可靠性。 ： 外形加工圖應(yīng)該在 Mech1層繪制，如板內(nèi)有異形孔、方槽、方孔等也畫在 Mech1層上，最好在槽內(nèi)寫上 CUT 字樣及尺寸，在繪制方孔、方槽等的 輪廓線時要考慮加工轉(zhuǎn)折點(diǎn)及端點(diǎn)的圓弧，因?yàn)橛脭?shù)控銑床加工，銑刀的直徑一般為φ ，最小不小于φ 。 ，并希望分割交貨請在 Mech1 層為每塊板畫一個邊框，板間留 100mil 的間距。 AT89C52 內(nèi)部資源主要包括：中斷系統(tǒng)，定時器 T0、 T1 和 T2，串行通信系統(tǒng)等。 當(dāng) TMOD 中的 M1M0=01 時，定時 /計數(shù)器選定方式 1 進(jìn)行工作。= 0xF0； TMOD= 0x0； //設(shè)置定時器 T0 為 16 位定時器 TH0=0XFF； TL0=0XFE； //1us 定時附初值 TR0=1； //啟動定時器 T2 作 為波特率發(fā)生器時的初值計算 通過設(shè)置 T2CON 中的 TCLK 或 RCLK 可選擇定時器 T2 作為波特率發(fā)生器。 圖 412 定時器 T2波特率發(fā)生器模式邏輯結(jié)構(gòu)圖 定時器 2 作為波特率發(fā)生器，如圖 412 所示。在讀寫定時器 2 或 RCAP2 寄存器時，應(yīng)該關(guān)閉定時器（ TR2 清 0）。 在這種模式下，定時器在每一狀態(tài)都會增加，讀或?qū)懢筒粫?zhǔn)確。定時器 2 用于定時器操作與波特率發(fā)生器有所不同，它在每一機(jī)器周期（ 1/12 晶振周期）都會增加；然而，作為波特率發(fā)生器，它在每一機(jī)器狀態(tài)（ 1/2 晶振周期）都會增加。 由16(2)dcyount???得： 6 16 6121 1 0 ( 2 ) 2 2 .1 1 8 4 1 0c o u n t?? ? ? ? ? （ 4 ） 即： Count=0XFFFE 所以 TH0 = 0XFF， TL0 = 0XFE。定時或計數(shù)工作方式的選擇，由 C/T 位控制， C/T=0 為定時工作方式， C/T=1 為定時計數(shù)方式。 線寬 線距 焊盤與線間距 焊盤與焊盤間距 字符線寬 字符高度 建議值 ≥ 8mil ≥ 8mil ≥ 8mil ≥ 8mil ≥ 8mil ≥ 45mil 極限值 5mil 5mil 5mil 5mil 6mil 35mil 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 動力電纜斷點(diǎn)檢測與定位系統(tǒng)是以 AT89C52 為核心的單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)。 ： 一般正方形插腳的邊長小于 3mm 時，可以用圓孔裝配，孔徑應(yīng)設(shè)為稍大于（考慮動配合）正方形的對角線值，千萬不要大意設(shè)為邊長值，否則無法裝配。 C．對于有 BGA 的板， BGA 焊盤旁的過孔焊盤在元件面均須蓋綠油 ： 大面積鋪銅無論是做成網(wǎng)格或是鋪實(shí)銅，要求距離板邊大于 。 ： 過孔不要用焊盤代替，反之亦然。在新的原理圖庫， 執(zhí)行 file/new/PCB library，利用 Protel DXP 提供的 PCB 庫編輯器繪制元件封裝。常作阻抗變換和級間隔離用 [7]。鍵盤采用查詢方式。由于它具有很小的外部結(jié)構(gòu)，不僅可以減少電路板的尺寸，還能減少散熱片的使用。使用低的開關(guān)頻率帶來的結(jié)果則是相反的。因此工作時要么是大電流流過低導(dǎo)通電壓的開關(guān)管、要么是完全截止無電流流過。至于負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力，對于一些高性能的 CPU應(yīng)用就會有嚴(yán)格的要求，因?yàn)楫?dāng) CPU突然開始運(yùn)行繁重的任務(wù)時，需要的啟動電流是很大的，如果電源電路響應(yīng)速度不夠，造成瞬間電壓下降過多過低，造成 CPU 運(yùn)行出錯。及復(fù)位按鍵 S2 構(gòu) 成點(diǎn)單片機(jī)的手動復(fù)位電路；三極管 T電阻 R蜂鳴器 LS1 組成音頻報警電路，以提示是否出現(xiàn)斷點(diǎn)；上述電路與單片機(jī)一起組成最小系統(tǒng)。它含有 4個反向器，可實(shí)現(xiàn) 2路 TTL/CMOS電平 +5V到 RS232C電平 ? 10V的轉(zhuǎn)換和 2 路 RS232C 電平177。由于 MC1488 和 MC1489 需要 15V或 12V供電，所以使用不方便，而且工作穩(wěn)定性和可靠性也不高。 RS232C 采用負(fù)邏輯，用 5～ 15V表示邏輯“ l”，用 +5～ +15V表示邏輯“ 0”。 PC 機(jī)采用可編程串行異步通信控制器 8250 來實(shí)現(xiàn)異步串行通信。除上述技術(shù)性能外，還有價格低廉，保密性強(qiáng)，功耗低，應(yīng)用靈活、方便等特點(diǎn)，故選擇 AT89C52 單片機(jī)為該系統(tǒng)的核心是較佳的選擇。泄洪閘閥門供電是由專 用的電力變壓器供給的，不作其他用途，電力線上的雜波或干擾比較少，因此應(yīng)用脈沖回波法是一種可行的、簡便的方法。不可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在暫穩(wěn)態(tài)期間，外界的觸發(fā)信號不起作用，只有在暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束后才能接受觸發(fā)信號。也就是說，無論觸發(fā)器狀態(tài)如何，未加觸發(fā)脈沖時，電路始終為穩(wěn)態(tài)，使輸出 ou 為低電平。 引腳 1 為接地端。 555 定時器輸出為 1。比較器 1A 的參考電壓為 32 ccU ，加在同相輸入端，比較器 2A 的參考電壓為 31 ccU ，加在反相輸入端。 第 3 章 555 定時器及其單穩(wěn)態(tài)電路 13 第 3章 555 定時器及其單穩(wěn)態(tài)電路 555 定時器是一種模擬電路與數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，其產(chǎn)品有雙極性和 CMOS 型兩類。 指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù) ，如果為低電平表示不忙。高電平表示有效，低電平則無效。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 圖 電纜末端短路時首端理想測量波形 圖 電纜末端 開路時首端理想測量波形 由于電纜本身存在著損耗，行波在電纜中傳輸會發(fā)生畸變現(xiàn)象，實(shí)際波形與電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 理想波形相比會有一定差距。 在電纜故障測距方法上 ， 離線與在線測距 方 法將會長期并存 ，但從長遠(yuǎn)來看 ， 在線測距才 是 未來的發(fā)展方向 。這樣，帶自動數(shù)據(jù)處理的回波儀存儲故障點(diǎn)反射波形，并將完好軌跡和故障軌跡進(jìn)行疊加，兩條軌跡將有一個清楚的發(fā)散點(diǎn)。沖閃法試驗(yàn)電路與直閃法基本相同，只是在充電電容器與電纜之間增加一個球型放電間隙。 直流高壓閃絡(luò)法 (直閃法 )適用于測量閃絡(luò)擊穿性故障，該類故障的故障電阻很高，用高壓設(shè)備把電壓升高到一定數(shù)值時就會產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿。 缺點(diǎn)是： 電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 ① 安全性差，儀器與高壓回路有電禍合，易發(fā)生高壓信號竄入，損壞儀器。但該方法還存在一些缺陷，主要有： ① 故障距離與電纜測試端的電壓相量和電流相量差密切相關(guān)，如果相量差為零，說明故障距離為零，相量差越大，故障距離越大。將被測電纜故障相與非故障相短接，電橋兩臂分別接故障相與非故障相。精測定點(diǎn)方法主要有聲測定點(diǎn)法、感應(yīng)定點(diǎn)法、時差定點(diǎn)法以及同步定點(diǎn)法等 [12]。短路故障是低阻故障的特例。 4） 護(hù)層的腐蝕 。在線故障測距裝置的引入，完全利用電力電纜故障瞬間產(chǎn)生的信息，能夠克服這方面的缺點(diǎn)。由于測出運(yùn)行中的電力電纜的絕緣局部放電，監(jiān)測絕緣受損情況，一旦發(fā)現(xiàn)絕緣局部放電嚴(yán)重，而且局部放電位置較多，就需要考慮更換這條電纜，以免該電力電纜真的發(fā)生事故，造成重要用戶的停電。 目前現(xiàn)場使用的電力電纜故障測距裝置，都為電力電纜故障停電后，解開電力電纜，通過相關(guān)的設(shè)備離線測量故障距離，即離線測距。 In paring the lineranging law and the impedance ranging law, on the bast of we found in the power cable fault location in lineranging method is better than the impedance ranging law ,we decision used to lowvoltage pulse method to achieve fault location. Key words: power cables。要實(shí)現(xiàn)電力電纜的在線故障測距，必須考慮的幾個難題是 :中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)是否能產(chǎn)生有效的故障暫態(tài)行波；故障信息在傳播過程中的特性；故障點(diǎn)的特性對故障行波的影響；故障信息在測量點(diǎn)的變化特性；如何準(zhǔn)確確定故障行波到達(dá)時刻等。在城市配電網(wǎng)中，架空線路占用過多地上空間，同時受惡劣天氣影響而發(fā)生故障的機(jī)率比較高，而電力電纜線路在這方面有較大的優(yōu)勢，電力電纜多鋪設(shè)在地下，不占用地上空間，有利于城市規(guī)劃，得到廣泛應(yīng)用。 若能實(shí)現(xiàn)電力電纜的在線故障測距，將具有重大意義： ① 當(dāng)電力電纜發(fā)生故障時，迅速找到故障點(diǎn)，減小停電時間，提高經(jīng)濟(jì)效率。這樣，該線路持續(xù)供電時間增大 ，供電可靠系數(shù)大大提高。本節(jié)將討論電纜在非人力破壞情況下發(fā)生故障的原因及其分類 [6]。 故障類型 電力電纜故障的分類方法比較多，本文采用開路故障、低阻故障、高阻故障的分類方法 [11]。它又包括泄露性高阻故障和閃絡(luò)性高阻故障兩類。目前實(shí)際應(yīng)用的大多是離線測距 [4]。電橋法必須已知電纜準(zhǔn)確長度，當(dāng)一條電纜線路內(nèi)由導(dǎo)體材料或截面不同的電纜組成時還要進(jìn)行