XLPE电缆运行故障分析和在线检测研究

论文摘要

在现代电力系统中,XLPE电缆以其安全可靠,隐蔽耐用等优点受到人们的青睐,但随着运行时间的增加,电力电缆的各种潜在发展便有可能引发绝缘击穿事故,离线试验可以对电缆绝缘状态进行评估,但不能及时地发现潜在缺陷,对整个电力系统的正常运行造成影响,导致用电的可靠性和经济性降低。因此,电力电缆在线检测的发展势在必行。本文通过分析XLPE电缆绝缘故障,认为水树枝是导致运行多年XLPE电缆绝缘故障的主要原因,论述了水树枝的形成机理及其在电缆绝缘劣化中所起到的关键作用,归纳了影响水树枝的因素,提出抑制水树枝的方法。通过比较各种在线检测方法,总结了交流叠加法的优点。以仿真和试验论证为基础,基于交流叠加法测量原理对1Hz特征量的提取进行了设计,1Hz特征量远离工频及其谐波信号方便提取,采用电容对特征电流进行取样,通过模拟信号调理电路将1Hz特征量从混频信号中分离出来,通过模数转换后供单机器进行运算处理,通过液晶显示器进行显示,将测量出的1Hz信号与参考标准进行比较,判断XLPE电缆绝缘状态。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 电缆在线监测的概况
• 1.3 论文的主要工作
• 第二章 XLPE电缆故障分析
• 2.1 交联聚乙烯（XLPE）电缆
• 2.2 XLPE电缆故障原因
• 2.3 电缆故障分类
• 2.4 XLPE电缆故障案例分析
• 2.5 水树枝的形成原理
• 2.5.1 水树枝的分类
• 2.5.2 XLPE电缆绝缘中水树枝的微观结构
• 2.5.3 XLPE电缆绝缘中的水分
• 2.5.4 XLPE电缆绝缘中的杂质离子
• 2.6 影响水树枝产生和生长的因素
• 2.7 抑制水树枝的方法
• 第三章 交联聚乙烯电缆在线检测方法
• 3.1 直流分量法
• 3.2 直流叠加法
• 3.3 tanδ在线检测方法
• 3.4 交流电压叠加法
• 3.4.1 原理分析
• 3.4.2 交流电压叠加法仿真推导和实验论证
• 第四章 交流电压叠加法系统设计
• 4.1 系统结构
• 4.2 系统硬件设计
• 4.2.1 检测阻抗的设计
• 4.2.2 保护电路设计
• 4.2.3 模拟信号调理电路设计
• 4.2.4 数模转换及数字信号处理的设计
• 4.3 软件部分设计
• 4.3.1 系统初始化
• 4.3.2 数据采集
• 4.3.3 液晶显示器接口软件
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文