一种电力电缆绝缘在线监测的新方法

论文摘要

由于XLPE电缆使用的日益广泛,电缆击穿造成的事故越来越来,把终端、接头不良这类早期故障和机械损等原因排除,水树枝老化被认为是造成XLPE电缆在运行中被击穿的主要原因。自二十世纪八十年代以来,人们陆续开发出了多种在线监测方法来监测电缆的绝缘老化状况,但是这些方法都在某种程度上存在着局限性,不利于大面积的推广使用。在综合分析各种在线监测方法的基础上,本文旨在提出一种新的绝缘在线监测方法,该方法监测信号易于与各种干扰信号分析,便于提取,而且监测精度较高。本文在建立10kV电缆老化模型的基础上,通过仿真分析得出了低频泄漏电流和低频介质损耗因数值比工频信号能更加灵敏的反映电缆的水树老化状况的结论。为了验证该结论,本文人工培养了几根不同水树老化的电缆,通过对比工频信号和低频信号的变化曲线,验证了上述结论。同时本文提出了二种较具有应用前景的低频信号来源:电力系统固有的低频信号和交流叠加法所产生的低频信号,前一种来源由于信号的不确定性依然需要详细的研究才能应用,在对后一种来源的理论推导和仿真分析的基础上,证明了该方法可以产生所需要的低频信号而且频率为一确定值,有利于与工频信号及高次谐波信号分离。根据低频信号在线监测的要求,本文对在线监测系统的软硬件部分分别进行了设计。在硬件部分,考虑到低频信号的微弱性,本文对电流电压信号的提取,滤波放大电路,以及数据的采集和传输分别进行了设计。在软件部分,本文采用模块化的设计方法,把整个系统按照所执行的任务分为若干模块,模块化的设计有利于软件的后续扩展,分别对各模块进行了设计,最后把各个模块综合在一起,以完成整个设计,形成了一整套完整的电缆在线检修系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 目前监测方法的总结
• 1.4 课题主要研究内容
• 2 电缆低频在线监测的理论分析
• 2.1 引言
• 2.2 低频监测法的仿真分析
• 2.3 机理分析
• 2.4 低频信号的来源分析
• 2.5 本章小结
• 3 电缆低频在线监测的试验研究
• 3.1 引言
• 3.2 电力电缆的试验方案
• 3.3 电缆工频参数的测量
• 3.4 本章小结
• 4 电力电缆在线监测系统的硬件设计
• 4.1 引言
• 4.2 低频信号在线监测系统的整体设计
• 4.3 监测信号的测量
• 4.4 模拟信号调理电路
• 4.5 数据的采集与传输
• 4.6 本章小结
• 5 电缆低频信号在线监测系统的软件设计
• 5.1 引言
• 5.2 开发工具和开发环境的选择
• 5.3 电缆低频信号在线监测系统的软件设计总体思想
• 5.4 电缆低频信号在线监测系统的各部分设计
• 5.5 本章小结
• 6 总结
• 6.1 全文总结
• 6.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献