基于双调制波的电力电缆识别技术分析

基于双调制波的电力电缆识别技术分析

李杨

（广西电网有限责任公司南宁供电局530000）

摘要：近些年来，随着信息技术及社会经济的快速发展，人们对电力也具有更多的需求。本文在社会大背景下对基于双调制波的电力电缆识别技术进行分析，对双调制波识别技术以及发射端和接收端设计要点进行介绍，最后对系统关节设计流程进行概括和总结，期以为有关领域的研究提供有价值的参考。

关键词：双调制波；电力电缆；识别技术

目前，我国城市化进程得到不断的发展，电网中电力电缆的使用也更加广泛，人们对电缆基本数据的普查及管理也给予更高的重视，并且，其中应用到的电力电缆识别技术在该项工作中作用巨大。因为传统电力电缆识别技术在某些方面存在缺陷，所以基于社会大发展的背景下，已经逐渐被当代社会所淘汰。本文提出基于双调制波的电力电缆识别技术，是新型识别技术的一种，本文分析了该项技术的原理及系统设计，其目的在于促使电力电缆识别技术水平得到提高，使电缆间关系的识别更加准确，从而促使我国电力电缆普查工作得到有力的技术支持。

一、电力电缆检测的重要性分析

随着社会经济的持续稳定发展，电气设备在社会各方面中的应用更加广泛。作为电气设备重要通讯媒介的电力电缆，在社会经济发展中作用巨大。就目前而言，我国地下电力电缆管理存在一定的欠缺，缺乏完善的资料，查找麻烦，效率不高，并且存在许多数据不够精确和可靠。与此同时，工作实践表明，根据电缆敷设的具体实际，我国地下电缆的探测、检测等存在明显的不足。主要表现为：电缆探测的精确性及实用性不高，电缆检测的精确性也无法确保供电可靠，针对复杂工况下的电缆检测，不具有专业的技术手段实施定位探测，这些因素使电缆普查以及数据信息的管理遇到前所未有的难关。由于管理上存在明显的欠缺，先前敷设的电力电缆基本上未保留图纸，导致电缆管理失去依据。城市建设问题及电缆事故的发生，主要出自以下原因：第一，由于电缆信息缺失，施工开挖容易对电缆造成损坏，从而造成大规模停电，电缆故障抢修也因为不了解敷设布局，导致工作效率较差。第二，电缆设施建设被绿化及道路掩盖，在不具备有效探测手段及技术的情况下，电缆日常管理难度较大。第三，不具备详细的电缆基础信息，使故障抢修定位不够精确，需要开挖更大的面积，费时费力。第四，电缆信息不可靠，为电缆事故的发生埋下隐患。现代电网见恶化需要对计算机系统管理进行规范，电力电缆识别技术的研发十分必要。

二、双调制波识别技术分析

双调制波识别技术是叠加两个正弦波信号，因两个信号频率不同，所以叠加后需要调整其频率，从而产生和TH相反且各具特点的周期信号。由于该信号可进行识别与分析，故而在电力电缆检测中的应用较为广泛，一般情况下，由1200赫兹和800赫兹两个正弦波信号叠加成调制波信号。需要注意的是，如果两波形频率之间的关系为倍数，那么将可不采用这两个波形。

（一）信号相位分析

通过FFT计算双调制波信号，即可得出1200Hz和800Hz两个信号的相位，可选用1200和800，这个相位就是双调制波起点的信号相位，以这两点的相位为依据，即可计算得出800Hz波形信号的峰值。合成1200Hz和800Hz信号后，即可形成一个合成波，其周期为400Hz。

（二）标准识别判据

在分析的基础上可得知，若处于双调制波正相及反相的条件下，1200和800能使具有各种关系的计算式成立。根据是否有交集，进行电流的识别及判断，从而能够在准确性方面得到较好的保障。虽然偶尔在电缆检测过程中，无法凭借其对电缆目标进行直接确定，然而可将其在电气设备功能检测中发挥作用。有一点需要引起注意，即如果进行检测时，如果检测结果无法使已匹配判据的要求得到满足，就有进一步调试的必要。

三、发射端设计分析

（一）电路结构分析

电池组位于系统12v电源，逆变器输入电压为220V，本级增益为17v。然而，一旦占空比以及二极管的反向恢复电流超出限制，也会对效率造成不良影响,由此可得出结论，占空比应至少在为80%。本设计系统将高增益DC/DC变换器作为第一级。

（二）元件参数介绍

先要将对应的电感系数输入，该系统中电路功率在20W以下，电流大小为1.7A，电流波动约为30.0%。取2.2为电感值，选用恢复快速的二极管MUR460作为二极管，其参数电流为10A，电压为40V。因为该升压电路输出为高增益，并且是逆变器输入，因此需要使其稳定性得到可靠的保障，不然将导致逆变输出的正弦波形出现叠加，使信号发生异常，所以可凭借PI算法闭环控制的采用，使电压在200V的大小处得到有效控制。

四、接收端设计分析

（一）带通滤波器设计分析

首先可以得知的是，一般情况下，双调制波信号的发射频率分别是1200Hz和800Hz，其中可能产生一些谐波，对信号产生干扰，这些谐波的频率一般约为50Hz，也可以是更高频率的信号，能对信号产生干扰。因此，有必要进行带通滤波器的设置，从而仅仅保留所需的双调制波。就普通设计而言，系统选用4阶巴特沃斯函数模型，1000Hz为其中心预设频率，而带宽频率则是500Hz，根据软件计算得出有关电路结构拓扑及参数。

（二）相位偏移识别及修正过程的介绍

识别及修正相位偏移时，需在带通滤波器中进行1200Hz和800Hz正弦波信号的输入，同时进行仿真。根据观察可得知，两种正弦信号波的增益均接近于0.45这一数值，并且，也可发现800Hz信号位置出现大概40度的滞后，而1200Hz信号出现大约65度的相位超前。带通滤波器处理双调制波信号后，两组信号间会产生相位偏移，大小约为105度，此时之前的标准识别数据的精确性不能得到保障，有必要修正原有数据。

五、系统软件设计分析

为使电力电缆识别技术的功效得到最大程度上的发挥，本文对此进行系统软件的设计，主要采用FFT技术应用于该项系统当中。在信号发送端模块的设计过程中，需要借助逆变器SPWM波形实行DSP控制。为该系统主要进行6个模块的设置，为各个模块设置相应输出端口，端口数量分别设置2个。

为解决全桥逆变中同组桥臂（上下位置）两开关管自身驱动的问题，可凭借互补驱动的方法有效实现。然而，关闭和中断开关管的过程中通常存在滞后，如果上下位置的两开关管一同发生驱动及翻转，则极有可能导致两管同时导通的现象，虽然这个过程不会持续较长的时间，但是也能使管路和开关管由于短路而烧毁。所以，在进行管道开通的过程中，需要为上下两管分别设置适当的延时，在此期间两管的状态为关闭。

结语：

总而言之，在我国电力系统中，基于双调制波的电力电缆识别技术占有十分重要的地位，也发挥着十分关键的功能，需要充分重视该项技术的有效应用。在日常工作中，有必要对电力电缆识别技术进行进一步研究和应用推广，重视系统的合理设计，促使电力电缆识别技术的功效得到最大程度上的发挥，从而促进电缆管理工作的规范，也使大规模电力电缆普查工作的开展更加科学精确。

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