摘要：随着科技水平的增长，电力电缆在电力系统应用中的地位越来越高是必然趋势。但电力电缆的中间接头结构复杂，又极易故障。为了保障人们的用电安全，也为了尽可能避免电缆故障发生后带来的损失，如何快速有效的解决电缆中间接头绝缘故障在线检测问题成了研究的重点。

本文查阅总结了可能会导致电力电缆接头绝缘故障的因素，通过比对国内外已有研究成果的检测方法，分析其在精度、适用范围等方面的优劣，最终选择了采用超声波检测法来进行课题的研究。首先对于电缆的局部放电现象进行了研究，确定了局部放电会产生超声波这一结论。接着对电缆中间接头绝缘局部放电进行了建模分析，总结出超声波的传播特性，并为之后的实验中参数的选取以及器件选型提供理论依据。

基于理论的基础之上，在实验室内搭建仿真模型，并根据仿真模型制作调理电路，用实验结果来验证理论得出的结果的正确性。结果表明：制作的超声波信号检测装置能够有效采集电力电缆局部放电现象发出的超声波信号，为电缆接头绝缘故障的在线检测提供了有效方法。

关键词：电缆中间接头绝缘; 局部放电; 超声波检测法

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1课题研究的背景及意义-1

1.2电力电缆绝缘故障在线检测研究现状-2

1.2.1直流叠加法-2

1.2.2直流分量法-2

1.2.3局部放电检测法-3

1.3 毕业设计主要工作-5

2 局部放电现象研究-7

2.1电力电缆局部放电分类及其危害-7

2.1.1局部放电现象分类-7

2.1.2局部放电产生的危害-9

2.2局部放电信号在电力电缆中的传播-10

3 超声波的产生机理及传播特性研究-12

3.1超声波的产生机理-12

3.2 电力电缆局部放电三电容等效电路模型-13

3.3 局部放电现象与超声波信号的关系-14

3.4超声波的频谱特性-15

3.5超声波传播特性-15

3.6本章小结-18

4 超声波检测装置设计-19

4.1装置总体设计规划-19

4.2装置硬件设计-20

4.2.1超声波传感器-20

4.2.2阻抗匹配电路-21

4.2.3放大电路-23

4.2.4 带通滤波电路-24

4.3 DSP数据处理系统设计-27

4.3.1微处理器选型-27

4.3.2 DSP2812最小系统结构-27

4.3.3电源电路设计-28

4.3.4复位电路设计-28

4.3.5时钟电路设计-29

4.5 A/D转换模块校正电路设计-29

4.6 本章小结-30

5 实验与结果分析-31

5.1调理电路实验验证-31

5.1.1超声波信号的衰减状况-31

5.1.2屏蔽层对超声波信号的影响-32

5.1.3电磁信号对超声波的影响-33

5.1.4滤波效果实验验证-34

5.2局部放电实验结果验证-35

5.2.1局部放电模拟实验-35

5.3本章小结-37

6 总结与展望-38

7 致谢-39

参考文献-40

附录:源程序-42