通信光缆破损监测系统前站设计

论文摘要

在信息化社会的今天,光缆作为信息的载体在国民经济中发挥者越来越重要的作用。光缆一旦破损将造成巨大的损失。一个完整的光缆监测系统应包含光纤纤芯自动监测;光缆护套对地绝缘自动监测;接头盒进水的自动监测三个方面。光缆用于传输数据的部分是光纤,根据专家的经验光缆绝缘层的破损和接头盒进水是导致光纤损伤的主要原因。因此光缆绝缘层破损和接头盒进水情况的监测对光缆的日常维护非常重要。目前对光缆绝缘层破损情况衡量的主要指标是光缆绝缘层的对地电阻。现在国内主要采取使用人工到各个分站点测量绝缘电阻的方式,费时费力且无法做到实时预报。光缆破损状况在线监测系统是一套用来自动检测光缆绝缘电阻,接头盒湿度的系统。国际上只有英国雷迪公司有同类应用于工程的产品但是价格过高,无法大规模使用,国内在这方面还没有成形的技术。光缆破损在线监测系统可以测量光缆的绝缘电阻,并把测量数据上传到监测中心进而对光缆的破损情况做出早期的判断。监测系统主要包括绝缘电阻测量,控制,和数据传输三个部分,本文主要研究了绝缘电阻测量的相关电路的测量高压生成电路,绝缘层放电电路及取样电路,控制电路的上电阶段继电器触发控制电路,处理器对系统控制的接口电路。由于设计指标苛刻本文所设计电路中大量使用分离件而非集成芯片,电路设计过程中大量使用Pspice仿真辅助设计,大大的方便了电路的设计。所设计电路经调试后,测量高压生成电路使用26V左右的系统电压产生250V用于绝缘电阻测量的标准高压;上电阶段继电器触发控制电路可以在指标要求环境下,使继电器在规定电压及电流下正常触发并在系统供电后接受处理器控制;其余电路也都工作正常达到了设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 光缆故障监测的背景及意义
• 1.1.1 光纤通信的发展概况
• 1.1.2 光纤通信的优点
• 1.1.3 我国光纤通信发展现状
• 1.1.4 通信光缆自动化监测的意义及重要性
• 1.2 通信光缆监测系统介绍
• 1.3 光缆绝缘层监测发展情况概述
• 1.4 本课题研究内容
• 第二章 光缆绝缘电阻监测意义及原理
• 2.1 光缆简介
• 2.1.1 光缆结构简介
• 2.1.2 光缆分类
• 2.1.3 光缆的缆芯
• 2.1.4 光缆的护套
• 2.2 现阶段光缆主要检测方法
• 2.2.1 OTDR用途简介
• 2.2.2 OTDR测试方法
• 2.2.3 OTDR原理
• 2.3 光缆绝缘电阻监测意义
• 2.4 光缆护套地绝缘电阻下降原因
• 2.5 光缆对地绝缘电阻监测的意义
• 2.5.1 光缆绝缘层破损的危害
• 2.5.2 我国通信光缆破损状况
• 2.5.3 采用光缆护套对地绝缘自动监测的必要性
• 2.6 国内外有关标准及执行
• 2.6.1 相关标准
• 2.6.2 标准执行
• 2.7 现行光缆绝缘层绝缘电阻检测方法
• 2.8 实施光缆护套对地绝缘自动监测的可行性
• 2.9 本章小结
• 第三章 监测系统概述
• 3.1 整体监测系统组成
• 3.1.1 监测中心
• 3.1.2 远程监控系统
• 3.1.3 光缆对地绝缘电阻自动监测系统
• 3.2 监测系统概述
• 3.2.1 监测系统工作过程
• 3.2.2 监测系统电路设计指标
• 3.2.3 本文所设计电路功能
• 3.3 本章小结
• 第四章 监测系统硬件设计
• 4.1 高压生成电路作用
• 4.1.1 绝缘电阻测试概述
• 4.1.2 高压生成电路
• 4.2 拓扑选择原则
• 4.3 Boost电路基本结构和工作原理
• 4.4 Boost拓扑的工作模式
• 4.4.1 连续导通模式分析
• 4.4.2 连续与不连续导通模式的边界条件分析
• 4.4.3 不连续导通模式分析
• 4.4.4 CCM和DCM工作模式的比较
• 4.5 主回路原件选择
• 4.5.1 输出滤波电容的选择
• 4.5.2 输出滤波电感的选择
• 4.5.3 开关管选择
• 4.5.4 续流二极管的选择
• 4.6 开关电源反馈控制系统原理
• 4.6.1 开关电源反馈控制系统结构
• 4.6.2 反馈系统的参数
• 4.7 开关电源的控制方式
• 4.7.1 脉宽调制控制
• 4.7.2 电压控制模式
• 4.7.3 误差放大器电路
• 4.8 升压电路辅助电路设计
• 4.8.1 锯齿波电路
• 4.8.2 开关管驱动电路设计
• 4.8.3 过流保护电路
• 4.9 继电器控制回路
• 4.10 绝缘层放电电路
• 4.11 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录A 开关电源整体电路
• 附录B 上电继电器触发控制电路图
• 附录C 整体电路图
• 在学研究成果
• 致谢