电力电缆论文范文参考关于电力电缆的优秀论文范文【10篇】

电力电缆论文范文参考关于电力电缆的优秀论文范文【10篇】 硅橡胶绝缘预制式中间接头是电力电缆线路的故障高发部位.现有局部放电测量及分析技术无法有效评估中间接头的绝缘状态,主要原因在于没有建立起硅橡胶主绝缘劣化微观物理过程与局部放电宏观表征之间的关系,缺少绝缘劣化直至击穿全过程的局部放电信息,无法评估局部放电的严重程度.为解决这些问题,本文在建立硅橡胶绝缘劣化过程和局部放电表征之间的关系的基础上,深入研究中间接头典型缺陷局部放电的发展过程,提出局部放电严重程度的评估方法. 使用35kV XLPE电缆和预制式中间接头建立了中间接头局部放电测量实验平台,研制出能够在线高灵敏度测量中间接头局部放电的同轴柱面传感器,测量灵敏度达到10pC,满足电缆中间接头局部放电测量的要求. 为研究硅橡胶绝缘劣化物理过程和局部放电表征之间的关系,制备了硅橡胶缺陷试品,实时观测并测量硅橡胶绝缘劣化直至击穿全过程中的电树枝照片和局部放电信号.生成了电树枝面积和单位时间内局部放电能量随时间的变化曲线,阐述了两条曲线之间的对应关系,揭示了两条曲线发展趋势的高度一致性,为通过局部放电信息评估中间接头硅橡胶主绝缘的状态奠定了基础. 为研究中间接头典型缺陷局部放电的发展过程,在35kV预制式中间接头上设计4种典型缺陷：屏蔽层尖刺缺陷、微孔缺陷、沿面金属颗粒缺陷以及沿面尖刺缺陷.针对每种缺陷模型,设计合理的加压方法激发局部放电信号并加速其发展,使用同轴柱面传感器测量绝缘劣化全过程的局部放电信号.观察并解释了放电对绝缘的破坏现象,生成了局部放电表征参量(单位时间内放电次数、平均放电能量及总放电能量)随时间的变化曲线,提出了根据表征参量曲线发展规律划分局部放电发展阶段的方法,分析了各阶段局部放电相位特征谱图,阐述了中间接头典型缺陷局部放电发展的物理过程. 为研究中间接头典型缺陷局部放电严重程度评估的方法,针对每种缺陷,在划分其局部放电发展阶段的基础上,从各阶段局部放电相位特征谱图中提取了具有局部放电指纹信息的特征量,建立了特征量和局部放电发展阶段之间的关系,分析了特征量随局部放电发展的变化规律.将局部放电严重程度划分为局部放电起始阶段、局部放电发展阶段和局部放电严重阶段,基于局部放电特征量的变化规律并结合放电破坏现象、局部放电相位统计特征阐述了各阶段的主要特点,在此基础上提出了中间接头典型缺陷局部放电严重程度的评估方法. 电力电缆线路是城市电网中重要的组成部分,其安全可靠稳定运行对于城市电网具有重要意义.据统计,全国已投入运行的110kV及以上的高压电缆线路已经超过8000公里,最高电压等级已达500kV. 高压电缆断面是电缆线路的薄弱环节,电缆接头和终端中绝缘屏蔽断口处电应力相对集中容易发生故障.电缆接头采用封闭式绝缘结构且一般在现场完成组装密封,相比本体和户外终端,绝缘安全裕度偏小,另外,电缆接头现场施工质量要求高,如施工工艺不良或密封措施不到位,那么在地下潮湿恶劣运行环境中极易造成绝缘性能劣化,因此电缆接头成为电缆线路最易发生绝缘故障的薄弱点. 运行经验和研究均表明：电缆局部放电量与其绝缘状况密切相关,局部放电量的变化预示着绝缘一定存在着可能危及电缆安全运行寿命的缺陷,局部放电测量能很好的反映高压电力电缆及其接头的运行状况,及时发现故障隐患,保障电力电缆线路安全可靠运行,具有重大的经济和社会效益.国内、外专家学者、IEC、IEEE以及CIGRE等国际电力权威机构一致推荐局部放电试验是作为交联聚乙烯电力电缆绝缘状况评价的最佳方法. 本文在对国内外交联聚乙烯电力电缆及其接头中局部放电信号检测研究的基础上,详细分析了各种检测和模式识别技术,将局部放电在交联聚乙烯电力电缆及接头中的传播衰变特性、局部放电检测技术和特征提取及识别技术作为本论文研究的重点,取得的主要成果有： 通过对介电弛豫理论的研究,深入分析交联聚乙烯电力电缆半导电层的介电特性,获得了可用于工程实际计算的半导电层复介电常数的修正公式.根据Davidson-Cole方程拟合出半导电层的复介电常数,将该常数代入阻抗分布参数加权比的传输线简化模型中进行理论计算,采用FDTD法对电缆及接头局部放电的传播特性开展仿真研究,为交联聚乙烯高压电力电缆接头局部放电检测试验及故障诊断提供理论和技术支持.同时,根据电缆接头常见绝缘故障形成原因构建了四种典型缺陷模型. 设计了符合高压电缆及接头结构特征的局部放电检测传感器.通过建立电路及天线模型,采用传递函数推导、阻抗特性计算、方波响应等方法系统全面的分析了传感器的频响特性和输出特性,对传感器各项电气和物理参数进行了优化. 主要采用电容传感器构成的电力电缆局部放电检测系统在110kV电缆接头试验平台上对研制的四种典型接头缺陷进行检测,获得大量试验数据并构建出电缆接头局部放电q n谱图及其灰度图像. 提出基于提升小波变换的局部放电一维特征量的提取方法.该方法基于Birge-Massart策略对提升小波变换系数矩阵进行降维,通过奇异值分解运算获取故障识别的特征向量,在保留有效特征的情况下,减少识别维数,降低噪声,缩短识别时间. 提出基于(2D)2MMC+LDA框架算法的电缆接头局部放电特征提取方法.该方法既基于图像行或列去判别向量,从而实现挖掘图像的局部特征；又基于整幅图像去找判别向量,考虑了全局特征.不仅可以解决维数危机,消除类内散度矩阵的奇异性,而且能最大限度的保持原有样本模式的结构分布,有效减少样本训练时间,提高了模式识别的精度,并且可以实现参数的自动选择. 长距离电力电缆存在金属护层交叉互联和负载电流造成电压降的问题,因而与短距离电力电缆绝缘的在线监测存在很多不同.本文根据长距离电缆金属护层交叉互联的结构特点,提出了双电流传感器(CT)法来对流过电缆主绝缘的泄漏电流进行测量,对双CT法的原理进行了阐述,得到该方法适用于任何连接方式下的长距离电力电缆绝缘在线监测,无论其金属护层交叉互联与否.基于双CT法的原理提出了长距离电缆绝缘介质损耗因数(tan)在线监测技术,长距离电缆故障定位技术及长距离电缆护套绝缘在线监测技术.对于长距离的负载电流引起电压降对监测电缆主绝缘tan值的影响问题,给出了基准电压的选取方法及数学推导,并结合双CT法提出了基于双CT法的双端同步测量tan在线监测法,给出了该方法的实施方案,并对该方法进行仿真验证,结果表明选取两端电压的相量和的一半作为参考电压,电力电缆主绝缘tan值不会受负载电流变化的影响,仿真结果与理论分析结果一致,同时证明了当系统中存在同步误差、电压误差、频率波动及谐波时对该方法的可行性没有影响.对于长距离电缆故障定位技术,本文采用基于双CT法的双端同步故障定位法.该方法又分为双端同步短路故障定位法及双端局部放电故障定位法,分别对这两种方法的原理分别进行了介绍,并进行了仿真计算,对于双端同步短路故障定位法,仿真结果表明该方法能够准确计算出短路点的位置,同时证明了当系统中存在同步误差、频率波动及谐波时对该方法的可行性没有影响,该方法的优点是不受故障点的过渡电阻影响,对于双端局部放电故障定位法,根据局部放电信号在电缆传播过程中的函数关系对放电点的位置进行定位,由于局部放电信号在长电缆中传输时衰减很大,因此搭建试验电路对该方法进行测试,结果表明通过对信号放大处理能够在电缆两端检测到局部放电波形,而且可以根据放电点产生波形到达两端的时间信息确定放电点的位置,证明了该方法的可行性.对于局部放电信号的检测,本文采用高频与特高频相结合的方法.对于高频信号的检测,本文设计了一种拆装式PCB型Rogowski线圈作为高频信号传感器,该传感器不仅可以对高频信号进行检测,而且可以对工频信号进行测量,对线圈的原理和结构组成进行了详细介绍,并对线圈的幅频特性进行了分析,对线圈进行了试验,结果表明:线圈具有良好的输入输出关系、较高的测量精度和频率特性,能够满足测量工频、高频信号的要求,对于特高频信号的监测,采用复合式螺旋天线作为特高频信号传感器,其检测频带达500MHz2GHz,且具有良好的频率特性.两种方法相结合可以有效去除干扰,之后再对信号进行小波去噪,进而得到准确的局部放电信号.对整个在线监测系统的硬件及软件进行了设计.硬件设计包括前置信号处理电路、系统测量与控制电路和取能电源的设计,监测系统是以TMS320F2812型DSP芯片作为数据处理和逻辑控制的核心,采用ADS8364模数转换芯片作为模数转换器,设计了相应的*连接电路,利用GPS模块的授时功能为系统提供同步采样信号,GPRS模块进行无线数据传输.软件方面,采用基于模块化的思想,实现了数据的同步采集、数据的传输等功能,利用LABVIEW软件设计了电力电缆绝缘在线监测系统的上位机终端显示界面.将整个在线监测系统应用于海南联网工程中的海底电缆绝缘在线监测,根据海底电缆本身的特点以及运行环境的特殊性,提出了基于双CT法的双端四电流传感器法对海底充油电缆护套绝缘进行在线监测,对该方法的原理进行了阐述,提出了通过护套绝缘电流泄漏比和接地回路环流感应系数的变化作为判据来判断电缆护套的绝缘状况.对整个在线监测系统进行了现场安装,给出了现场监测数据,并利用仿真对护套电流和电容电流的进行计算,现场监测结果与仿真计算结果一致,验证了双端四电流传感器法的正确性. 上海气候温和湿润,是一个多地表水的城市,且许多电缆已经运行了20年左右,处于事故多发期,研究中低压电缆在特征环境下的老化状态显得非常重要.本论文通过水树枝观测、介电谱测试、FTIR光谱、拉伸试验、电老化试验、热重分析、差示扫描量热、热老化试验以及加速水树老化试验等,对电缆绝缘老化及其检测方法进行研究.提出水树含量与最大水树枝长度、高频介损峰值与羰基指数、拉伸强度与断裂伸长率、累积击穿强度、活化能、基于等效热历史参数的新参数ln(t/T)等多个现场老化电缆绝缘老化状态检测量,用于表征电缆水树化程度、热氧老化程度、绝缘降解程度、耐受电老化能力、绝缘热分解难易程度、绝缘老化状态等,以全面反映电缆绝缘中可能存在的各种老化形态.对不同老化状态电缆样品的各检测数据进行了方差分析,结果表明上述检测量均可对不同老化程度的现场老化电缆进行标识.此外,通过水树枝观测发现了大量典型的领结形水树枝,说明水树老化是上海中低压电缆的典型现场老化特征；对电缆径向不同位置处的绝缘进行了红外分析,结果表明氧气是导致电缆热氧老化的主要因素；对热重分析数据进行了热降解动力学分析与回归分析,结果表明60%适合作为Ozawa法(或Toop法)求取交联聚乙烯电缆绝缘热分解活化能时失重百分数的选择标准,20/min下的Coast-Redfern法(机理S9)可作为大量现场老化电缆样品绝缘热分解活化能的快速测定方法；加速水树老化试验结果表明,现场运行电缆的水树化过程是加速进行的.运用上述检测方法对上海市近20年内、约300条线路466根现场老化电缆样品进行了实验室理化分析,对每两项检测量进行了回归分析,结果表明：水树枝观测以及拉伸试验是有效且可靠的；水树化程度越高,力学性能倾向于变差；证实固体材料的微观不完整性增大会提高介质的击穿强度；电缆绝缘的现场老化过程是加速进行的；证实热氧化老化会抑制电缆径向的水树生长；绝缘热氧化老化过程伴随着XLPE交联网络的降解；ln(t/T)能够有效表征现场老化电缆绝缘老化降解程度.对每项检测量进行了T-检验、方差分析,分析了敷设方式、采样区段等对电缆老化降解程度的影响,结果表明：敷设方式对羰基指数与拉伸强度均有显著性的影响,排管电缆比直埋电缆更易发生热氧化,而直埋电缆比排管电缆更易发生绝缘老化降解；能够体现采样区段以及敷设区域显著性影响的检测量只有传统功能性参数拉伸强度和累积击穿强度,并且基于两个检测量的方差分析结果一致,其可靠性得到了进一步的证明.选取回归分析中相关度高、方差分析和T检验中能可靠体现差异性,并且结果合理的检测量作为特征变量,包括水树含量、拉伸强度、累积击穿强度和活化能.将高度相关的两个检测量组合进行二维模糊聚类,所得聚类中心作为特征模糊变量的隶属度函数参数.根据模糊聚类情况与专家经验,建立了诊断规则.采用强度转移法,建立了电缆绝缘模糊聚类诊断模型,实例分析表明,该模型可以很好地反映电缆绝缘的综合老化状态,且电缆绝缘老化状态与投运时间没有必然联系.根据电缆检测数据与绝缘诊断模型,开发了电缆状态评估与老化趋势管理系统软件,并对所有线路电缆样品进行了绝缘诊断,诊断结果的统计分析与电缆状态检测数据统计分析的结论完全一致,验证了模型的可靠性.采用逐步回归法,分析了同一现场运行条件下的正常现场老化电缆样品的绝缘状态检测数据与老化时间的多元线性回归关系.结果显示老化时间与水树含量,累积击穿强度与活化能等三个检测量的多元线性回归关系显著,据此建立了电缆绝缘多变量老化模型,模型参数取决于具体的现场运行条件,对应一定的绝缘降解速率实例分析表明该老化模型是合理的,并且绝缘失效取决于电缆降解速率而非电缆的投运时间. 随着电网规模越来越大,电力电缆线路规模也随之变大,确保电缆线路安全十分关键.因此,电力电缆线路在线状态监测和故障诊断成为热门研究领域.由于实际电缆故障环境状态复杂多变,影响环境变化和故障定位精度的因素很多,造成电缆故障信息的多样性,故障信息获取困难,故障定位精度不高.因此研究如何对故障信息进行分析、处理以及如何提高故障定位的精度具有迫切的现实意义. 本文分析了电力电缆线路故障产生的机理,在综述了电力电缆故障诊断在国内外的研究现状的基础上,研究了小波分析、DNA遗传算法、粗糙集和Petri网等技术在电力电缆线路故障诊断方向中的实际应用,深入分析了多智能体技术在电缆线路故障的应用,并根据本论文的研究目的设计电力电缆线路故障系统.论文的主要工作与创新有： 1.针对故障特征信号的提取问题,基于小波去噪的基本原理,给出了常用小波阈值去噪方法与步骤.通过小波去噪仿真比较,验证了3去噪方法在信号去噪方面有很好的优越性. 2.在已有的遗传属性约简算法的基础上,提出在算法编码过程中引入