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基于扫频方式的电缆介质损耗因数检测系统研究
资料介绍
随着社会经济的发展和现代化建设步伐的加快，作为连接各种电气设备、传输和分配电能的电缆，其使用量日益增加，电缆的绝缘老化将直接影响整个电力系统的安全运行。介质损耗因数检测作为一种非破坏性检测方式，对电缆绝缘性能的评定有重要指导意义。目前国内的介质损耗因数检测仪多是单一频率，测量过程中存在干扰问题;国外的相关产品已经采用扫频方式来进行介质损耗因数检测，但是价格昂贵。为此，本文提出了一种精度高、性价比高的基于扫频方式的电缆介质损耗因数检测系统设计方案。
本文设计的检测系统主要由四部分组成:扫频信号发生模块、电压放大模块、数据采集模块、数字信号处理模块，具体设计思想如下:
(1)分析传统LC频率调节方式和锁相环技术，指出其在精度上和可控性上的缺点，并且探讨直接数字合成方式的工作原理和控制方式以及在扫频信号发生方面的优势。
(2)采用高压运放PA340作为电压放大的主控芯片，设计其直流供电电源、补偿电容、保护电路等外围电路，并进行实验验证，结果表明该电路输出的波形稳定，可以驱动容性负载，满足设计要求。
(3)对需要采集的电压电流信号做处理，将流过电缆的微弱电流进行放大后送至AD转换芯片AD7714，设计了单片机与AD7714的接口电路、基准电源电路、输入输出电路等。
(4)对采样得到的电压电流信号做数字信号处理，分析过零检测法、DFT法、相关分析法的检测原理，采用Matlab做误差分析，运用DFT法加窗的方式解决非整数周期采样造成的频谱泄露问题并以此为数据处理方法。
最后，结合丁苯橡胶绝缘电缆对系统进行测试，与国外主流测量仪器结果做对比，表明本文研发的检测系统具有测试数据准确、稳定等优点，有很大的实用性和推广价值。
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