煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦高壓電纜檢驗技術領域，且特別一種煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]煤炭是我國能源結構的主體，分別占一次能源生產和消費的76%和69%，國務院辦公廳能源發(fā)展規(guī)劃中指出:到2020年，一次能源消費總量控制在48億噸標準煤左右，煤炭消費總量控制在42億噸左右。煤礦井下生產條件惡劣，伴隨煤礦開采強度和深度的不斷增加，電力負荷變化大，高壓電纜及其配套設備容易受到水、油等液體的侵蝕，同時機械磨損、操作過電壓等也容易導致電纜發(fā)生短路、斷路等通斷故障。如不及時發(fā)現(xiàn)電纜故障并切斷故障線路，會給井下供電系統(tǒng)帶來嚴重的安全隱患，甚至引起瓦斯或粉塵爆炸，嚴重影響安全生產工作的順利開展，危及人民生命財產的安全。目前電纜狀態(tài)主要通過人工檢修、測量，檢修工作量大、技術水平低，造成大量的人力和財力浪費。利用先進的電力電子技術，開發(fā)煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)是當今檢測技術的發(fā)展趨勢。

【發(fā)明內容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于提供一種能夠快速對煤礦高壓電纜的通斷特性進行測量，顯示故障點位置，采用一鍵化測量方式、測量精度高和可靠性好的煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)。同時，能夠將通斷特性測試結果通過串行通信接口發(fā)送給計算機，便于數(shù)據(jù)分析、打印和長期存儲。
[0004]技術方案:
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括AVR單片機、脈沖發(fā)送電路、反饋脈沖處理電路、復位單元、按鍵模塊、顯示單元、編程接口、通訊單元、計算機;AVR單片機的輸出端PA0-PA1與脈沖發(fā)送電路的輸入端相連接，脈沖發(fā)送電路的輸出端和被測電纜相連接，反饋脈沖處理電路的輸入端和被測電纜相連接，反饋脈沖處理電路的輸出端和AVR單片機的輸入端PA2相連接，復位單元的輸出端和AVR單片機的外部復位信號輸入端相連接，按鍵模塊的輸出端和AVR單片機的輸入端PA3相連接，顯示單元的輸入端和AVR單片機的輸出端PA4-PA7相連接，編程接口的輸入端通過編譯器和計算機相連接，編程接口的輸出端和AVR單片機的程序輸入端口相連接，通訊單元的輸入端和AVR單片機的SPI輸出端相連接，通訊單元的輸出端和計算機的串口相連接；其中:
所述脈沖發(fā)送電路用于將AVR單片機發(fā)送的脈沖轉換為測試脈沖，
所述反饋脈沖處理電路用于將反饋脈沖信號轉換為AVR單片機可接收的信號。
[0005]所述的煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的AVR單片機采用型號為ATmegal6的單片機。
[0006]優(yōu)點及效果:本發(fā)明能夠快速對煤礦高壓電纜的通斷特性進行測量，并能夠顯示故障點位置，測量精度高和可靠性好。同時，能夠將通斷特性測試結果通過串行通信接口發(fā)送給計算機，便于數(shù)據(jù)分析、打印和長期存儲。
[0007]【附圖說明】:
圖1為煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)結構簡圖；
圖2為檢測脈沖傳輸示意圖；
圖3為系統(tǒng)軟件流程圖；
圖中標注:1.被測電纜；2.脈沖發(fā)送電路；3.反饋脈沖處理電路；4.AVR單片機；5.復位單元；6.按鍵模塊；7.顯示單元；8.編程接口 ；9.通訊單元；10.計算機。
[0008]【具體實施方式】:
結合附圖描述本系統(tǒng)系統(tǒng)各部分功能:
本發(fā)明以AVR單片機為核心，利用低壓脈沖高阻反射機理設計煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)。煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)結構簡圖如圖1所示，檢測脈沖傳輸示意圖如圖2所示，系統(tǒng)軟件流程圖如圖3所示。專利涉及的AVR單片機型號為ATmegal6，下面結合附圖對專利的具體實施過程進行詳細說明。
[0009]煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)包括AVR單片機4、脈沖發(fā)送電路2、反饋脈沖處理電路3、復位單元5、按鍵模塊6、顯示單元7、編程接口 8、通訊單元9和計算機10，其中AVR單片機4的輸出端PAO、PA1和脈沖發(fā)送電路2的輸入端相連接，脈沖發(fā)送電路2的輸出端和被測電纜1相連接，反饋脈沖處理電路3的輸入端和被測電纜1相連接，反饋脈沖處理電路3的輸出端和AVR單片機4的輸入端PA2相連接，復位單元5的輸出端和AVR單片機4的外部復位信號輸入端相連接，按鍵模塊6的輸出端和AVR單片機4的輸入端PA3相連接，顯示單元7的輸入端和AVR單片機4的輸出端PA4-PA7相連接，編程接口 8的輸入端通過編譯器和計算機10相連接，編程接口 8的輸出端和AVR單片機4的程序輸入端口相連接，通訊單元9的輸入端和AVR單片機4的SPI輸出端相連接，通訊單元9的輸出端和計算機10的串口相連接。
[0010]如圖1所示，AVR單片機4為系統(tǒng)的核心，用于實現(xiàn)測試脈沖的發(fā)送、反饋脈沖的接收、數(shù)據(jù)計算處理、顯示和通訊等功能；脈沖發(fā)送電路2用于將AVR單片機4發(fā)送的脈沖轉換為測試脈沖；反饋脈沖處理電路3實現(xiàn)反饋脈沖信號與AVR單片機4可接收信號之間的轉換；復位單元5用于系統(tǒng)復位；按鍵模塊6用于發(fā)送測試和停止指令；顯示單元7用于顯示計數(shù)時間、信號傳輸距離及電纜1的通斷狀態(tài)；編程接口 8用于軟件程序編寫；通訊單元9實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與計算機10之間的傳輸；計算機10用于測試數(shù)據(jù)分析、打印和長期存儲。
[0011]檢測脈沖傳輸示意圖如圖2所示，在檢測煤礦高壓電纜時，將被測電纜1的特性阻抗視為一個常量，在測試端輸入一個低壓脈沖信號，然后AVR單片機4進行計時，脈沖信號通過脈沖發(fā)送電路2傳輸?shù)奖粶y電纜1，若脈沖傳輸過程遇到高阻抗點則脈沖被反射回來，經(jīng)過反饋脈沖處理電路3后發(fā)送給AVR單片機4，AVR單片機4停止計時，可得到脈沖傳輸?shù)臅r間t，已知脈沖的傳輸速度V，就可得到故障點的距離L=vt，再根據(jù)煤礦高壓電纜1長度由AVR單片機4進行運算，判斷其的通斷狀態(tài)，最后把運算的數(shù)據(jù)通過顯示單元7顯示出來。
[0012]如圖3所示，煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)開始檢驗時，首先對系統(tǒng)進行初始化操作(定時器初始化、計數(shù)器初始化、按鍵初始化和顯示初始化)，然后在AVR單片機4的輸出引腳產生一個脈沖信號，脈沖信號經(jīng)過脈沖發(fā)送電路2發(fā)送后至被測煤礦高壓電纜1，同時AVR單片機4開始計數(shù)至反饋脈沖信號到反饋脈沖處理電路3時停止計數(shù)，AVR單片機4計算脈沖信號傳輸距離，判斷電纜的通斷特性，顯示單元7顯示計數(shù)時間、傳輸距離及電纜的通斷狀態(tài)。
[0013]本發(fā)明能夠快速對煤礦高壓電纜的通斷特性進行測量，并能夠顯示故障點位置，采用一鍵化測量方式、測量精度高和可靠性好。同時，能夠將通斷特性測試結果通過串行通信接口發(fā)送給計算機，便于數(shù)據(jù)分析、打印和長期存儲。
【主權項】
1.一種煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括AVR單片機(4)、脈沖發(fā)送電路(2)、反饋脈沖處理電路(3)、復位單元(5)、按鍵模塊(6)、顯示單元(7)、編程接口(8)、通訊單元(9)、計算機(10) ;AVR單片機(4)的輸出端PAO-PAl與脈沖發(fā)送電路(2)的輸入端相連接，脈沖發(fā)送電路(2)的輸出端和被測電纜(I)相連接，反饋脈沖處理電路(3)的輸入端和被測電纜(I)相連接，反饋脈沖處理電路(3)的輸出端和AVR單片機(4)的輸入端PA2相連接，復位單元(5)的輸出端和AVR單片機(4)的外部復位信號輸入端相連接，按鍵模塊(6)的輸出端和AVR單片機(4)的輸入端PA3相連接，顯示單元(7)的輸入端和AVR單片機(4)的輸出端PA4-PA7相連接，編程接口(8)的輸入端通過編譯器和計算機(10)相連接，編程接口(8)的輸出端和AVR單片機(4)的程序輸入端口相連接，通訊單元(9)的輸入端和AVR單片機(4)的SPI輸出端相連接，通訊單元(9)的輸出端和計算機(10)的串口相連接；其中: 所述脈沖發(fā)送電路(2)用于將AVR單片機(4)發(fā)送的脈沖轉換為測試脈沖， 所述反饋脈沖處理電路(3)用于將反饋脈沖信號轉換為AVR單片機(4)可接收的信號。2.根據(jù)權利要求1所述的煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的AVR單片機(4)采用型號為ATmegal6的單片機。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煤礦高壓電纜通斷特性檢驗檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括AVR單片機，與單片機輸出端PA0-PA1和被測電纜連接的脈沖發(fā)送電路，與單片機輸入端PA2和被測電纜連接的反饋脈沖處理電路，與AVR單片機的外部復位信號輸入端連接的復位單元，與單片機的輸入端PA3相連接的按鍵模塊，與單片機輸出端PA4-PA7連接的顯示單元，連接單片機程序輸入端口的編程接口，與單片機SPI輸出端相連接的通訊單元，與編程接口、通訊單元相連接的計算機。本發(fā)明能夠快速對煤礦高壓電纜的通斷特性進行測量，并能夠顯示故障點位置，采用一鍵化測量方式、測量精度高和可靠性好。同時，能夠將通斷特性測試結果通過串行通信接口發(fā)送給計算機，便于數(shù)據(jù)分析、打印和長期存儲。
【IPC分類】G01R31/08, G01R31/02
【公開號】CN105277841
【申請?zhí)枴緾N201510831386
【發(fā)明人】郎福成, 袁子云, 王宇鹍, 王艷鶴, 李驍洋
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月25日