电缆故障检测系统.pdf

工 程 技术 S C lE N C E ＆T E C H N O L O G Y 电缆故障检测系统 景文富 河南工业职业技术学院 刘明黎 河南南阳4 7 3 0 0 9 摘 要 针对多芯电缆的常见故障， 设计一种利用单 片 机8 0 5 1 为核心的故障检测系统， 可检测多芯电境常晃故障并迅速、 准确定位故障点。 关键词； 多芯电麓 故障 检测系统 中图分类号 T D 6 1 2 文献标 识码 B 文章编号 1 6 7 2 - 3 7 9 1 2 0 0 9 0 8 a 一 0 0 2 7 0 1 A Sy s t em Fo r Mal f u n c e t i on Det e c t i o n o f Cab l e J i n 9 W e n f u Li u Mi n g l i H e n a n P o l y t e c h n i c a f i n s t i t u t e H e n a n N a n Y a n g 4 7 3 0 0 9 Ab s t r a c t A ma l f un c t i o n d e t e c t i o n s y s t e m u s e d S CM 8 0 5 1 f o r d e t e c t i n g t h e f r e q u e n t l y o c c u r r e d ma l f un c t i o n i n mu l t i --c o r e c a b l e i s d e s i g n e d i n t hi s p a p e r， whi c h c a n e x a mi n e t h e ma l f u n c t i o n i n mul t i --c o r e c a b l e a n d l o c a t e i t q u l i c k l y a n d e x a c l t y． K e y w o r d s mu l t i c o b l e； ma l f un c t i o n； d e t e c t i o n s y s t e m 电缆广泛应用 与通信 、 工业 、 军事等多 种领域 ， 其正常工作的重要性不言而喻 。 快 速检测多芯 电缆的常见故障 断路、 短路 并 准确地 定位短路 点、 短 路点是保证 信号传 输 的重 要前提 。 本文针 对多芯 电缆 上述两 种常见故障 ， 介绍 一种利用单片机 8 0 5 l 为 核心的 电缆故障检测 系统。 1 该系统具有一下功能 1． 1 短路测试精确检测 电缆芯线之间 是否有短路现象 及短路点 的具体位 置 1． 2 短路测试精确检测电缆芯线之间 是否有断路现象 及断路点 的具体位 置 该 系统具有 测试 芯线数 目多 、 测试 距 离长 、 测试准确、 方便 、 快捷 的特 点。 1 ． 3系统基本组成框 图 图1 为系统基本框图， 本系统以8 0 5 1 单片 机为核心 ， 配以多选二开关阵列辅助测量。 整 个过程只需单端测量即可， 方便快捷。 图1 系统基本组成框图 2 断路故障的检测及断路点的定位 2 ． 1断路故障的检测 检 测原 理 假 设 检测 系统 在 甲地 首 A 8 1 f N 2I N 0UT C 端 ， 将 电缆末端所有芯线短路 ， 芯线首端接 开关阵列， 由单片机控制开关阵列从某一芯 线输入 电信号 ， 其余芯线扫描读取该信号 ， 若某一芯线不能读取该信号 ， 说明此芯线断 路 。 检测过程 如图2 ， 8 0 5 1 单片机模拟开关 I c1 的1 I N、 2 I N管脚输入检测信号 ， 向I c 2 、 I C 3 输入选通控制信号 ， 以控 J] I C 2 、 I t 3 实现 各芯线 的选 通功能 。 待 检测芯 线分别接 入 I C 2 、 I C 3 的各个接 口端。 当1 I N为高电平 ， 2 I N 为高 电平时 ， I c l 的开关1 、 3 导通 ， 其中A管 脚图3 的A点， 此信号通过开关l 输入 检测 信号依次从某条芯线输入， 从其他各条芯线 扫描读取 ， OUT 脚对读取的检测信号放大整 形输出给C P U 进行处理 。 若不能读取到某条 芯 线 的 信 号 ， 说 明该 芯 线 断 路 。 见 图2 2 ． 2断路点的定位 如图3 为故障点检测 电路原理 图， 以I c 1 为核心 构成的正 弦波振 荡电路 ， 振 荡频率 1 ． 6 k Hz 。 I C 2 做为跟随器使用 ， 提高带负载 能 力 ， 两 个二 极管起 到 自动 稳幅 的效 果 。 输 出变压 器在检测短 路故障 点时使 用 ， 检 测 断路 故障点时 不用 。 检测方法 将有断路故障的电缆芯线的 一 端接入A点 ， 将一个盒式录音机的放音磁 头靠近此 电缆线 ， 打开收音机 ， 将其沿着 电 缆线移动 ， 录音机 中可以听到音频信号 。 到 断路 点以后 ， 音频信号无法传来 ， 录音机中 l 号信通选线芯 2 号信通选线芯 图2 检测过程及选通原理电路图 听不到音 频信号 ， 这样 就可以判 断出断路 点的位置， 需注意的是 当检测多芯线缆某 一 根断路故障时， 其余芯线最好接地 ， 以减 小分布 电容的影响 。 见图3 3 短路故障的检测及短路点的定位 3 。 1短路故障的检测 原 理 将 电缆所 有芯线 的一端 全部断 开 ， 然后 由单 片机8 0 5 1 控 制与芯线 另一端 相连 的开 关阵列 ， 依次 从某一 条芯线输入 信号 ， 从其余芯线扫描读取该信号， 若其 中 某条芯线 能够读取 该信号 ， 则该两 条芯线 之 间 短 路 。 检测过 程具 体分析可参考断路故障检 测方法 ， 此处从略 。 3 ． 2短路点的定位 如 图3 ， 将有短路故障的两根 电缆芯线 分别接入B 、 C 处， 仍用录音机磁头靠近故障 电缆线， 并沿着 电缆线移动 ， 录音机 中可以 听到音频信号。 到短路点以后 ， 则听不到音 频信号 ， 这样可以判断 出短路点的位置。 上述 判别多芯电缆断路及短路的方法 简单 实用 ， 经过非预 埋在地下 的电缆和导 线 测 试 ， 效 果 更 好 。 图3 故障点检测电路原理图 科技资讯S CI E NC E ＆ T E CH N OL OGY I NF OR MAT I ON 8 c 厂 L