绝缘材料介质损耗角检测方法

发布时间：2020-05-18 20:04

【摘要】：铝电解多功能机组的绝缘状态监测是关系到设备与人身安全的重要环节。介质损耗角是机组绝缘材料的关键性能参数,但常用的谐波分析法中的频谱泄露和栅栏效应严重影响精度。针对介质损耗角检测中多功能机组强噪声干扰,在干扰特征分析与提取后,采用小波分层阈值去噪进行信号预处理。确定了小波函数、分解层数、阈值及阈值函数的选取方法。通过仿真研究表明,本文算法相对于固定阈值、无偏风险估计阈值等经典阈值,滤波性能有所提升。同时与巴特沃斯滤波、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器进行去噪对比,验证了算法的有效性。针对频谱泄露和栅栏效应,本文提出了改进的三角自卷积窗全相位FFT校正算法,设计了二阶三角卷积窗代替传统的矩形窗口对数据进行截断,三角卷积窗具有旁瓣峰值电平低,衰减率高,能够有效的抑制频谱泄露。同时利用全相位FFT的相位不变性,能够准确计算信号的相位角。仿真分析表明,三角自卷积窗全相位FFT校正算法,在信号频率波动、谐波及较弱噪声干扰的情况下,能准确实现信号相位角的计算,相对于传统的加窗插值、相位差校正算法、能量重心法等,计算量仅在FFT基础上增加了N次累加运算,精度提高10%。最后本文基于TMS320F28335与STM32F103双处理器设计介质损耗角检测系统,其中DSP负责算法实现,微控制器负责人机交互和系统控制。
【图文】：

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解厂电解多功能机组越来越智能化，可靠性增强，功能也多样化电解槽通常串联 14~172 台进行工作，运行电压在 200~750V，最设备具有电压高、电流大的特点。当多功能机组在打壳、提升阳解槽部分结构及其它一些零星作业时，机组金属部位与电解槽接槽高电压传输到机组，同时机组在工作中上下移动切割环境中交应电压[2-4]。因此电解多功能机组绝缘性能成为其安全运行的重要解机组绝缘材料的健康状况，提高绝缘检测的可靠性对电解行业有效生产至关重要。功能机组在长期的运行过程当中，绝缘材料要遭受电、热和机械应，使得材料机械性能、介电性能逐渐变坏，电气强度降低，即绝致绝缘击穿，危及机组正常工作和操作人员的安全[5-7]。根据国家标-2008 起重机技术安全规程—桥式起重机》第四十五条规定：电解气设备之间及其起重机结构之间通常要设有三道绝缘系统，常兆欧表测电阻时每道绝缘电阻值 R＞1MΩ；铝电解多功能机组从吊车设有两道绝缘，电阻 R＞1MΩ；每个节点电阻 R＞2MΩ。

研究思路

的点数直接相关，不适合用来分析频率成分过密的信号。了抑制信号频谱泄露所提出的一种改进措施，只需要对采理，利用新序列来进行相位角的求解，有效的提高了测量换点数直接相关，点数过少会影响测量精度，过多则会增用改进的二阶三角卷积窗全相位 FFT 相位校正算法相对加极少数据处理量的基础上，可以有效的抑制信号的频谱不变性，在频率估计不准确的情况下仍能够实现初始相位的工程中实现简单，，计算速度快。要工作角检测技术对于发现绝缘材料潜伏性故障，了解其介质事故的发生具有重要的意义。本文按照图 1-2 所示的思路：
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM21

【参考文献】