本文關(guān)鍵詞：基于單片機(jī)的地下電力電纜路徑檢測(cè)系統(tǒng)研究

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【摘要】：電力電纜一般鋪設(shè)在地下1~2米處,具有不可視性。因此,在缺乏現(xiàn)場(chǎng)地下電力電纜路徑信息的情況下,為了防止在城市建設(shè)的開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)地下電纜造成不必要的破壞,同時(shí)為了能夠快速完成地下電力電纜發(fā)生故障時(shí)故障點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)的精確定位,從而保證電力電網(wǎng)的正�？煽窟\(yùn)行,對(duì)地下電力電纜路徑檢測(cè)系統(tǒng)的研究是非常有必要的。針對(duì)現(xiàn)有地下電力電纜路徑檢測(cè)儀的不足,結(jié)合市場(chǎng)和檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的需求,論文提出了一種基于單片機(jī)的地下電力電纜路徑檢測(cè)系統(tǒng)的研究。該系統(tǒng)是基于電磁感應(yīng)原理,首先針對(duì)待測(cè)現(xiàn)場(chǎng)電力電纜工作狀態(tài)的未知性,對(duì)運(yùn)行的電力電纜在不影響正常工作的情況下直接檢測(cè)工頻磁場(chǎng)信號(hào),對(duì)沒(méi)有運(yùn)行的電力電纜則檢測(cè)通過(guò)發(fā)射機(jī)注入的特定頻率電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)。然后利用高靈敏度的三軸磁阻傳感器在地面上方測(cè)得待測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)的三維分量,經(jīng)預(yù)處理電路和FIR數(shù)字濾波器對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)磁場(chǎng)干擾的消除和目標(biāo)信號(hào)的提取。最后,通過(guò)單片機(jī)建立磁場(chǎng)檢測(cè)模型,快速處理得到待測(cè)地下電力電纜的路徑走向和埋深。同時(shí)該系統(tǒng)還具有GPS定位和人機(jī)交互功能,檢測(cè)到的地下電力電纜地理位置信息通過(guò)Modbus通訊協(xié)議上傳至PC機(jī),以便相關(guān)工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電力電纜路徑信息進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和管理。論文首先敘述了電力電纜技術(shù)的發(fā)展和地下電力電纜路徑檢測(cè)儀的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀;接下來(lái)介紹了電磁感應(yīng)的基本原理以及電纜的不同排列方式等因素對(duì)輻射到地面上磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響;然后,給出了地下電力電纜路徑檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和模塊框圖,詳細(xì)介紹了各個(gè)硬件電路的設(shè)計(jì)以及單片機(jī)的相關(guān)控制軟件設(shè)計(jì);最終,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)地下電力電纜敷設(shè)路徑、電纜埋深的檢測(cè)功能。論文設(shè)計(jì)研究的地下電力電纜路徑檢測(cè)系統(tǒng)具有成本低、體積小、精度高、使用方便、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn),在市場(chǎng)上具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：地下電力電纜 路徑檢測(cè)系統(tǒng) 單片機(jī)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM75
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 選題的背景及研究意義10-11
• 1.1.1 選題的背景10-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 地下電力電纜路徑檢測(cè)儀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第二章 地下電力電纜路徑檢測(cè)的基本原理14-20
• 2.1 基本電磁場(chǎng)理論14-15
• 2.1.1 無(wú)限長(zhǎng)通電導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)14-15
• 2.1.2 電磁場(chǎng)能量的衰減15
• 2.2 電力電纜概述15-19
• 2.2.1 電力電纜的結(jié)構(gòu)模型15-16
• 2.2.2 電力電纜的工頻磁場(chǎng)特性16-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 第三章 地下電力電纜路徑檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理20-26
• 3.1 地下電力電纜路徑檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)20-22
• 3.1.1 發(fā)射機(jī)20-21
• 3.1.2 接收機(jī)21-22
• 3.2 地下電力電纜路徑檢測(cè)儀的工作原理22-25
• 3.2.1 電力電纜路徑檢測(cè)原理22-23
• 3.2.2 埋藏深度測(cè)量23-25
• 3.2.3 電力電纜路徑地理位置的定位25
• 3.3 本章小結(jié)25-26
• 第四章 地下電力電纜路徑檢測(cè)系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)26-47
• 4.1 系統(tǒng)硬件原理框圖26-27
• 4.2 傳感器的選擇27-30
• 4.2.1 傳感器種類(lèi)的選擇27-28
• 4.2.2 傳感器型號(hào)的確定28-30
• 4.3 預(yù)處理電路設(shè)計(jì)30-38
• 4.3.1 低通濾波電路31-33
• 4.3.2 50Hz陷波電路33-35
• 4.3.3 1000Hz帶通濾波電路35-37
• 4.3.4 50Hz帶通濾波電路37-38
• 4.4 單片機(jī)控制電路38-42
• 4.4.1 單片機(jī)選型38-40
• 4.4.2 按鍵模塊40
• 4.4.3 顯示模塊40-42
• 4.4.4 GPS接口電路42
• 4.5 系統(tǒng)外圍電路42-45
• 4.5.1 A/D轉(zhuǎn)換電路42-43
• 4.5.2 單片機(jī)外圍電路43-45
• 4.5.3 串口通信電路45
• 4.6 本章小結(jié)45-47
• 第五章 地下電力電纜路徑檢測(cè)系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)47-53
• 5.1 系統(tǒng)主程序47-49
• 5.2 按鍵子程序49
• 5.3 A/D轉(zhuǎn)換子程序49-50
• 5.4 串口通信子程序50-51
• 5.5 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)51-52
• 5.6 本章小結(jié)52-53
• 第六章 仿真結(jié)果及分析53-57
• 6.1 預(yù)處理電路部分仿真結(jié)果與分析53-54
• 6.2 磁場(chǎng)檢測(cè)模型仿真結(jié)果與分析54-55
• 6.3 FIR數(shù)字濾波器的仿真及分析55-56
• 6.4 本章小結(jié)56-57
• 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-65
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及成果65-66
• 附錄B 系統(tǒng)原理圖及PCB圖66-67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周遠(yuǎn)翔;趙健康;劉睿;陳錚錚;張?jiān)葡?;高壓/超高壓電力電纜關(guān)鍵技術(shù)分析及展望[J];高電壓技術(shù);2014年09期

2 劉英;李文沛;曹曉瓏;韓曉鵬;;隧道敷設(shè)交流電纜線(xiàn)路的工頻磁場(chǎng)特性[J];電力建設(shè);2014年08期

3 萬(wàn)保權(quán);干U喸，

本文編號(hào)：561287