多芯电缆线通、断、短路检测仪设计.doc

1 概 述 1.1电缆的分类及其发展 随着现代化社会的不断发展，各种电信，电器设备在日常生活中的应用也日益广泛起来，作为这些设备之间的重要通讯媒介的电缆在国民经济建设中发挥着越来越重要的作用。日常生活中，天上地下，你无处不感觉到电缆的存在。通常我们所说所见到的电缆大致分为两大类：电力电缆和通信电缆。 当今我国经济的迅速发展，使的城市，农村，工矿和国防建设的高低压线路逐步实现电缆化。尤其是近年来，国家加大力度进行电网改造，全国联网步伐不断加快，使得电缆线路增长十分迅速。人民的生产和生活一刻也不能离开电能。 通信业的高速发展，使我国的通信电缆行业也取得了前所未有的发展，20世纪90年代是我国全塑市话电缆生产发展辉煌的十年。至2000年，全国约有500余家市话电缆生产企业，其中一部分企业的规模、技术装备、产品技术水平已达到国际先进水平，产品不仅满足国内电信市场的需求，而且出口东南亚及发展中国家。20世纪90年代中期，随着我国信息高速公路建设的展开，通信网络从传统的电话网向综合化、智能化、宽带化的数据传输发展，在通信电缆行业中孕育出一大批光缆制造企业。至2000年，我国信息高速公路骨干网基本建成，用户接入网数据化建设开始起步。为适应市场的发展，在通信电缆行业中又涌现出一批数据电缆（数字通信电缆）生产企业。 面对电缆在国民经济的发展以及人民生活需要中的重要作用。因此，电缆线路的安全运行与人民生活息息相关，随着人们对电能的依赖性的增强，电缆线路事故对社会造成的影响将越来越大，因此保障电缆线路的安全运行尤为重要。 1.2 电力电缆故障可分为运行故障和预防性试验故障中的故障两大类。预防性试验是通过发现电缆缺陷使故障提前暴露出来，以减少用户的损失，确保整个供电网络的安全运行。因此，做好电缆定期预防性试验工作，缩短状态不好电缆的预防性试验时间并及时找到故障点有着重要的意义。 电力电缆故障按损失部位可分为芯线损伤和不相同之间及相对地之间绝缘介质损伤产生的故障。前者表现为开路及断线，很少见；后者经常碰到，表现为开路故障、低阻故障和高阻故障三种类型。 开路故障：若电缆相间或相对地的绝缘电阻达到所要求的数值，但是工作电压不能够传输到对端，或者终端虽然有电压但是带负载能力较差。如图1-1 所示，在 A相串联电阻 RK ，当 RK = ∞ 时即可视为开路故障，这是开路故障的特例。 低阻故障：电缆相间或相对地间绝缘受损，其绝缘电阻小到可以利用低压脉冲法测量的一类故障，一般过渡电阻小于 2K 的都可以认为是低阻故障。如图 1-1 所示，当 B 相对地电阻RG =0时为短路故障，这是低阻故障的特例。 高阻故障：电缆相间或相对地绝缘损坏，其绝缘电阻较大（RG较大），不能使用低压脉冲法测量的一类故障，它是相对低阻故障而言的。包括闪络性高阻故障和封闭性故障两种类型。这两类故障大多数是在进行预防性试验时发生的，并且多出现于电缆中间接头或终端头内，特别是封闭性故障多数发生在注油的电缆头内。如果在其一试验电压下绝缘被击穿，然后又恢复，有时连续击穿，有时隔数秒钟或数分钟后再击穿，这种故障称为闪络性故障。如果击穿发生后，待绝缘恢复，击穿现象便完全停止这类故障则称为封闭性故障。这两种故障是电力电缆中的常见故障，也是测距难度较大的一类故障。图1-1 电缆故障示意图目前在主要的通讯途径简单的可以分成有线和无线两种，其中在有线通讯中各种通信缆线的状态好坏直接关系到通讯的质量。目前使用最为广泛的公用电话网络，负担着传递长途电话、市内电话和其他通讯业务的重要业务，是保证通讯业务畅通的关键。但是市话网络很容易受到工程施工，盗割等人为以及雷击，自然灾害等意外的破坏，使大量的用户线路中断，如果是局间中继电缆出现断线会使两个局的全体用户都不能相互通话，将造成很大的损失。市话电缆线的故障有很多类型，主要包括：地气故障，碰线故障，混线故障，断线故障，错接线故障和全潮碰故障等。其中断线故障是最为典型的，可以想象其带来的损失也是最大的，因此对通信电缆线的断线故障进行监测是非常有必要的。 1.3　 最早，人们用手工对电缆进行检测，一根一根的用电表对电缆进行检测，以检测电缆是否发生短路或断路故障。这种方法浪费了大量的人力、物力，而且还容易出错。后来发展到用单片机、继电器分组和隔离技术、先进的抗干扰技术、先进的数值快速线性化技术及独特的预充电技术，可以对上百芯的电缆进行芯线故障、芯线电阻、芯线间绝缘电阻、芯线间分布电容值的快速自动检测，在0.5～2s内完成单线测试；更换测试档位及量程时，无需任何人校准。测试中，单片机将接受到数据处理，并送到显示和控制上，能清楚、快速地知道电缆的安全性。在测量的原理上，首先出现的是通过电缆向单片机发送信号，根据接收信号的情况来判别电缆的状态，后来出现了将电缆的一端接单片机，