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电缆前端检测单元主要功能

排列3 www.jeimw.cn 前端检测单元 电缆前端检测单元主要功能就是实时检测电缆的信息,根据电力线载波法的通信结 果对电缆状态做出判断,若电缆出现故障立即发出报警信息。且将电缆的故障信息上报 给电力电缆监控平台。图 3.5 所示前端检测单元。 监测主站采用轮询的方式,从1号线路前端检测单元到N号前端检测单元不间断的发 送载波信号,载波信号沿电力线路传递到远端前端检测单元,前端检测单元收到主站问 询信号后,回信号给主站,如果超时或有异常,则重复新一轮的询问,每个前端检测单 元被询问三次,如果主站接收到正确的报文,则本次服务结束。若当某条电力线路或分 支线路发生故障或异常情况时,前端检测单元检测到掉电等异常即可上报给主站。 当某条电力线被盗或遭到破坏,前端检测单元主站主站可以通过无线短消息业务 (Short Massage Services, SMS)向指定移动电话发送电缆故障信息进行报警,还可以通过 有线或者无线想后端监控中心发送电缆故障信息,对电缆进行实时监控以及显示电缆在 线检测状态。 该系统能够实时监控电力线路的运行情况,并且具有报警功能。它可以有效的对电 力线路等设施发生缺相、断电、断路等现象或遭到人为破坏时,进行监控并及时报警, 使工作人员做到及时处理,减少损失的目的。

电缆前端检测单元 电缆前端检测单元安装在电力电缆沟槽处,主站采用轮询的方式,从 1 号电缆前端 检测子单元到 N 号电缆前端检测单元不间断的发送载波信号,载波信号沿电力线路传递 到远端电缆前端检测主站,电缆前端检测单元收到主站问询信号后,回信号给主站,如 果超时或有异常,则重复新一轮的询问,每个电缆前端检测单元被询问三次,如果主站 接收到正确的报文,则本次服务结束。若当某条电力线路或分支线路发生故障或异常情 况时,电缆前端检测子单元检测到掉电等异常即可上报给主站。如图 3.6 所示前端检测 单元。 电缆前端检测单元主要包括:内置载波调制解调功能电路、载波耦合、载波信号功 率放发电路等。

3.4.2 内置载波调制解调电路 电缆前端检测子单元的管理功能以及载波调制解调 [34] 功能是通过 PL3105 芯片来实 现的,PL3105 采用了 CMOS 数/?;旌现圃旃ひ?,除了内嵌载波通信单元,A/D 转换模 块等。 PL3105 内嵌的载波扩频通信单元具有抗同频带内干扰能力强、接口方便的优点, 是一种帧同步方式的串行移位通信,载波信号的中心频率为 120kHz,通信为速率 500bps/250bps 可选,载波通信各项参数可以通过配置片内寄存器来实现。PL3105 在电 力载波终端中应用的主要功能管脚如表 3.1 所示 [35] :

PL3105 内部可以使用的主频晶振达到 16MHz,但由于载波通信电路的时序依靠晶 振分频获得,所以主频晶振必须用 9.6MHz。 PL3105 采集通过 A, B, C 三相电压进行电阻取样来判断这些电缆是否发生线路断 电。这样线路防盗探测器虽然只有单相供电,而且只有一路载波接口电路与某相连接, 就能够对三相电压进行监测,当检测主站轮询时,将所采集的信息用一定的格式上传, 就能够实现电缆实时监测。如果被盗电缆正好是电缆前端检测子单元的供电、载波耦合 线路,检测主站对电缆前端检测子单元的通信失败,报警同样判断该处电缆出现异情。 在本次设计中,PL3105 有多个接口来检测电缆的各种参数信息,其中有三路用于 检测 A、B、C 相供电状况来反映电缆是否发生被盗情况。电路如图 3.7 所示:

载波通信接口电路 PL3105内置的载波通信电路是无法直接连接在电力线上,必须通过载波接口电路才 能与低压电力线连接。 载波接口电路包括:载波功率放大电路、载波接收电路、耦合电路。 1、功率放大电路: 来自PL3105形成的扩频载波信号功率很弱,电力线路的负载很重,该信号根本无法 直接在电力线路上传输,所以必须通过功放电路将该信号进行功率放大,提高驱动能力。 如图3.8所表示,该功率放大电路,其电源 VAA是稳压电路7805的输入电源,大约 15V左右。

载波信号功率是载波通信成败的一个重要因素。当载波发送时,内部扩频电路完成载波信号的调制,调制完的载波信号由P1.7(PSK OUT)输出,形成波形为0-5V变化的方 波,包含丰富的谐波成分,通过电容C23与电感L2的滤波整形作用,输出至耦合电路的 发送波形已经接近正弦波;电路中D4, DS二极管起嵌位作用、用于吸收低压电力线上的 尖峰干扰。载波发射功率的大小与VAA电源幅值的高低、电源电流提供能力密切相关, 一定范围内提高电源幅值、增大电源功率,可以有效加大发射功率、从而延长通信距离。 但是载波功率不能无限的增大,它是体积和成本的制约的。因此,适当的选择合适的功 率放大器件对开发性能优越的载波通信设备非常重要。 2、载波接收电路: 来自电力线路的载波信号通过耦合器(谐振频率为120kHz信号)接收后经PL3105的 SIGin引脚进入芯片。

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