煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦高壓電纜檢驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，且特別一種煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的主體，分別占一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)的76%和69%，國(guó)務(wù)院辦公廳能源發(fā)展規(guī)劃中指出:到2020年，一次能源消費(fèi)總量控制在48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，煤炭消費(fèi)總量控制在42億噸左右。煤礦井下生產(chǎn)條件惡劣，伴隨煤礦開采強(qiáng)度和深度的不斷增加，電力負(fù)荷變化大，高壓電纜及其配套設(shè)備容易受到水、油等液體的侵蝕，同時(shí)機(jī)械磨損、操作過(guò)電壓等也容易導(dǎo)致電纜發(fā)生短路、斷路等通斷故障。如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜故障并切斷故障線路，會(huì)給井下供電系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，甚至引起瓦斯或粉塵爆炸，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)工作的順利開展，危及人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。目前電纜狀態(tài)主要通過(guò)人工檢修、測(cè)量，檢修工作量大、技術(shù)水平低，造成大量的人力和財(cái)力浪費(fèi)。利用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，開發(fā)煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)是當(dāng)今檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)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(duì)煤礦高壓電纜的通斷特性進(jìn)行測(cè)量，顯示故障點(diǎn)位置，采用一鍵化測(cè)量方式、測(cè)量精度高和可靠性好的煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)，能夠?qū)⑼〝嗵匦詼y(cè)試結(jié)果通過(guò)串行通信接口發(fā)送給計(jì)算機(jī)，便于數(shù)據(jù)分析、打印和長(zhǎng)期存儲(chǔ)。
[0004]技術(shù)方案:
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括AVR單片機(jī)、脈沖發(fā)送電路、反饋脈沖處理電路、復(fù)位單元、按鍵模塊、顯示單元、編程接口、通訊單元、計(jì)算機(jī);AVR單片機(jī)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(cè)電纜相連接，反饋脈沖處理電路的輸入端和被測(cè)電纜相連接，反饋脈沖處理電路的輸出端和AVR單片機(jī)的輸入端PA2相連接，復(fù)位單元的輸出端和AVR單片機(jī)的外部復(fù)位信號(hào)輸入端相連接，按鍵模塊的輸出端和AVR單片機(jī)的輸入端PA3相連接，顯示單元的輸入端和AVR單片機(jī)的輸出端PA4-PA7相連接，編程接口的輸入端通過(guò)編譯器和計(jì)算機(jī)相連接，編程接口的輸出端和AVR單片機(jī)的程序輸入端口相連接，通訊單元的輸入端和AVR單片機(jī)的SPI輸出端相連接，通訊單元的輸出端和計(jì)算機(jī)的串口相連接；其中:
所述脈沖發(fā)送電路用于將AVR單片機(jī)發(fā)送的脈沖轉(zhuǎn)換為測(cè)試脈沖，
所述反饋脈沖處理電路用于將反饋脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為AVR單片機(jī)可接收的信號(hào)。
[0005]所述的煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的AVR單片機(jī)采用型號(hào)為ATmegal6的單片機(jī)。
[0006]優(yōu)點(diǎn)及效果:本發(fā)明能夠快速對(duì)煤礦高壓電纜的通斷特性進(jìn)行測(cè)量，并能夠顯示故障點(diǎn)位置，測(cè)量精度高和可靠性好。同時(shí)，能夠?qū)⑼〝嗵匦詼y(cè)試結(jié)果通過(guò)串行通信接口發(fā)送給計(jì)算機(jī)，便于數(shù)據(jù)分析、打印和長(zhǎng)期存儲(chǔ)。
[0007]【附圖說(shuō)明】:
圖1為煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
圖2為檢測(cè)脈沖傳輸示意圖；
圖3為系統(tǒng)軟件流程圖；
圖中標(biāo)注:1.被測(cè)電纜；2.脈沖發(fā)送電路；3.反饋脈沖處理電路；4.AVR單片機(jī)；5.復(fù)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(jì)算機(jī)。
[0008]【具體實(shí)施方式】:
結(jié)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(jī)為核心，利用低壓脈沖高阻反射機(jī)理設(shè)計(jì)煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)。煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，檢測(cè)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(jī)型號(hào)為ATmegal6，下面結(jié)合附圖對(duì)專利的具體實(shí)施過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0009]煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)包括AVR單片機(jī)4、脈沖發(fā)送電路2、反饋脈沖處理電路3、復(fù)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(jì)算機(jī)10，其中AVR單片機(jī)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(cè)電纜1相連接，反饋脈沖處理電路3的輸入端和被測(cè)電纜1相連接，反饋脈沖處理電路3的輸出端和AVR單片機(jī)4的輸入端PA2相連接，復(fù)位單元5的輸出端和AVR單片機(jī)4的外部復(fù)位信號(hào)輸入端相連接，按鍵模塊6的輸出端和AVR單片機(jī)4的輸入端PA3相連接，顯示單元7的輸入端和AVR單片機(jī)4的輸出端PA4-PA7相連接，編程接口 8的輸入端通過(guò)編譯器和計(jì)算機(jī)10相連接，編程接口 8的輸出端和AVR單片機(jī)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(jī)4的SPI輸出端相連接，通訊單元9的輸出端和計(jì)算機(jī)10的串口相連接。
[0010]如圖1所示，AVR單片機(jī)4為系統(tǒng)的核心，用于實(shí)現(xiàn)測(cè)試脈沖的發(fā)送、反饋脈沖的接收、數(shù)據(jù)計(jì)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(jī)4發(fā)送的脈沖轉(zhuǎn)換為測(cè)試脈沖；反饋脈沖處理電路3實(shí)現(xiàn)反饋脈沖信號(hào)與AVR單片機(jī)4可接收信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換；復(fù)位單元5用于系統(tǒng)復(fù)位；按鍵模塊6用于發(fā)送測(cè)試和停止指令；顯示單元7用于顯示計(jì)數(shù)時(shí)間、信號(hào)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)10之間的傳輸；計(jì)算機(jī)10用于測(cè)試數(shù)據(jù)分析、打印和長(zhǎng)期存儲(chǔ)。
[0011]檢測(cè)脈沖傳輸示意圖如圖2所示，在檢測(cè)煤礦高壓電纜時(shí)，將被測(cè)電纜1的特性阻抗視為一個(gè)常量，在測(cè)試端輸入一個(gè)低壓脈沖信號(hào)，然后AVR單片機(jī)4進(jìn)行計(jì)時(shí)，脈沖信號(hào)通過(guò)脈沖發(fā)送電路2傳輸?shù)奖粶y(cè)電纜1，若脈沖傳輸過(guò)程遇到高阻抗點(diǎn)則脈沖被反射回來(lái)，經(jīng)過(guò)反饋脈沖處理電路3后發(fā)送給AVR單片機(jī)4，AVR單片機(jī)4停止計(jì)時(shí)，可得到脈沖傳輸?shù)臅r(shí)間t，已知脈沖的傳輸速度V，就可得到故障點(diǎn)的距離L=vt，再根據(jù)煤礦高壓電纜1長(zhǎng)度由AVR單片機(jī)4進(jìn)行運(yùn)算，判斷其的通斷狀態(tài)，最后把運(yùn)算的數(shù)據(jù)通過(guò)顯示單元7顯示出來(lái)。
[0012]如圖3所示，煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)開始檢驗(yàn)時(shí)，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作(定時(shí)器初始化、計(jì)數(shù)器初始化、按鍵初始化和顯示初始化)，然后在AVR單片機(jī)4的輸出引腳產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)脈沖發(fā)送電路2發(fā)送后至被測(cè)煤礦高壓電纜1，同時(shí)AVR單片機(jī)4開始計(jì)數(shù)至反饋脈沖信號(hào)到反饋脈沖處理電路3時(shí)停止計(jì)數(shù)，AVR單片機(jī)4計(jì)算脈沖信號(hào)傳輸距離，判斷電纜的通斷特性，顯示單元7顯示計(jì)數(shù)時(shí)間、傳輸距離及電纜的通斷狀態(tài)。
[0013]本發(fā)明能夠快速對(duì)煤礦高壓電纜的通斷特性進(jìn)行測(cè)量，并能夠顯示故障點(diǎn)位置，采用一鍵化測(cè)量方式、測(cè)量精度高和可靠性好。同時(shí)，能夠?qū)⑼〝嗵匦詼y(cè)試結(jié)果通過(guò)串行通信接口發(fā)送給計(jì)算機(jī)，便于數(shù)據(jù)分析、打印和長(zhǎng)期存儲(chǔ)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括AVR單片機(jī)(4)、脈沖發(fā)送電路(2)、反饋脈沖處理電路(3)、復(fù)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(jì)算機(jī)(10) ;AVR單片機(jī)(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(cè)電纜(I)相連接，反饋脈沖處理電路(3)的輸入端和被測(cè)電纜(I)相連接，反饋脈沖處理電路(3)的輸出端和AVR單片機(jī)(4)的輸入端PA2相連接，復(fù)位單元(5)的輸出端和AVR單片機(jī)(4)的外部復(fù)位信號(hào)輸入端相連接，按鍵模塊(6)的輸出端和AVR單片機(jī)(4)的輸入端PA3相連接，顯示單元(7)的輸入端和AVR單片機(jī)(4)的輸出端PA4-PA7相連接，編程接口(8)的輸入端通過(guò)編譯器和計(jì)算機(jī)(10)相連接，編程接口(8)的輸出端和AVR單片機(jī)(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(jī)(4)的SPI輸出端相連接，通訊單元(9)的輸出端和計(jì)算機(jī)(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(jī)(4)發(fā)送的脈沖轉(zhuǎn)換為測(cè)試脈沖， 所述反饋脈沖處理電路(3)用于將反饋脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為AVR單片機(jī)(4)可接收的信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的AVR單片機(jī)(4)采用型號(hào)為ATmegal6的單片機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煤礦高壓電纜通斷特性檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括AVR單片機(jī)，與單片機(jī)輸出端PA0-PA1和被測(cè)電纜連接的脈沖發(fā)送電路，與單片機(jī)輸入端PA2和被測(cè)電纜連接的反饋脈沖處理電路，與AVR單片機(jī)的外部復(fù)位信號(hào)輸入端連接的復(fù)位單元，與單片機(jī)的輸入端PA3相連接的按鍵模塊，與單片機(jī)輸出端PA4-PA7連接的顯示單元，連接單片機(jī)程序輸入端口的編程接口，與單片機(jī)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(jì)算機(jī)。本發(fā)明能夠快速對(duì)煤礦高壓電纜的通斷特性進(jìn)行測(cè)量，并能夠顯示故障點(diǎn)位置，采用一鍵化測(cè)量方式、測(cè)量精度高和可靠性好。同時(shí)，能夠?qū)⑼〝嗵匦詼y(cè)試結(jié)果通過(guò)串行通信接口發(fā)送給計(jì)算機(jī)，便于數(shù)據(jù)分析、打印和長(zhǎng)期存儲(chǔ)。
【IPC分類】G01R31/08, G01R31/02
【公開號(hào)】CN105277841
【申請(qǐng)?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(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日