Thesis for the Master Degree Power cable fault locator based on the synchronization principle of sound and magnetic
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华北电力大学硕士学位论文
目
摘
录
要· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · I
硕士学位论文
基于声磁同步法的电缆故障定位
Power cable fault locator based on the synchronization principle of sound and magnetic
高巧妹
2014 年 3 月
国内图书分类号：TN78 国际图书分类号：621.39
学代码：10079 密级：公开
-I-
华北电力大学硕士学位论文
Abstract
With the social development and Era progress, the MAN reconstruction has also been implemented.The power cable has also been widely used in the MAN reconstruction process. Although the power cable has more incomparable advantages than the overhead power line supply , the cable fault location is more difficult than the overhead line fault location , which means we need to find an effective method of the cable fault location for timely troubleshooting to restore power. In this paper we decide to adopt the synchronous method of the magnetic and sound through examining a large amount of literatures , for it being an effective way to pinpoint currently . This method uses the time difference of receiving the magnetic and sound signals to locate the position of the failure point . First,we use the high-voltage pulse generator to make the cable fault point discharge ,which will has a " flap" sound and electromagnetic radiation , but the time to reach the detector is different due to the different propagation velocity of these two signals . Since the propagation speed of the electromagnetic signals is close to the speed of light ,the time of reaching the detector can be ignored.Secondly,we make the time point of receiving the electromagnetic signal as a start timing , when the sound signal reaches the detector ,we stop timing and make this time difference as the audio signal propagation time , according to the distance formula L = 1/2 (T * V) to locate the fault point . In this paper,we design the high voltage pulse generator and the precise positioning systems ,all the both based on C8051F310 MCU.The application of the sound and electromagnetic sensors makes this method of the cable fault location feasible. It discusses the overall design principles and processes high-voltage of the pulse generator;.It describes the synchronization principle of the sound and the magnetic signals,the block diagram and overall design concept of the cable fault precise positioning , and the design principles of each part of the hardware circuit module.It achieves a flow chart and writes the entire software program. The experiment verificats the feasibility of this approach for locating faults . Key words: Power cable; High voltage pulse; Fault location; Electromagnetic sign al; Voice signal;
Abstract · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · II 第 1 章 绪 论· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6 1.1 研究背景和意义 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6 1.2 国内外研究动态 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6 1.3 电缆故障定位概述 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7 1.3.1 判断故障类型[21,22] · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 7 1.3.2 预定位 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 8 1.3.1.1 基于阻抗测距[25] · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 8 1.3.1.2 行波法 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 9 1.3.3 精确定位[30-32] · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 9 1.4 本文使用的电缆 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 10 1.5 故障定位 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 11 1.5.1 电缆输电线路分布原理[34,35] · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 11 1.5.2 定位方法 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 13 1.6 本文主要内容及其结构 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 14 第 2 章 脉冲信号源的设计 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 16 2.1 信号源整体设计 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 16 2.1.1 主回路实现 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 16 2.1.1.1 主回路中 C1 的作用