摘 要

基于目前高压电缆送电的普及，对于高压电缆的检测也显得尤为重要，而之前人们往往采用对高压电缆进行接触式检测，显得极其不安全，因此本文设计了一种关于野外高压电缆的非接触式检测电路来进行高压检测，判定电缆使用状态。

本文中，设计的检测方法是通过传感器将高压电缆中电流信号检测出来，并传送给调理电路进行放大、滤波、整流、平均值,使得信号能通过A/D转换芯片传递给单片机并显示在数码管上。电路中硬件系统的设计为：霍尔传感器、调理电路、模数转换及显示电路。电路中软件系统的设计为：主程序中先初始化，然后依次调用数据采集子程序、数值转化子程序、数据显示子程序。

本设计最后对该电路进行了Protues的调试和仿真，实现了设计要求。该设计电路为高压电缆非接触式检测电路，对保障检测人员的人身安全有着极大意思。

关键词：高压电；非接触式检测；霍尔传感器

Abstract

Based on the popularity of the high-voltage cable transmission, the detection of high-voltage cable has become particularly important. However, the method people often use to detect the high-voltage cable, which is contacting, is extremely unsafe. Therefore, this paper will talk about the design of a non-contacting way to detect the high-voltage cable. Determine cable usage status.

This paper describes a method to detect the high-voltage cable. Firstly, the current signal of the high-voltage cable will be converted into voltage signal and be transmitted to the conditioning circuit by using the magnetic balanced hall sensor. Secondly, the value of the voltage signal will be amplified, filtered, rectified and averaged through the conditioning circuit, turn into analog signals and be converted into digital signals. Thirdly, the digital signals will be transmitted to the single chip via the A/D conversion chip (ADC0809). Finally, the detecting results will be displayed on a digital tube which under the control of the single chip. Hardware systems designed in the circuit: the magnetic balanced hall sensor, conditioning circuit, ADC, display circuit. Software systems designed in the circuit: main program initialization, acquisition subroutine, numerical conversion subroutine, data display subroutine.

In the end, Protues has been used to debug and simulate the detection to achieve the purpose of the design. The design of detection in this paper has a great significance for the safety of those detecting staffs.

Key Words：high voltage ；non-contacting detection；hall sensor；

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文研究的目的和内容 1

1.4 论文结构的安排 2

第2章 电路总体设计 3

2.1 需求分析 3

2.2 设计目的 3

2.3 电路总体结构 3

2.4 电路的功能 4

2.5 电路的特点 4

第3章 信号采集和调理电路设计 6

3.1 传感器设计 6

3.1.1 高压电流检测原理 6

3.1.2 传感器选择 7

3.1.3 传感器工作方式 8

3.2 调理电路设计 8

3.2.1 放大电路 8

3.2.2 滤波电路 10

3.2.3 整流电路 11

3.2.4 平均值电路 13

3.3 PCB板设计 13

第4章 信号处理 15

4.1 软件电路设计 15

4.1.1 ADC0809内部结构和引脚功能 15

4.1.2 AT89C51单片机 16

4.1.3 数码管显示器 17

4.2 代码编写 17

4.3 仿真实验及分析 21

第5章 总结与展望 23

5.1 总结 23

5.2 展望 23

参考文献 24

致谢 25

附录1 26

附录2 27

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

我国的资源分布情况，很大程度上的决定了我国的电力工业发展方向，具体方向是：大力发展水电和火电的使用，少量发展核电和燃气电的使用，努力研究开发各种新能源。正是我国煤炭、水利等资源地域分布的不平均，使得国家对电网建设的重视程度不断加大。在十六届五中全会中，中共中央在《“十一五”规划建设》中明确提出要加强发展我国的电网建设。

“十一五”期间，我国输电线路电压从220千伏、330千伏到750千伏，电压等级在逐渐提高。随着电网建设的快速发展，输电线路的电压等级不断提高。这使得在高压电缆检测这一方面显得尤为重要，当操作不当时，它往往会给社会带来巨大经济损失，给人带来巨大伤害。

目前高压电缆的检测大多还是传统的高压检测，一般是通过把验电器安装在杆子上，检测时用验电器直接与高压电缆接触，验电器中的电阻将高压降低到安全的电压值，通过人体到大地形成一个回路，验电器中通常会都有发光显示灯或者发声信号来显示电路是否有点。传统的验电器体积小，易于携带，但是检测时必须与高压电缆接触才能使用，从而使得其检测具有危险性^[6]。所以，在对高压电缆检测时，使用非接触式检测显得格外重要。