基于LabVIEW和小波分析的电缆故障定位研究

摘要

目前国内外对电缆在线故障定位研究已取得大量的成果，但仍存在一些不足，如测量计算故障距离需要的时间较长、定位的准确度较低、误差较大等。本课题根据行波传输理论，采用行波单端故障定位方法和不受波速度影响运算方法，研究设计电缆在线实时监测与故障定位系统。
　　论文首先分析了电缆故障的类型、成因及定位原理，结合矿井配电线路特点及现状，阐述了研究电缆在线故障定位的重要性。介绍了小波变换对电缆故障行波奇异点检测的适用性，利用小波变换奇异性检测原理取得故障行波到达测量端的时间，提高了故障测距的精度。然后介绍了硬件系统和软件系统设计，采用测量精度较高的霍尔型电流互感器、信号调理电路、高速数据采集卡和PCI总线组成的硬件系统，可完成对故障暂态信号的采集、调理和传输功能。软件系统利用LabVIEW强大的函数库和灵活的数据流编程能力，能够通过调用小波变换对故障信号进行滤波及数据分析处理，实现电缆故障监测与定位系统的直观显示。
　　最后设计了实验电路对电缆监测与故障定位系统进行测试，通过对故障数据进行采集、传输、处理和显示系统的测试，证明本系统能可靠对电缆进行监测和故障定位，并且定位精度较高，其功能能够达到设计的要求。

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Contents

1 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 电缆故障成因及类型

1.3 电缆故障测距的方式和原理

1.4 国内外电缆故障定位研究现状

1.5 电缆故障定位的步骤

1.6 论文章节安排

2 电缆线路故障信息分析及小波分析理论

2.1 电缆故障行波的特性分析

2.2 小波变换理论

2.3 应用小波变换分析电缆故障行波

2.4 电缆故障仿真分析

3 虚拟仪器技术及其开发平台LabVIEW

3.1 虚拟仪器的概述

3.2 LabVIEW开发环境

3.3 LabVIEW调用MATLAB

3.4 LabVIEW与数据库

4 电缆故障定位系统的硬件设计

4.1 系统硬件功能结构

4.2 高速数据采集（DAQ）卡

4.3 LabVIEW与数据采集卡的链接

5 电缆故障定位系统的软件设计

5.1 系统软件功能结构

5.2用户管理模块设计

5.3 数据采集模块设计

5.4 网络通信模块设计

5.5 数据处理模块设计

5.6 数据存取模块设计

6 系统测试与结论

6.1 系统测试

6.2 结论

7 全文总结与展望

7.1 全文总结

7.2 展望

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

参考文献