《XLPE电缆绝缘老化测试数据库管理系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《XLPE电缆绝缘老化测试数据库管理系统.doc（141页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、XLPE电缆绝缘老化测试数据库管理系统 摘要采用现代化的管理方法、手段和工具已成为技术发展和技术管理的重要条件。基于绝缘老化数据图片存储的交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘老化测试数据库管理系统的开发，就是对高压交联聚乙烯电缆绝缘老化测试进行技术管理和分析的一种尝试，目的是从大量XLPE电缆绝缘老化击穿故障的数据中寻找出引起击穿的统计规律，发现引起电缆损坏的原因，进而为我国XLPE电缆的绝缘结构构改造和材料性能改进提供决策支持。本课题论述了国外在XLPE电缆绝缘老化测试和统计方面已取得的成果；进行了数据库管理系统开发的可行性分析；采用VS.NET Framwork语言对系统实现了初步的开发。关键词
2、：交联聚乙烯电缆，绝缘老化，图片存储，数据库管理系统，VS.NET FramworkABSTRACTThe modern management , means and tools have become the prerequisites for the development of science and technology and scientific management . The development of the database management system for the graphical storage of data of the insulation degr
3、adation of XLPE cables is a trial for the realilzation of scientific management on the diagnostic of insulation degradation of XLPE cables . The purpose looks for a regulation of covariance from a great deal of electric cable insulate the management of aging breakdown, discover the reason which caus
4、es electric cable damage , is our country structure Gou reformation and material function improvement of the XLPE electric cable provide decision support. This paper presents the main achievements made abroad in the filed of the diagnostic and statistic of insulation degradation . It discusses in de
5、tail the feasibility study , design of modules and main functions of the developed database management system. Another, Discussed applied Framwork language of the technique VS.NET of system in this paper. Keywords：XLPE power cable, insulation degradation, graphical storage, database management syste
6、m, VS.NET Framwork1 概 述交联聚乙烯(以下简称XLPE)绝缘电缆由于性能优越、敷设容易、易于维护，早已是10220 kV供电电缆的主流。20多年来，大量66220 kV级 XLPE电缆广泛应用于送电系统中。时光流失，这些运行的XLPE电缆，有些已逐渐进入电缆及其附件预期寿命的中年期。国外早在20世纪60年代就开始了关于XLPE电缆绝缘弱点检出和老化检测技术的研究，至今仍在不断深入发展，积累了大量的测试与统计数据1。自1967年发现XLPE绝缘水树老化后，目前已确认它成为XLPE电缆老化的主要现象之一。但是对于水树枝的机理以及如何引起破坏原因，至今尚无法完全认识清楚2、3、4
7、。正因为如此，从众多故障中去寻找统计的规律，发现引起破坏的蛛丝马迹是人们非常乐意去做的事情。日本等不少国家从上世纪六十年代中期起，就按电压等级对XLPE电缆的绝缘事故率进行大量的调查，做过详尽的统计分析，并对XLPE电缆绝缘老化及相应的绝缘检测技术给予科学的管理，取得了许多成果。1.1 课题的背景及意义1.1.1 课题的背景国外早在上世纪60年代就开始了关于交联聚乙烯（以下简称XLPE）电缆绝缘弱点检测和老化检测技术的研究，积累了大量的测试与统计数据。自1967年发现XLPE绝缘水树老化以后，目前已确认它是XLPE电缆老化的主要现象之一。但是对于水树枝的机理以及如何引起破坏的原因，至今尚无法完
8、全认识清楚。正因为如此，从大量电缆绝缘老化故障中寻找出统计的规律，发现引起电缆损坏的原因是分析和解决绝缘老化现象的一种有效方法。日本等不少国家从上世纪六十年代中期起，就按电压等级对XLPE电缆的绝缘事故率进行大量的调查，做过详尽的统计分析，并对XLPE电缆绝缘老化及相应的绝缘检测技术给予科学的管理，取得了许多成果。1.1.2 课题研究的意义本课题研究目的在于建立一个XLPE电缆绝缘老化测试的数据库管理系统，收集我国XLPE电缆绝缘老化的测试数据，发现引起绝缘老化击穿的原因。其重要意义在于，通过数据库资料的大量积累，寻找出统计规律，从而为电缆产品的结构改造、材料应用的性能改进，提供有益的决策支持
9、。借鉴国外先进的科学技术管理经验，结合国内的电缆老化测试管理的实际情形，建立一个实验性的XLPE电缆老化测试数据库管理系统，是本课题研究要做的首要工作，这在我国电线电缆行业是一项创新，已经得到上海电缆研究所和中国管理科学学会的高度重视。通过本课题的研究和系统的开发，可以为我国XLPE电缆的使用寿命和可靠性指标，提供有益的统计数据，通过长期的数据积累，为我国XLPE电缆的结构改造和材料性能改进提供决策支持。1.2 国内外研究动态1.2.1 国外发展概况 据日本在19651995年共30年间，按电压等级统计电缆绝缘事故率，结果发现随着电压等级的提高，相应的电缆绝缘损坏率反而越低，对于110kV以上
10、电压等级的电缆，由于采用金属层径向防水构造，其每年每100 km电缆的损坏次数竟为0 ，（见表1）4。表1 日本 19651995年XLPE电缆绝缘损坏率统计电压级/KV每年每100 km电缆损坏次数每年每100个接头损坏次数每年每100个终端损坏次数220.1280.00300.0015660.0430.00320.004911000.00450日本在19771995年间66 kV XLPE电缆线路发生的绝缘损坏故障共计达82起，由电缆本身因水树绝缘损坏达12起,占绝缘故障损坏14.63%，而因电缆附件的损伤高达23起，其中因电缆质量，安装质量，环境质量及人为因素等造成电缆损坏较显著。其分布
11、状况统计数据如表25。表2 日本66kV级XLPE电缆线路绝缘损坏的分布次数绝缘损坏影响因素电 缆电缆附件水树12-浸水 -7外伤1015异物27半导体层突起2-界面空隙 -12形状不良 -11其它22以上仅是国外众多统计中的两个例子，借鉴国外技术管理的经验而开发的XLPE电缆绝缘老化测试的数据库管理系统，是利用多媒体技术将XLPE电缆绝缘材料放电测试试验中拍摄的树支化等老化图片，连同其测试条件、引起绝缘击穿的原因等信息一同存入数据库中，不但有利于测试资料的集中管理，也有利于行业之间的数据共享，而且还为各种树枝化等老化的图片和数据分析创造了良好的条件。对XLPE电缆绝缘老化及相应的绝缘检测技术
12、给予科学的管理，推进开展这一领域的调查研究，对于提高我国线缆行业的技术管理水平无疑是十分有意义的。1.2.2 国内研究现状XLPE电缆由于敷设容易、运行维护简便，现已是10220 kV供电电缆的主流。随着时间的推移，我国的高压XLPE电缆已逐渐进入电缆及其附件预期寿命的“中年期”。电力电缆系统在实际使用状况下，能够长时期可靠工作或因绝缘老化加速而缩减使用寿命是国内外电力管理部门十分关注的问题。据国内较早使用XLPE电缆的供电系统发生事故的统计报告所述：19952000年发生110 kV XLPE电缆绝缘击穿事故共11起，经分析是水树老化所致6。XLPE电缆是否都能够可靠运行至预期使用寿命还是个
13、有待研究的问题。另外，国内对于XLPE电缆的故障缺乏统一的管理，所以，即使在全国范围内坏了很多根电缆，但也是很难统计出电缆损坏的规律性的原因。1.3 XLPE电缆绝缘老化检测的相关理论 在一个绝缘系统中，老化因素可以使材料的特性产生不可逆转的改变，并可能影响到绝缘性能。从实际线路归纳XLPE电缆的老化原因和老化形态，一般认为局部放电、电树枝、水树的发生，是影响电缆及其附件绝缘性能降低的主要原因，且频度较高。（1） 局放检测和介质及半导电层中微孔检测统计，与局放相关的微孔尺寸、杂质界面气隙，绝缘与半导电层内外界面气隙的显微检测及计算统计是老化检测中极为重要的手段。用以计算有害气孔最大允许直径（2
14、a）的经验公式为： （1）式中：2a微孔直径，m；U施加电压，kV，为电缆额定电压的1-2/3倍；r0绝缘层内半径，mm；R0绝缘层外半径，mm。以不同的试验电压U和电缆结构尺寸（绝缘外半径R0、内半径r0）代入公式（1）可以计算不同孔径2a（m），其中a为有害气孔长轴半径。（2） 用以计算有害杂质允许尺寸的经验公式为： EcEmaxKTKnKf （2）式中，Ec为电树引发场强（=220KV/mm）；Emax为电缆最大运行场强；KT为温度补偿系数（1.11.2）；Kn为寿命换算系数（当寿命指数n=20时，Kn=1.87），Kf 为电场增加率（其值与杂质尖端曲率半径R，杂质椭圆长轴半径a有关）。
15、将检测统计的R、a数据代入的相关公式，可求出Kf，并将这些相关数据一并代入式（2），可求得相应的值，只要该值小于引发场强Ec就不会发生电树老化。（3） 水树加速老化试验检测,将浸水电缆进行水树加速老化试验后，水树（蝶结水树、半导电层突出喷射水树等）数目、水树长度与加压时间、温度、电压关系等相关数据存储在程序中，并根据电缆结构尺寸，可以统计分析电缆结构、电缆进水，对水树老化引发、成长影响相关信息资料，以评估老化寿命。（4） XLPE电缆的电压试验，采用威布尔分布进行数理统计和寿命评定，并进行整根电缆的工频耐压（击穿）试验，可以为综合评价电缆寿命提供数据。（5） XLPE电缆的长期老化试验（预鉴定
16、试验），以CIGRE-WG21-03工作组在1.7U0下至少试验180个加热冷却循环，加压时间为一年。（6） 高压电缆的冲击击穿试验，用以评定高压电缆的冲击击穿水平。（7） 电树引发的场致发光法和氧化特征法的绝缘老化诊断新方法。前者由发光深度判断电树引发老化的开始，后者可以判断老化及其残余寿命。将上述第（4）、（5）项老化试验以及冲击电压试验等其他可靠性试验数据一并输入统计程序，通过分析可判断使用寿命或可靠性指标，并为国产XLPE高压电缆替代进口产品提供可靠的数据，供设计制造参考。1.4 本课题的研究任务XLPE绝缘电缆老化击穿样本的获取XLPE绝缘电缆老化击穿的样本来自于我国因老化击穿而损坏
17、的XLPE绝缘电缆，先对于穿的电缆绝缘进行切片采样，再对绝缘切片的样本进行染色，然后在显微镜下进行数码摄影，摄取其击穿后的图片（见图1.1）。对于击穿的图片资料，连同相关的信息采用ACCESS数据库对其进行化击穿样本信息进行存储，老化击穿的图片采用BMP格式或JPG格式。（2） 设计一个实验性的数据库管理系统，对XLPE绝缘电缆老化击穿的样本，以及相关信息（包括：编号、规格、测试日期、测试条件、电压等级、击穿原因、老化方式、击穿图示等）进行管理。（3） XLPE电缆绝缘老化测试数据库管理系统由：系统设置、菜单栏设置、数据处理（包括：查询模块、录入模块、修改模块、统计模块）、联系我们等模块组成。
18、（4） 出于安全性考虑，在进入本系统之前，首先要进行“身份验证”，只有用户名和密码均为正确的合法用户，才能进入系统的主菜单。（5） 在对大量XLPE绝缘电缆老化击穿样本收集、管理的基础上，寻求电缆老化击穿的成因及规律，进而对电缆的工艺、生产、敷设提供设计和决策的支持。15 使用软件概述C#语言不能孤立地对待，而必须和VS.NET Framwork 一起考虑，因为VS.NET Framwork 运行库（CLR）为C#代码执行和代码管理提供了支持，并且提供类库简化了C#编程7。1.5.1 VS.NET Framwork 概述理解VS.NET Framwork 最简单的方式就是把它看作是执行代码的环
19、境。 VS.NET 管理代码的执行，包括启动代码、给它赋予相应的权限、为它分配内存以存储其数据，帮助释放不再需要的内存和资源等。除了执行这些任务外，VS.NET 还要使用一个非常复杂的类库VS.NET 基类，以便在WINDOWS上执行大量的任务。对这些任务，VS.NET 承担了管理代码的执行和为代码提供服务的双重角色。从技术层面具体来说，VS.NET Framwork主要包含两个内核，即通用语言运行库CLR（COMMON LANGUAGE RUNTIME）和VS.NET Framwork 基本类库，它们为VS.NET 平台是实现提供了底层技术支持。VS.NET 的编译过程也与以前版本语言有所不
20、同，这一点也是VS.NET 的重要特征7。（1）通用语言运行库CLR（COMMON LANGUAGE RUNTIME）CLR 是建立在操作系统最底层的服务，是VS.NET 平台的执行引擎。因为有了通用语言运行库，VS.NET 还为C+，C#，VISUAL BASIC 和 JSCRIPT提供了一个通用的开发环境。也就是说C+，C#，VISUAL BASIC 和JSCRIPT的编译显露出运行库的功能接口。这些接口能够让用户编写出在这个受控的执行环境下运行的代码（在这个环境下运行的代码称为受控代码）。这个通用语言运行库自动处理诸如异常处理、安全性、版本控制、跨语言集成、组件互动、调试和内存管理方面的
21、细节，比如说创建对象和管理对象的引用。（2）VS.NET Framwork基本类库在通用语言运行库（CLR）的上面是包含了一套与其紧密集成在一起的可被任何语言应用的基本类库，其目的是使得程序员更容易地建立应用程序和网络服务。在此之上是许多应用程序摸板，这些摸板为开发网络应用和服务提供高级的组件和服务。从技术上讲，VS.NET Framwork 的基本类库是MICROSOFT已经编写好的一个丰富的代码类集合，它可以完成以前要通过WINDOWS API实现的绝多数任务。VS.NET 基本类哭的最大优点就是非常易用，而且都是自我描述性的，例如要打开一个文件，就可以调用FILE类的OPEN（）方法。V
22、ISUAL BASIC 和JAVA 的开发人员非常熟悉这种简洁的自我描述性的类，而相比之下VS.NET 基本类库非常丰富，很多这些类库包含对ADO.NET, XML, SQL、安全、多线程等等功能的支持。这个基本类库还能够让用户访问诸如互联网、线程、图形和加密之类的系统功能服务。VS.NET 基本类库就是把WINDOWSAPI的丰富性和VISUAL BASIC，JAVA的易用性结合起来8。（3）编译和运行VS.NET VS.NET 中可执行文件和以前版本不同，编译好的代码不包含汇编语言指令，而是包含MICROSOFT INTERNET LANGUAGE（MSIL 或 IL），这种语言独立于机器
23、、操作系统和CPU。中间语言和JAVA字节代码有一些相似之处，它是一种相当低的语言，可以快速的转换成内部机器码（JIT编译）。JIT编译器是VS.NET Framwork的重要组成部分。VS.NET 的编译过程是源代码到中间语言代码（IL）到机器码（JIT编译器）。1.5.2 C#语言概述C#语言是由MIROSOFT开发的一种功能强大的简单的、现代的、面向对象的全新语言，是MICROSOFT新一代开发工具的经典编译语言，由于它是从C和C+语言中派生出来的，因此具有C和C+语言的强大功能。同时，由于它是MICROSOFT公司的产品，它又同VB一样简单。对于WEB开发而言，C#像JAVA，同时具有
24、DELPHI的一些优点，而且C#专门为VS.NET 通用运行库高度兼容而设计。所以MICROSOFT宣称C# 是VS.NET Framwork应用程序的最好语言9。C# 的主要特征有以下几个方面：（1）C# 是开创性语言C# 是VS.NET 的关键性语言，它是整个VS.NET 平台的基础。与C#相比，VS.NET 所支持的其他语言显然是配角身份。比如，VB.NET 的存在主要是千万个VB开发人员的负责。对于JACRIPT.NET和C+.NET也同样可以这么说，后者只是增加了调用VS.NET 类的C+语言。C# 是唯一没有在设计思路中加入以前语言某种遗传的新事物10。（2）C#是功能强大的语言在
25、C#中，除了可以使用许多API，更能使用VS.NET 类库。特别是，用户可以处理COM的自动化和C类型的函数。C#还充许用户调用无管理的代码，也就是在CLR引擎控制之外的代码。这种不安全的模式充许用户操作原始指针来读和写内置碎片帐集控制以外的内存。（3）C# 和 JAVA VS.NET 平台将C# 作为其固有语言，重文温了许多JAVA的技术规则。C# 中也有一个虚拟机，叫做公用语言运行环境（CLR），它的对象也具有同样的层次。但是C# 的设计意图要使用全部的WIN32 API甚至更多。由于C# 与WINDOWS 的体系结构相似，因此C# 很容易化产物，使用了包括声明、表达式及操作符在内的许多C
26、+ 特征，但是C# 还有更多的增强功能，比如类型安全（TYPE-SAFE）、事件处理、碎片账集、代码安全性等12。1.5.3 用C# 开发数据库应用程序及ADO.NET概述在VS.NET 开发环境中，C# 利用VS.NET 特有的、先进的数据库访问技术ADO.NET 很容易搭建其他数据库应用程序。ADO.NET 是一种全新的、强大的数据库访问技术。它是一个基本标准的程序设计模型，用于创建分布式、数据共享的应用程序13。ADO.NET不但适用于WINDOWS程序设计，而且使用于连接的及其断开连接的INTERNET 网络编程。ADO.NET的设计中包含了被广泛接受的XML标准。用户可以用XML作为
27、两个应用程序之间的传播媒介，而且还可以把数据库从应用程序中导入到XML文件中。对于ADO.NET有DATASET和数据提供者两个基本的部分。ADO.NET体系结构如图所示：数据集（DATASET）是指内存中的数据库数据的副本，它提供了一致的程序设计模型，而不管其来自何处。DATASET由一组表、列、行、约束和关系组成。DATASET的对象模型如图所示：在数据提供者中Connection，DataAdapter, Connection 和DataReader 代表了ADO.NET模型的核心元素.整体关系如图所示,在对数据库进行任何操作之前必须通过connection和数据库相连; DataADa
28、pter 则作为数据库和DataSet的桥梁; DataReader则通过Command来对数据库记录进行读取.而且对于不同的数据库应用不同的数据提供者，如下图中比较了针对SQL SERVER数据库 和oleDb数据 源的两种不同的数据提供者。（1） connection ：用于建立与数据源的连接。微软公司根据数据提供者的不同在VS.NET Framework中共提供了4个connection对象，即Sqlconnection，OleDbconnection，OdbcConnection 和OracleConnection。前面者比较常用，SqlConnection用于连接SQL Server
29、7.0 以上的版本，OleDbConnection 可以进行SQL Server旧版本和其他数据提供者访问14。对于Connection 对象用Open()方法打开连接，完成任务后用Close()方法关闭连接。（2）DataAdapter：数据适配器建立了DataSet到数据源之间的关系，提供检索和保存数据的方法。DataAdapter非常适合于保持连接或者断开连接的环境，因为它提供了Fill和Update两个方法，其中，Fill方法可以同步保存数据源中的数据和DataSet中的数据，Update方法可以把DataSet的改变写入数据源。（3）Command：既然可以建立一个连接，那么就需要要
30、能够对数据库执行语句。最简单、最直接的方法是利用Command对象，使用SQL语言来查询数据源。（4）DataReader：是一个只能转发的、只读的、位于从数据存储返回的数据流顶部的存取器。任何时候一次只能有一个记录位于内存中，提供数据库快速不缓存的只读的顺序访问。2 系统分析随着社会经济的飞速发展，电缆线运用的范围越来越广，问题是随着时间的推移，我国的高压XLPE电缆已逐渐进入电缆及其附件预期寿命的“中年期”。长期测试电缆老化数据信息，从大量数据统计信息中查找出因绝缘老化加速而缩减使用寿命的主要因素最为关键。也因此工作任务越来越多，越来越复杂，各种各样数据和信息也越来越多，协调和管理的难度也
31、越来越大，但目前国内电缆行业的办公和协调管理基本处于手工处理、资料信息的搜索整理、处理处于手工作业状态的占多数，数据信息的时效性差，准确性较低，工作效率低，信息处理难度大1516，各种数据信息的格式也尚未统一，具体表现以下几个方面：（1）大部分数据信息比较分散，数据信息不能共享。（2）由于信息数量大不便于管理，信息易“丢失”，特别是人员调离，许多数据、信息也会随着人员调离而“丢失”。（3）数据信息利用率不高，缺乏滚动搜集，重复搜集现象严重。（4）数据信息准确性，时效性差，信息反馈速度慢，周期长。2.1 需求分析我国对电线电缆的工艺和生产有一套比较完整管理标准。但是，对于电线电缆的使用，特别是损
32、坏的电线电缆缺乏统一的管理制度。借鉴国外对损坏的电缆产品进行长期跟踪管理的成功经验，我们提出了对国内交联聚乙烯电缆绝缘老化击穿的案例进行收集和数据库管理的研究课题，希望通过长期的资料积累、统计和分析，寻求出统计规律。基于绝缘老化击穿图片存储的交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘老化测试数据库管理系统的开发，就是对高压交联聚乙烯电缆绝缘老化测试进行技术管理和分析的一种尝试，目的是从大量电缆绝缘老化故障的管理中寻找出统计的规律，发现引起电缆损坏的原因，为我国XLPE电缆的结构改造和材料性能改进提供决策支持。为此，开发一个试验性的单机版的交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘老化击穿测试数据库管理系统，对国内损坏
33、的XLPE电缆进行统一的管理，就变得十分必要。数据库管理的内容包括：电缆绝缘基本信息，电缆绝缘老化测试数据，老化存储图片，击穿原因的统计，电压等级的统计，老化方式的统计。系统包括以下功能：（1）XLPE电缆基本信息录入；（2）XLPE电缆绝缘老化击穿图片的添加；（3）XLPE电缆基本信息的修改；（4）XLPE电缆绝缘老化击穿图片的修改；（5）XLPE电缆绝缘老化信息的查询；（6）XLPE电缆绝缘老化击穿信息的统计；（7）系统用户设置。其中每个对电缆绝缘老化信息进行管理的模块都要具备列出清单，尤其是修改和录入模块要具备：浏览选中文件，然后对文件进行基本管理操作。例如：电缆绝缘老化测试数据库的修改
34、模块，对老化数据应具备修改和删除的功能，首先在浏览区选中需修改的信息，点击修改按钮，这时该条信息中，新录入的数据将覆盖以往旧的数据，并存入数据库中；或点击删除按钮，可以将选中的数据信息从数据库中删除。在老化数据录入模块中，应具备对数据信息进行添加的操作，首先按照提示要求在文本框中，键入相同的数据类型的值，输入完毕，用户点击添加数据信息按钮，这时文本框中的数据将对照相应的数据库表字段，并存储进该数据库的数据表中。查询模块应具备对数据库中的信息进行查询的操作，查询分为单个查询和组合查询两种，单一查询即是一种模糊查询，根据输入的关键字符，在相应的数据库表的属性列中，查找包含输入的关键字符的记录；组合
35、查询即是一种比较精确的查询，根据输入的多条数据信息，在数据库中相应的数据表里，查找包含输入的关键字符的记录，查询的字段值比较贴近于需要查找的数据值。绝缘老化数据的统计模块，应具备对某个字段进行计算和统计，该系统的统计的关键字主要是，对电压等级，老化方式及击穿原因进行统计，当点击统计时，系统将根据键入的不同关键字，进行统计，并显示在信息浏览区中。2.2 系统可行性分析一般系统规划方案的可行性应从经济方面、技术方面、系统运行方面进行分析和评价14。由于本系统仅仅是一个实验性的系统，加上在电线电缆行业中，利用计算机实现企业管理已是十分普遍的事情。利用现有的计算机软硬件设备，对高压XLPE电缆的绝缘材
36、料在放电测试中的树枝化老化等图片数据和相关信息进行数据库管理，在经济、技术和系统运行方面都不成为问题。以下是对于系统的可行性的一个概要的分析：利用企业现有的计算机软硬件设备，在经济上几乎不要增加新的投入。随着显微镜技术和数码相机技术的发展，基于“水树”图片存储的数据库管理系统的实现，在技术上已变得非常方便。随着网络技术的发展，利用数据库管理的图片及测试资料可以方便的实现资源共享和技术管理。因击穿电压具有一定的离散性，所以对各种不同测试条件的试验结果呈现的概率作统计分析，在技术管理上日趋重要。对XLPE电缆绝缘老化测试资料进行管理和数据统计，可以为探索XLPE电缆绝缘老化的机理积累大量资料。通过
37、数据库资料的大量积累，寻找统计规律，为电缆产品的结构改进提供决策支持。建立国内XLPE电缆绝缘老化击穿案例的数据库管理系统，通过长期的资料积累，寻求XLPE电缆损坏的规律，以便对电线电缆的结构设计和生产工艺提供决策支持的想法一经提出，就得到了中国核心科技期刊电线电缆杂志和中国管理科学学会的高度重视。3 系统总体设计3.1 系统功能模块设计系统采用模块化结构如图1所示，按照功能和文档分类要求进行分层设计，第一层为总控模块，包括一个登陆程序和主控程序，用来判明用户的合法性和权限，自制和控制各处理流程，并初始化系统；第二层菜单模块，包括系统设置，视图设置，数据处理，帮助；第三层是第二层各个菜单下的子
38、菜单，实现不同的功能，分为：（1）用户权限设置，退出系统属于系统设置菜单中的两功能块；（2）隐藏菜单栏和显示菜单栏属于视图设置菜单中的两个功能；（3）查询模块、录入模块、修改模块和统计模块属于数据管理菜单中的四大功能；第四层是第三层的子功能模块，分别包括：修改用户，添加用户和删除用户属于用户权限设置中的子功能项；老化数据查询和老化图片查询属于查询模块中的子功能项；老化数据录入和老化图片录入属于录入模块的子功能项；老化数据修改和老化图片修改属于修改模块的子功能项。系统主菜单视图设置数据管理 帮 助隐藏菜单栏显示菜单栏查询模块录入模块修改模块统计模块老化数据查询老化图片查询系统设置用户权限退出系统
39、修改用户添加用户删除用户老化数据录入老化图片录入老化数据修改老化图片录入 图1 系统的结构组成3.1.1 用户权限管理模块（1）只有“管理员”登陆系统后可以对每个用户信息进行管理，即可以查看每位用户的信息，可以对用户的密码进行修改，增加用户及删除用户等操作；（2）普通用户登陆系统只能进行“查询模块”操作，并且只能对自己的用户密码进行修改，无权查看其他任何用户信息及用户权限设置操作；（3）用户登陆系统时，首先要进行用户身份验证，无论是用户名错误还是密码错误，超过三次登陆，系统会将其列入非法用户，自动关闭系统。3.1.2 查询信息查询系统分为单一查询和集合查询两种。（1）简单查询：是根据一条已知信
40、息进行单一性的查询即模糊查询，可以根据电缆基本信息进行查询；可以根据电缆老化测试信息进行查询；另外还可以根据电缆老化测试时间进行查询。（2）组合查询：是根据多条己知的信息进行综合查询即精确查询，可以根据电缆基本信息和电缆老化信息进行综合查询；另外还可以根据电缆老化测试时间进行查询。查询的信息可以打印出来。（3）当点击查看图片信息时，会弹出另外一个窗口，您可以在单一的窗体上，通过浏览按钮（第一条记录，前一条记录，后一条记录，最后一条记录）的点击对老化存储图片进行逐条浏览，即一条一条的浏览。3.1.3 录入信息录入信息模块分为：电缆绝缘老化信息录入和电缆绝缘老化图片录入两个模块。（1）电缆绝缘老化
41、信息录入：方式一：可以先查询用户相关的数据信息，然后在原有的信息上进行修改，点击添加按钮便可添加信息，这样便于用户参照数据类型及节省录入时间。方法二：先输入每条老化信息点击“确定”按钮后，新的数据被添加到数据库中。（2）电缆绝缘老化图片录入：选中需添加的记录，点击“选择老化图片”按钮，在弹出的文件对话框中选择一幅老化图片，当被选择的老化图片显示在界面上时，点击“确定”按钮，老化图片即被添加到数据库中。您也可以取消刚刚的操作，点击“取消”按钮便可以实现此功能。3.1.4 修改信息（1）文本数据的修改：首先查询要修改的信息，然后在信息浏览区中选中该条信息，该条信息回自动出现在每个相对应的文本框中，
42、接下来可以在文本框中对任意一条数据进行修改，最后点击修改按钮便可。（2）老化图片的修改：点击“修改老化图片”按钮，在弹出的新窗体上，您可以根据逐条浏览信息的方式，选中您要修改的那条信息，然后点击“修改旧图片”按钮，从打开的文件中选择您需要的图片，然后点击“确定”按钮，信息成功修改。3.1.5 统计信息（1）可以根据电缆生产日期查看信息，也可以根据录入的关键字进行查询，然后对查询出来的数据进行统计；或者直接对选择关键字进行统计。（2）根据“电压等级”，“老化方式”及“击穿原因”进行统计。（3）可以将查询出来的信息转换到EXCEL表格中，进行统计，生成报表格式等操作；（4）当点击打印时可以将当前查
43、询出来的信息打印成出来。3.2 数据库设计数据库设计的目标是建立一个合适的数据模型。这个数据模型应当能满足用户的要求；满足某个数据库管理系统的要求；具有较高的范式。3.2.1 概念结构设计描述概念数据模型的主要根据是E-R（实体-联系）模型，也叫E-R图。E-R图主要有实体、属性和联系三个要素构成。本课题有三个实体组成：（1）用户管理信息实体（如图3-1所示）权限用户用户编号用户名用户密码用户身份图3-1 用户权限实体图（2）电缆实体（如图 3-2 所示）电缆线额定电压有效日期生产日期电缆名称电缆型号生产商出厂地额定电流编号图 3-2 电缆基本信息实体图（3）老化电缆实体（如图 3-3 所示）
44、老化电缆测试条件测试日期击穿原因老化方式电压等级实际寿命老化存储图片图 3-3 老化测试数据信息实体ER图（4）E-R图（如图3-4 所示） 实体之间存在1：1的关系。电缆线老化电缆使用超过寿命年限生产日期出厂地额定电流额定电压使用寿命电缆名称电缆型号老化存储图片电压等级实际寿命测试日期测试条件击穿原因老化方式生产商11编号编号图3-4 总体ER图3.2.2 逻辑结构设计概念结构是独立于任何一种数据模型的信息结构，而逻辑结构设计的任务，就是根据E-R图，并按选定的数据库管理系统（本课题采用ACCESS 2003）软件支持的数据模型。本课题的主要关系模型如下：（1）用户管理信息：（用户编号，用户
45、名，密码，用户身份）（2）电缆线基本信息：（电缆型号，电缆名称，生产日期，使用寿命，生产商，出厂地，额定电压、额定电流）（3）电缆老化数据信息：（测试条件，测试日期，击穿原因，老化方式，电压等级，实际寿命，老化存储图片，电缆线损坏数量，电缆接头损坏数量，电缆终端损坏数量）为了进一步提高数据库应用系统的性能，应当对数据模型进行优化。关系模型的优化是采用规范化的理论来实现的。3.2.3 数据库的物理实现数据库设计的最后阶段是确定数据库在物理设备上的存储结构和存取方法，也就是设计数据库的物理数据模型。本课题采用ACCESS数据库管理系统来存储数据表。它们分别是：电缆基本信息表（表3-1）、老化测试数
46、据表（表3-2）和用户基本信息表（表3-3）。表 3-1 电缆基本信息表表 3-2 老化测试数据表表 3-3 用户基本信息表4 系统详细设计在这个部分将介绍详细的系统设计。主要包括系统各个模块中主要功能的流程图以及数据库的逻辑结构设计。4.1 模块的功能设计介绍系统实现中的各个主要功能，包括实现功能的详细叙述以及流程图，不同模块中的类似功能只以一个为例进行介绍。创建工程项目XLPE电缆绝缘老化测试数据库管理系统使用的软件技术是VS2003 平台C#.NET编辑语言，使用C#.NET创建应用程序，应当使用工程。工程的功能是被用来建造应用程序的文件集合，它包括：（1）跟踪所有部件的工程文件（.CS）。（2）窗体文件（.FRM）。（3）窗体的二进制数据文件（.FRX），它含有窗体上空间的属性数据。对含有二进制属性（例如图片或图标）的.FRM文件都是不可编辑的，是自动生成的文件。（4）每个类模块的一个文件（.CLS），该文件是可选项。（5）每个标准模块的一个文件（.BAS），该文件是可选项。（6）一个或多个含Active控件的文件（.OCX），该文件是可选项。（7）单个资源文件（.RES），该文件是可选项。（8）引用程序窗体（.ICO）,该文件当你创建窗体时系统自动生成的文件，用户不可编辑。前面已经介绍系统的需求分析，数据库概念结构设计及数据库物理设计，本