电力线碰触电力线感应智能测试系统的研究

摘要

保安单元是通信系统中为防止人身和设备遭受过电压过电流伤害的装置，它是通信设备避免外界强电干扰的第一道防线，其工作是否正常、保护动作是否可靠，将直接影响到通信设备的使用安全与寿命。为了保证保安单元过电流过电压防护能力的品质，必须对其进行严格的测试。测试包括电力线碰触和电力线感应测试，中华人民共和国信息产业部颁布了相应的测试标准YD/T950-2008。由于目前广泛使用的监测设备都是由完成各个测试功能的多台、独立的仪器组成，主要依靠人工操作来完成，各仪器间难以实现数据共享，数据处理和保存困难，自动化程度低，测试过程中难免人为引起误差。本文从实际应用出发，针对以上问题提出了新的解决方案，即一种基于虚拟仪器的电力线碰触电力线感应智能测试系统。虚拟仪器是现代测试技术和计算机技术深层次结合的产物，本文所设计的智能测试系统基于虚拟仪器技术开发，可自动完成保安单元电力线碰触及电力线感应的测试与分析、图形的实时显示以及数据处理和数据存储的全部过程。本文首先对基于虚拟仪器的智能测试技术进行了理论分析，介绍了电力线碰触电力线感应的试验原理及方法，被测器件保安单元的基本特性和工作原理，在此基础上对智能测试系统进行了设计并给出了系统总体框架。然后从硬件和软件两方面阐述了本测试系统的设计思路与实现技术。硬件方面分模块介绍了系统的设计以及各设备的功能和组成，包括存储式数字示波器、高压探头、大电流探头、PLC及其扩展模块、模拟电阻等硬件设备；软件方面涵盖了系统软件架构以及系统功能的具体实现，包括测试管理、参数设定、数据采集、数据的处理与显示、报表生成等模块。在完成系统的软硬件设计和开发后，对该系统进行了反复调试、修改与优化。验收和测试的项目包括电力线碰触测试和电力线感应测试。测试过程中实现了模拟电阻自动切换、数据实时分析处理和报表自动生成。测试验收结果表明该系统安全性能好、智能化程度高，达到了设计要求。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.1.1 电力线碰触电力线感应测试概述

1.1.2 测试技术发展概况

1.1.3 虚拟仪器技术

1.1.4 电力线碰触电力线感应测试研究现状

1.2 本课题的主要研究工作

第二章 智能测试系统的总体方案设计

2.1 电力线碰触、电力线感应测试原理

2.1.1 电力线碰触试验

2.1.2 电力线感应试验

2.2 保安单元工作原理

2.2.1 气体放电管加 PTC 保安单元

2.2.2 半导体放电管加 PTC 保安单元

2.2.3 集成电路保安单元

2.3 智能测试系统的总体设计

2.3.1 系统硬件设计

2.3.2 系统软件设计

第三章 智能测试系统硬件设计

3.1 系统硬件的设计方案

3.2 数据采集模块

3.2.1 被测信号

3.2.2 数字示波器概述

3.2.3 存储式数字示波器 TDS2012B

3.2.4 示波器探头

3.3 测试控制回路模块

3.3.1 控制 PLC

3.3.2 试验电压采集

3.3.3 模拟电阻

3.4 接口总线模块

3.4.1 RS-232 总线

3.4.2 USB 总线

3.5 硬件电路实现与小结

第四章 系统软件设计

4.1 系统软件设计总体分析

4.2 PLC 控制系统的软件设计

4.3 上位机应用软件

4.3.1 上位机软件开发平台的选择

4.3.2 LabVIEW 软件开发

4.3.3 上位机软件系统设计

4.4 系统管理模块的设计

4.4.1 测试管理程序

4.4.2 参数设定程序

4.4.3 上位机与下位机的通信

4.5 数据采集模块的设计

4.5.1 测试信号的检出

4.5.2 测试信号的处理与显示

4.6 报表模块的设计

4.7 系统软件集成与小结

第五章 测试结果分析

5.1 电力线碰触试验的数据分析

5.1.1 近距离碰触

5.1.2 中距离碰触

5.1.3 远距离碰触

5.2 电力线感应试验的数据分析

第六章 结论

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表的学术论文

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