李建 楊文龍 羅璇 黃德晟

（贛州有色冶金研究所，江西 贛州 341000）

在研究對(duì)象鎢礦礦山井下，因?yàn)檫^(guò)于潮濕和人為等因素，10kV高壓線容易短路或斷路。由于作業(yè)不便，無(wú)法修復(fù)，每年因個(gè)別斷點(diǎn)而更換整條高壓電線帶來(lái)的資源浪費(fèi)給礦山帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)。

本裝置的設(shè)計(jì)是通過(guò)改進(jìn)型脈沖反射來(lái)檢測(cè)高壓電纜斷路位置，可簡(jiǎn)單、高效的測(cè)定出高壓線纜的斷點(diǎn)位置，因此，只需要將檢測(cè)出斷點(diǎn)的那一小段線纜更換即可，極大的提高了鎢礦山井下高壓線纜的使用壽命，每年可為礦山節(jié)省許多費(fèi)用，因此市場(chǎng)前景廣闊。

本裝置的設(shè)計(jì)，體積小巧，質(zhì)量輕便，采用分體式結(jié)構(gòu)，由帶顯示和按鍵的主機(jī)和傳感器組成，在傳感器上已經(jīng)將接受的改進(jìn)型脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，因此傳輸時(shí)抗干擾性很強(qiáng)，結(jié)合了鎢礦山井下潮濕的特性，采用了獨(dú)特的防塵防潮設(shè)計(jì)，特別適用于難以作業(yè)的礦山井下環(huán)境。

1 工作原理

本裝置的傳感器部件有兩個(gè)觸頭T1和T2，一個(gè)觸頭發(fā)送調(diào)試好的脈沖，另一個(gè)觸頭接受脈沖，并且兩個(gè)觸頭的距離剛好相差M+λ/2（為半波長(zhǎng)加一段距離），方便消除自身波長(zhǎng)干擾。T1開(kāi)始發(fā)送脈沖到高壓線纜，處理器ARM9開(kāi)始計(jì)數(shù)N和計(jì)時(shí)S，當(dāng)T2接受到第一個(gè)反饋回的脈沖波時(shí)為線纜的第一斷點(diǎn)反射回來(lái)的波形，處理器停止計(jì)數(shù)，根據(jù)波長(zhǎng)λ，計(jì)數(shù)N和計(jì)時(shí)S的關(guān)系，以及該種脈沖在高壓線纜傳播的速度V的關(guān)系，處理可根據(jù)公式和誤差補(bǔ)償算法得出斷點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，并且在快速的情況下，連續(xù)測(cè)量10～20次，取平均值，此時(shí)顯示屏上顯示的值將非常精確，相對(duì)誤差極小。

2 硬件構(gòu)成

該裝置的硬件示意圖如圖1所示，分成了輸入和輸出單元兩種主要單元，輸入單元包括電源、脈沖接收傳感器單元、按鍵單元等、輸出單元包括了帶高亮顯示的OCLD單元、存儲(chǔ)單元、打印數(shù)據(jù)單元、脈沖發(fā)送傳感器單元等組成。

脈沖輸入輸出單元進(jìn)ARM9處理器之前，有一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程，既將發(fā)送和接收的脈沖波快速處理，并送至處理器計(jì)數(shù)，同時(shí)隔一段時(shí)間儲(chǔ)存一次，防止數(shù)據(jù)丟失，按鍵可選擇不同類型的電纜和測(cè)試方式，經(jīng)過(guò)測(cè)試后，處理器ARM9會(huì)將最后測(cè)試的結(jié)果送至高亮的OLCD顯示器上顯示，即使在黑暗的井下巷道也能看的很清楚，線纜一般標(biāo)有距離，根據(jù)初始距離加上顯示的距離，即可非常高效，方便的找到高壓線纜的斷點(diǎn)。

3 軟件組成

本裝置的軟件主要有主處理程序和中斷子程序構(gòu)成。

如圖2所示的軟件流程，先初始化，然后開(kāi)中斷，再開(kāi)始執(zhí)行主程序，發(fā)射特定脈沖，同時(shí)計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)，接收到返回脈沖后跳入中斷程序處理結(jié)果，同時(shí)處理程序?qū)⑷《啻纹骄?，以減小誤差。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)研制后，在某鎢礦山井下做了多次現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)和模擬測(cè)試，經(jīng)過(guò)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)本裝置測(cè)試的結(jié)果和實(shí)際的位置誤差不超過(guò)0.5m，應(yīng)用效果良好。

[1]劉占來(lái).基于ARM的故障監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)（前端采集和通信系統(tǒng)）[D].北京交通大學(xué)，2011.