CN211577311U - 一种基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统，主控芯片负责控制系统整体的运行，电源板电路移相H桥的控制方式，220VAC经过整流电路得到300VDC，再经过频率20kHz的电力电子电路得到高频交流电压，依次经过电桥变压器，电桥整流桥，电桥电压采样电阻，数字电桥电路板、数字电桥采样板，数字电桥电路基于100阶数字电位器芯片X9C102P1，通过脉冲控制调节芯片抽头位置，实现电桥平衡，来完成故障定位。该系统能对电缆故障全自动定位、精度高、速度快。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制技术领域，特别涉及一种基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统。
背景技术
随着城乡一体化的建设，架空电缆的无序排列，使市中心部分道路和居民区已成为“黑污染”的重灾区，不仅影响居住的环境，也带来了严重的安全隐患。因此，地埋电缆逐渐取代了架空电缆，使用地埋电缆可以美化环境，节省土地资源等优点，但同时也增加了电缆的管理和维护的难度。现阶段国内地埋电缆除供电系统外，还有大型企业和用户，总体铺设量巨大。目前国家电网主要采取修建电缆管道和电缆走廊来有效管理错综复杂的地下电缆，然而，社会经济的发展使得电力电缆长时间运行，导致电缆负荷加大，线路发生故障率增加，一旦地埋电缆发生故障，电缆故障不具有直观性，故障诊断任务比架空电缆艰巨得多，如果没有一套可靠的电缆故障检测系统，将会由供电造成生产车间的停止，居民生活的中断，道路指挥系统的瘫痪，因此，一套可靠、准确的一种基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统显得尤为重要。
发明内容
基于上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统，该系统能对电缆故障全自动定位、精度高、速度快。
为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统，包括高性能数字信号处理器TMS320F28027作为控制芯片、供电单元、显示单元、电源板电路移相H桥、数字电桥电路板、数字电桥采样板，电桥变压器、电桥整流桥、电桥电压采样电阻等组成。
其工作原理是：主控芯片负责控制系统整体的运行，电源板电路移相H桥的控制方式，220VAC经过整流电路得到300VDC，再经过频率20kHz的电力电子电路得到高频交流电压，依次经过电桥变压器，电桥整流桥，电桥电压采样电阻，数字电桥电路板、数字电桥采样板，数字电桥电路基于100阶数字电位器芯片X9C102P1。通过脉冲控制调节芯片抽头位置，实现电桥平衡，来完成故障定位，其中：
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：为了实现结构简单，具有特定故障定位功能的技术，本实用新型目的在于提供一种基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位，能对电缆故障全自动定位、精度高、速度快。
附图说明
图1为实施例的系统框图；
图2为实施例电桥模块总设计图；
图3为实施例100阶数字电位器示意图；
图4为实施例电桥经典接线示意图；
图5为实施例电桥法原理示意图；
其中：1、钢带，2、线芯。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型进一步说明。
本实用新型的工作原理为：
图1、图2中，显示单元采用7英寸迪文K600真彩屏，采用硬件SPI接口与TMS320连接，可实现快速刷屏，供电单元采用直流3.3V供电。主控采用高性能数字信号处理器TMS320F28027作为控制芯片，负责控制系统整体的运行。该芯片具有丰富的资源，TMS320有多个定时器，用定时器2产生4路PWM波，驱动4个MOS管，控制电源板电路移相H桥的控制方式，220VAC经过整流电路得到300VDC，再经过频率20kHz的电力电子电路得到高频交流电压，依次经过电桥变压器，电桥整流桥，电桥电压采样电阻，数字电桥电路板、数字电桥采样板。
图3中，数字电桥电路基于100阶数字电位器芯片X9C102P1，通过脉冲控制调节芯片抽头位置，实现电桥平衡，来完成故障定位。
图4中，ZGH为高压恒流源，故障电缆为B相线芯，对钢带1在L1处击穿。辅助电缆为A相线芯2，A、B相线芯2截面相同，长度均为L，故障点距测量端的距离为L1，测量夹接至电缆线芯M、X两端，夹子的两侧分别为电流电位端，均应与电缆可靠连接。r为调节平衡用的10圈电位器，与A、B两相共同构成电桥，刻度盘读数为千分比。G为检流计，电气平衡零点可调。在远端通过C型夹专用短路线，短路NY两端。L1段电缆线芯2电阻为R1，L2段电缆及A相电缆线芯2的电阻为R2。与定位电桥构成惠斯通电桥回路。其电路原理如图5。
结合图4和图5，电路中各部分关系满足如下关系式：
则电桥平衡后有：
比例臂电阻与10圈刻度盘相连，电阻比例P可由刻度盘读取，因此：
由此可见，只要电桥有一定的灵敏度并能平衡，电桥法定位简单而精确。
Claims (4)
1.一种基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统，其特征是：包括高性能数字信号处理器作为控制芯片、供电单元、显示单元、电源板电路移相H桥、数字电桥电路板、数字电桥采样板，电桥变压器、电桥整流桥、电桥电压采样电阻；
所述控制芯片负责控制系统整体的运行，电源板电路移相H桥的控制方式，220VAC经过整流电路得到300VDC，再经过频率20kHz的电力电子电路得到高频交流电压，依次经过电桥变压器，电桥整流桥，电桥电压采样电阻，数字电桥电路板、数字电桥采样板，数字电桥电路基于100阶数字电位器芯片X9C102P1，通过脉冲控制调节芯片抽头位置，实现电桥平衡，来完成故障定位。
2.如权利要求1所述的基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统，其特征是：供电单元采用直流3.3V供电。
3.如权利要求1所述的基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统，其特征是：所述控制芯片为高性能数字信号处理器TMS320F28027。
4.如权利要求1所述的基于惠斯通数字电桥的电力电缆故障定位系统，其特征是：所述数字电桥电路基于100阶数字电位器芯片X9C102P1，通过脉冲控制调节芯片抽头位置。
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