基于温度测量的电缆接头压接缺陷检测方法及应用

发布时间：2022-04-26 20:06

　　随着目前我国城市化水平的不断提高,作为城市电网的重要设备,近年来我国电力电缆的敷设里程快速增长。电缆故障频繁发生,造成较大经济损失,对电网安全造成极大挑战,也影响了电网公司的形象。电缆接头作为连接电力电缆的重要附件,由施工人员在现场进行制作。由于施工人员的素质参差不齐,容易造成电缆接头接触电阻过大,导致电缆接头持续发热,加速绝缘老化,最终造成绝缘击穿。目前针对电缆接头压接缺陷导致的接触电阻过大问题,尚缺乏有效的检测方法,本文针对这一工程实际问题,通过多物理场耦合仿真和实验测量相结合的手段,实现了对电缆接头接触电阻的评估,从而对压接缺陷进行检测。具体研究内容包括:（1）根据电缆接头厂家图纸,采用COMSOL软件对YJJJ 64/110kV预制式直通接头,YJLW03 64/110kV电缆进行建模仿真,实现了电缆接头的电磁-热耦合计算,得到了电缆接头的三维温度场分布情况。通过实测温度数据与仿真结果的对比,验证了模型的有效性。（2）建立了电缆接头接触电阻等效计算模型,研究电缆接头在不同影响因素下的温度场分布规律,并对压接缺陷的表征参量进行选取。基于电缆接头三维温度场分布规律,通过数学方法求解... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 论文的背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电力电缆温度监测现状
        1.2.2 电力电缆温度场计算研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 基于电磁-热耦合的电缆接头温度场仿真
    2.1 高压电力电缆接头结构
    2.2 高压电缆接头电磁-热耦合场数学模型
        2.2.1 电磁场数学模型
        2.2.2 温度场数学模型
        2.2.3 电缆接头电磁-热耦合计算求解流程
    2.3 电缆接头温度场仿真计算
        2.3.1 电缆接头物性参数
        2.3.2 边界条件设置
        2.3.3 网格剖分
        2.3.4 计算结果与分析
        2.3.5 实验验证
    2.4 本章小结
3 电缆接头压接缺陷表征方法研究
    3.1 基于接触系数的电缆接头接触电阻等效模型
    3.2 压接缺陷状态下的电缆接头温度场分布影响因素研究
        3.2.1 接触电阻对电缆接头温度场分布的影响
        3.2.2 环境温度对电缆接头温度分场布的影响
        3.2.3 负荷电流对电缆接头温度场分布的影响
    3.3 压接缺陷下的状态表征参量分析
    3.4 压接工艺缺陷下的电缆接头接触电阻状态表征方法
        3.4.1 基于缆芯温差的接触电阻表征方法
        3.4.2 基于表皮温差的接触电阻表征方法
    3.5 本章小结
4 电缆接头三维温度场监测装置研制
    4.1 温度监测装置需求分析与框架设计
        4.1.1 温度监测装置功能需求分析
        4.1.2 温度监测装置硬件框架设计
    4.2 温度采集节点硬件设计
        4.2.1 温度传感器选型
        4.2.2 温度采集节点设计与安装
        4.2.3 数据传输模块设计
    4.3 温度数据收集终端硬件设计
        4.3.1 单片机核心处理模块设计
        4.3.2 供电电源设计
        4.3.3 串口通信电路设计
        4.3.4 SD卡存储系统设计
    4.4 测温精度校验
    4.5 电缆接头三维温度场监测装置应用
        4.5.1 温度监测装置实验室应用
        4.5.2 温度监测装置现场应用
    4.6 本章小结
5 不同压接工艺的电缆接头压接缺陷检测
    5.1 电缆接头热循环试验系统
        5.1.1 升压单元
        5.1.2 升流单元
        5.1.3 电缆模型单元
    5.2 不同工况下的电缆接头三维温度场监测
        5.2.1 650A工况下的电缆接头三维温度场监测
        5.2.2 1200A工况下的电缆接头三维温度场监测
    5.3 电缆接头压接缺陷检测
        5.3.1 压接工艺下的电缆接头压接缺陷检测
        5.3.2 插拔工艺下的电缆接头压接缺陷检测
    5.4 本章小结
6 结论和展望
    6.1 研究工作结论
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间科研成果
    B.作者在攻读学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]110 kV高压电缆中间接头系列故障分析[J]. 刘凤莲,邓元实,薛志航,朱轲,张涵轶,杨小兵.  电线电缆. 2017(06)
[2]110kV电缆中间接头载流能力计算与实验分析[J]. 刘刚,王振华,徐涛,刘毅刚,王鹏宇.  高电压技术. 2017(05)
[3]基于ANSYS的高压交流电缆接头载流量确定方法[J]. 刘刚,王鹏宇,王振华,徐涛,刘毅刚,韩卓展.  华南理工大学学报(自然科学版). 2017(04)
[4]高压电缆中间接头轴向传热的实验研究[J]. 林冬,张雪莹,王鹏宇,刘立夫,毛健琨,徐涛.  电线电缆. 2017(01)
[5]110kV电缆线路中间接头载流量实验研究及分析[J]. 徐涛,王鹏宇,徐研,王振华,刘毅刚,刘刚,林满豪.  绝缘材料. 2017(01)
[6]“十三五”骨干网架发展的探讨[J]. 韩丰,宋福龙,罗金山,韩晓男.  中国电力. 2017(01)
[7]工作温度和绝缘温差约束下的高压直流电缆接头载流量计算[J]. 阳林,李昭红,郝艳捧,傅明利,田野.  电力系统自动化. 2016(18)
[8]玻璃钢保护壳对电缆接头热场影响的实验分析[J]. 徐研,王鹏宇,刘毅刚,郭珊珊,王振华,刘刚.  广东电力. 2016(09)
[9]考虑接触电阻下的电缆接头热点温度[J]. 刘超,阮江军,黄道春,詹清华,肖微,唐科.  高电压技术. 2016(11)
[10]电缆接头温度反演及故障诊断研究[J]. 高云鹏,谭甜源,刘开培,阮江军.  高电压技术. 2016(02)

硕士论文
[1]电缆接头温度监测技术的研究[D]. 李华忠.哈尔滨理工大学 2014
[2]红外成像技术及在天津电网电缆设备的应用研究[D]. 李超群.天津大学 2013
[3]基于红外热像技术的船用电缆三维温度场仿真研究[D]. 赵纯领.哈尔滨工程大学 2013
[4]电力电缆中间接头温度在线监测系统的研究[D]. 韩筱慧.华北电力大学 2012
[5]依据表皮温度准确计算单芯高压电缆线芯温度的理论及实验研究[D]. 雷鸣.华南理工大学 2011



本文编号：3648651