基于DSP的电力电缆故障测距方法研究

摘 要
本课题通过对电力电缆故障的行波进行分析，结合低压脉冲法（雷达法）的原理进行了电力电缆故障测距的分析。通过低压脉冲算法对检测到的电力电缆的行波进行处理，得到故障点距离检测点的具体距离。在硬件方面选用TMS320vC5402，并分别对外围电路如电源电路、时钟信号与复位电路、A/D转换电路等进行了分别设计。在软件方面选用CCS2.0 DSP的开发环境，设计了DSP系统主程序流程图，并在CCS环境下验证其可行性。
电力电缆以其安全、可靠等优点，获得越来越广泛的应用。但由于电缆绝缘老化和机械损坏等因素，随着运行时间增长，故障发生概率会有逐年增加的趋势。因此，对电力电缆在线故障测距的需求越来越紧迫。本课题通过对电力电缆故障测距的常用方法及新的故障测距技术进行系统分析比较，发现要实现小电流接地系统电力电缆在线故障测距，需要深入考虑以下几个问题:故障行波在传播过程中的特性;故障点的特性对故障行波的影响;故障特征在测量点的变化特性以及如何准确确定故障行波到达时刻。

关键词：电力电缆； 行波；低压脉冲法；DSP
目 录
摘要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1课题的目的和意义 1
1.2 电力电缆的故障类型及其原因 1
1.3电力电缆的故障测距与定位理论的研究与应用现状 2
1.4电力电缆的在线测距方法 2
1.5论文主要内容 3
第二章 电力电缆故障定位方法 4
2.1电桥法 4
2.2低压脉冲法（雷达法） 5
2.2.1行波介绍 5
2.2.2低压脉冲反射法的原理 6
2.3基于低压脉冲反射法的电力电缆故障测距分析 9
2.3.1具体检测方法介绍 9
2.4反射计的介绍 10
2.5本章小结 11
第三章 数据处理系统的硬件设计 12
3.1 DSP介绍 12
3.1.1 DSP系统的特点 12
3.1.2 DSP的应用 13
3.2数据处理系统硬件总体方案 13
3.3 DSP芯片的选择 14
3.4 TMS320C54x系列介绍 15
3.4.1 TMS320vC5402介绍 15
3.4.2 TMS320vC5402的主要特点 16
3.5 DSP最小系统设计 17
3.6 A/D转换电路的设计 19
3.6.1数据采集硬件系统方案的选择 19
3.6.2数据采集硬件设计 20
3.7电平转换电路 21
3.8 TMS320vC5402与RAM, EPROM的逻辑控制设计 22
3.9电路抗干扰设计 23
3.10本章小结 24
第四章 数据处理系统的软件设计 25
4.1 DSP集成开发环境CCS2.0简介 25
4.2 DSP系统软件设计流程 26
4.3 D-S证据推理理论在电缆故障检测系统中的应用 27
4.4 DSP软件系统各模块的设计 28
4.5行波算法的软件流程 29
4.6模拟运行结果 29
4.7程序加载方式选择 30
4.8数据处理系统上电引导程序设计 31
4.9 本章小结 31
第五章 总结 33
5.1论文总结 33
5.2后期展望 33
参考文献 34
致谢 36