地埋电力电缆以其安全、牢靠、城市漂亮等长处，在工矿企业、港口、铁路、机场、国防工程及城市供配电等部分的使用已非常广泛。因为长时刻深埋地下或许地下排水管道中，地理环境杂乱，很多的城市改造等原因，构成电力电缆呈现毛病，呈现区域性供电中止，构成很多经济损失。有用、快速而准确地测验、确诊和定位电力电缆毛病，能保证电力电缆供配电体系，尤其是地埋电力电缆供配电体系牢靠安全运转。
现在，工程中电缆毛病确诊包含：毛病性质和类型确诊、开始勘探或粗测(pre-location)以及准确定位或精测(pinpoint)。如安在电缆敷设环境杂乱、电磁搅扰和噪声搅扰严峻条件下，当电缆毛病源产生有用冲击放电时，对产生的信号进行剖析、处理，成为快速准确定位的要害。本文规划了毛病源放电信号丈量电路，完成对信号的准确丈量。
1 毛病源有用冲击放电
电缆毛病准确定位的首要问题是毛病点的有用冲击放电，开释出毛病定位所需的一切声波和电磁波信息。实践地埋电缆毛病源产生有用冲击放电开释出多种信息。包含声波信号、电磁波信号，毛病周围电磁场改变，特别环境下还会有臭氧的产生，电缆受潮绝缘损坏时还会有特别化学信号产生。电缆产生相间断路或短路毛病时，将冲击能控信号产生器加在毛病电缆上，注入高能脉冲信号，使得电缆毛病的两相之间的空气击穿，开释电能。有用击穿的瞬间，高能信号源的脉冲能量到达400 J左右，会在毛病点的不同方位开释出的“啪、啪”放电声和电磁波信号，构成电缆毛病点的多方式信号。
2 声传感器的挑选与作业原理
有用冲击放电时，毛病点周围的空气被击穿，毛病源周围介质产生振荡，声响会以声波的方式经过介质向周围辐射传达。压电陶瓷材料具有压电效应的特性。由压电陶瓷材料制作成的压电陶瓷片能活络接纳介质中传来的放电声信号，使得压电陶瓷片南北极机械振荡，把放电声信号转变成电信号。
将压电陶瓷片固定在一个半球形的金属隔音器中，压电陶瓷片坐落球心处，声波进入隔音器中，经过声波反射会聚在坐落球心的焦点，会增强声响的强度，添加压电陶瓷片南北极的形变，取得更强的电信号，利于后级丈量电路对信号进行调度。经过很多的试验验证，压电陶瓷片挑选中心频率为2.5 kHz时，接纳到的信号最佳。传感器声波反射作业原理如图1所示。
3.1 前置扩大电路
用场效应管做丈量电路扩大器的输入级是规划高输入阻抗扩大器的最简略计划，可是必须用高阻值的电阻做偏置电路，可是高阻值的电阻无论是安稳性或许噪声方面，都会给扩大器带来晦气和影响[2]。由线性集成电路构成的自举反应高输入阻抗扩大器是一个很好的挑选。详细电路如图3所示。
弱小信号扩大和检测电路要求精细、温漂小，噪声搅扰低，则应挑选高精度、低温漂、低噪声的集成电路[4]。电路中选用ADI公司的OP-27类型运算扩大器，该运算扩大器的特色便是低温漂、低噪声、高精度，满意弱小信号丈量电路的要求。电路使用自举反应，使得输入回路的信号主要由运算反应电路流过电阻R4来供给，因而输入电路向信号源汲取电流就大大下降。使用Pspice仿真软件对前置扩大器电路进行仿真，其输入阻抗非常大，阻值超过了100 ＭΩ，输出阻抗很小，只要6.9 Ω，完成增益到达34 dB。Pspice仿真成果图4所示。
运用Pspice仿真对规划的滤波器进行仿真，得出带通滤波器的幅频特性曲线如图6所示。
3.3 自动增益操控电路
自动增益操控电路能完成丈量电路的输出信号的安稳，当输入信号变小时，自动增益电路操控电路的增益变大，进步输出信号；当输入信号变大时，自动增益电路操控电路的增益变小，下降输出信号。电路选用ADI公司的可变增益扩大器AD8337来完成信号的自动增益，能完成的增益规模为0 dB~24 dB。AD8337长处是低噪声，单信号输入输出，增益操控电压与完成的增益具有线性联系，经过直流耦合操控可变增益扩大，带宽到达100 MHz,关于完成电缆毛病源放电信号的自动增益具有快速、准确、输出噪声低。AD8337由一个6 dB增益的前置扩大器、一个-24 dB的梯形衰减网络和一个18 dB增益的后置扩大器组成。增益操控端输入的直流电压经过增益操控器操控梯形网络来完成增益的线性操控，其增益操控电压规模为-0.7 V~0.7 V。增益操控电压与增益联系图如图7所示。
电路中AD8337的信号输出端接在INPUT端口，OUTPUT接在增益操控端口,经过Pspice仿真调查当信号在1 V和2 V时自动增益操控电压的改变，其仿真成果如图10所示。
从仿真成果图能够看出，该电路能够很好地完成增益电压输出，在-0.7 V~0.7 V的操控电压之间，AD8337的增益成线性变换。当输入信号过小时，增益操控电压往0.7 V方向增大，AD8337的增益变大，使得输出信号增大；当输入信号过大时，增益操控电压往-0.7 V方向减小，AD8337的增益减小，使输出信号减小。
4 电路参数的调整与剖析
在丈量电路的前置扩大电路中，R4和R5要选用精度高的电阻，当它们的电阻值相差不大时，前置扩大电路能够取得极高的输入阻抗。为了下降电路的噪声，前置扩大电路选用的电阻需求噪声系数小和温度系数小的精细电阻。自动增益操控电路中的电容C6假如取值太大则会使呼应时刻太长，假如电容值太小，则会使最终的增益操控电压的纹波很大，带入噪声。所以在增益操控电压的输入端还要加上10 μF和0.01 ?滋F的旁路电容，去掉操控电压的纹波。C6应挑选低漏电流和低介质吸收的%&&&&&%，这些包含聚苯乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯等类型[5]。
本文经过规划具有高输入阻抗，低噪声的电缆毛病源放电信号丈量电路，完成信号的自动增益操控，利于后级对放电信号的处理。丈量电路运用在电缆毛病定位体系中，能有用地抗搅扰，高增益、安稳、准确丈量毛病源有用冲击放电宣布的信号。
参考文献
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