高压电缆附件局放试验检测系统的研制与局放机制的研究

论文摘要

电力设备绝缘介质中局部放电会造成绝缘缓慢劣化，最终导致电力设备发生绝缘击穿事故。对电力设备进行局部放电试验，可以了解其绝缘状况，检测电力产品质量，预防绝缘事故，保证电力设备在电力系统中的长期安全稳定运行。因而，局部放电问题的研究一直是高电压绝缘领域最重要的研究方向。该文首先论述了对电力设备进行局部放电试验的意义及作用，阐述了相关在线检测方法的原理及状况，并指出了各种方法的优点及局限性，分析了影响在线检测技术发展的各个因素。同时对局部放电试验装备、检测回路进行了详细的叙述。基于高压电缆附件生产企业现有试验设备，针对高压电力设备局部放电试验流程的特点，建立了基于DSP技术的高压电缆附件局部放电自动试验检测系统，详细阐述了DSP控制系统的功能、技术参数及各个硬件模块的设计原理，包括DSP供电模块、数据存储模块、通讯模块等。设计并研制了相应软硬件系统，可实现对高压局部放电试验设备进行自动升压、降压、局放数据自动传输、自动生成试验报告等功能。测试结果表明本文设计的高压电缆附件局部放电自动检测试验系统具有检测准确，运行可靠、稳定、抗干扰能力强等优点。此系统可以对试验过程进行全程监控，同时可以自动进行数据采集和处理，可满足局部放电试验的各种要求。根据电缆附件主要绝缘缺陷，采用实际的高压电缆终端，开展了电力电缆附件单气隙缺陷条件下的局部放电检测与识别研究。在局放机理研究方面，从固体绝缘单气隙局部放电的模型出发，采用基于流体力学的流注放电模型，利用FCT-FEM法模拟了局部放电脉冲电流的形成过程，清楚的展示了局部放电形成过程中各种带电粒子浓度分布情况及气隙内部电场分布，为气隙局部放电机理的研究提供了新的理论研究方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 局部放电试验研究的目的及意义
• 1.2 电力电缆在线监测技术现状
• 1.3 影响在线监测技术发展的主要因素
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 局部放电测量的基本原理
• 2.1 局部放电试验主要设备
• 2.2 局部放电脉冲电流法测试原理
• 2.3 检测阻抗的选择
• 2.3.1 RC 型检测阻抗
• 2.3.2 LCR 型检测阻抗
• 2.4 放电量的校正
• 2.4.1 放电量的校正原理
• 2.4.2 直接校准
• 2.4.3 间接校准
• 2.5 校准时的注意事项
• 2.6 电缆附件局部放电测量时的干扰及其抑制措施
• 2.7 本章小结
• 第3章 基于 DSP 芯片的局部放电试验控制系统设计
• 3.1 概述
• 3.2 局部放电试验控制系统技术指标
• 3.3 硬件平台的总体设计
• 3.3.1 DSP 供电模块
• 3.3.2 系统参数存储
• 3.3.3 开入开出模块
• 3.3.4 通讯模块
• 3.3.5 信号采集模块
• 3.3.6 系统软件模块
• 3.4 本章小结
• 第4章 电缆附件单气隙缺陷局部放电试验分析
• 4.1 局部放电特性
• 4.1.1 气隙局部放电的产生及其危害
• 4.1.2 存在气隙时局部放电的放电过程
• 4.1.3 表征局部放电的参数
• 4.2 电力电缆附件缺陷模型局部放电试验
• 4.2.1 试验设备规格参数
• 4.2.2 模型制作
• 4.2.3 试验步骤
• 4.3 试验数据波形分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 电缆终端气隙局部放电仿真
• 5.1 流注放电理论
• 5.2 电缆终端局部放电气隙数学模型
• 5.3 求解算法
• 5.4 结果及分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A （攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录）