局部放电信号三相交叉互连电缆传播规律研究

论文摘要

为了更好的了解局部放电信号在高压电力电缆中的传播特性,本文采用实验和仿真相结合的方法研究了电缆内放电信号的传播特性。本文在原有单根电缆模型的基础上进一步设计了一套110kV XLPE电缆附件典型放电模型。遵照现场运行电缆绝缘故障的实际情况,本系统设置了气泡、电树枝,滑闪,悬浮四种局部放电模型。本文另通过XFDTD软件建立了单相高压电缆和三相交叉互连电缆系统的模型,仿真了放电信号在其中传播一般规律,包括信号的衰减特性和信号的极性的判别;仿真和实验的结果证明:依据信号的极性来判断局部放电信号的位置是不能实现的;软件XFDTD的计算误差完全可以满足工程需要,所以可用于对现场运行的电缆系统进行仿真计算。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 FDTD 原理及软件 XFDTD 介绍
• 2.1 电缆中电磁波特性
• 2.2 FDTD 原理
• 2.2.1 FDTD 方法的特点
• 2.2.2 使用FDTD 时的影响因素
• 2.2.3 Yee 单元网格空间中电磁场的量化关系
• 2.2.4 离散化的麦克斯韦方程组
• 2.2.5 决定单元的空间尺寸
• 2.2.6 边界条件设立
• 2.3 XFDTD 软件
• 2.3.1 XFDTD 软件特性
• 2.3.2 XFDTD 软件对计算机内存的要求
• 2.3.3 XFDTD 软件应用领域
• 第三章 电磁信号在单相高压电缆中的传播规律
• 3.1 引言
• 3.1.1 电缆各部件对局部放电信号传播的影响
• 3.2 电缆局部放电信号传播的仿真
• 3.2.1 仿真的目的
• 3.2.2 仿真研究方法
• 3.2.3 仿真模型及仿真结果
• 第四章 三相交叉互连电缆系统电磁脉冲传播规律
• 4.1 实验室110kV XLPE 电缆局部放电故障缺陷模型的设计
• 4.2 对三相电缆缺陷系统的 XFDTD 计算
• 4.2.1 对放电点发生在户外终端的仿真计算
• 4.2.2 对放电点发生在中间接头的仿真计算
• 4.3 对仿真计算的实验验证
• 4.3.1 实验室模拟局部放电
• 4.3.2 实验结果
• 4.3.3 实际放电实验
• 第五章 高压电缆金属护套交叉点行波折反射
• 5.1 引言
• 5.2 高压电缆护套接地方式和特点
• 5.3 行波折反射的原理
• 5.3.1 模量域上的波阻抗矩阵
• 5.3.2 相量域上的波阻抗矩阵
• 5.3.3 电缆系统中行波折反射系数的求解
• 5.4 对折反射系数的计算
• 5.4.1 电缆的原始参数
• 5.4.2 电缆的阻抗、波阻抗和折反射系数
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况