【摘 要】
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随着社会的不断发展进步,人们对电能需求越来越高,电力的可靠供应对于维护社会正常的生产生活秩序尤为重要。目前,电力设备的运行和检修中,因线缆路径不明或误操作挖断、损坏线缆等情况仍频繁发生,严重影响电力系统的正常运行。利用线缆寻迹仪可完善布线信息从而指导线缆维护工作的进行,避免线缆被破坏的同时大幅降低工作量,保障电力的可靠供应。线缆寻迹仪的研究和设计具有重要的实用价值。本文以大量市场调研与文献研究为基
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随着社会的不断发展进步,人们对电能需求越来越高,电力的可靠供应对于维护社会正常的生产生活秩序尤为重要。目前,电力设备的运行和检修中,因线缆路径不明或误操作挖断、损坏线缆等情况仍频繁发生,严重影响电力系统的正常运行。利用线缆寻迹仪可完善布线信息从而指导线缆维护工作的进行,避免线缆被破坏的同时大幅降低工作量,保障电力的可靠供应。线缆寻迹仪的研究和设计具有重要的实用价值。本文以大量市场调研与文献研究为基础对现有线缆寻迹装置的优势和不足加以分析对比,研究并设计了基于电场检测与相位检测技术的新型线缆寻迹仪。论文以经典电场理论为理论依据,详细分析了线缆周围电势与电场的空间分布。对线缆周围的电势特性及分布以及其周围电场强度的分布规律进行了建模仿真分析。本文的创新方面:所设计的新型线缆寻迹装置采用部分电容分压的检测方式对电场信息进行测量,并利用LMS自适应滤波技术进行降噪并采用相位检测的方式辨别方向。主要工作内容如下:1.将现有线缆寻迹仪的相关资料进行整理分析,确定其发展前景和后续发展方向。2.对电场的基本理论和部分电容理论进行了介绍,对线缆寻迹探测仪的相关公式进行推导,介绍了相位法辨向原理,设计介绍了线缆寻迹仪的总体设计框架。3.分析使用了利用部分电容理论探测电场方位的方法。4.以电场理论为基础,选定有限元法作为电场的计算方法,利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics对常用电路进行建模,对其电场和场强分布情况分别进行瞬态和稳态仿真并加以分析,对部分电容进行建模仿真。5.对自适应滤波器进行了说明,采用LMS自适应滤波技术对信号进行降噪处理,并进行了仿真验证。6.对线缆寻迹仪的硬件部分进行设计,分别设计了单片机的最小系统电路、信号调理放大电路、人机交互电路等。对其软件程序部分进行设计,分别设计了ADC信号采集程序,自适应滤波降噪程序,以及硬件相关的程序等。7.进行了线缆寻迹的相关实验,对线缆寻迹仪的预期功能得到了实现。综上,本文设计研发的线缆寻迹仪具有使用灵活、便携、成本低、抗干扰能力强等特点,能够帮助施工人员快速准确的找到线缆所在位置。因此线缆寻迹仪的研究与设计具有重要的理论意义和工程使用价值。
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