电缆接头局部放电高频与超高频联合检测研究

发布时间：2017-09-28 16:02

  本文关键词：电缆接头局部放电高频与超高频联合检测研究

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【摘要】：交联聚乙烯电缆在城市配电网中被越来越广泛地应用,随着应用的增多,由电缆绝缘问题引起的电网事故也在持续的增加。对电缆进行局部放电检测,可及时发现早期故障、保障电网安全运行。其中,电缆接头相对于本体较为脆弱,其发生绝缘问题的概率远大于电缆本体。因此,很有必要进行电缆接头局部放电检测的研究。本文首先进行了高频法检测的研究。在介绍电缆结构的基础上,分析了采用高频电流传感器(High Frequency Current Transducer,HFCT)检测电缆接头局部放电的有效性。有效性得到验证后,为了制作HFCT,进行了等效电路的分析与公式的推导,由此掌握了传感器上下限截止频率、灵敏度与传感器各参数的相互关系。依据此关系,在选取合适磁芯并搭建实验平台后进行了有效的参数调节,制作了具有良好性能的HFCT用于实现高频法检测。然后,进行了超高频(Ultra High Frequency,UHF)法检测的研究。为了克服内置式传感器无法应用于运行中电缆的局限性,本文采用了外置式传感器。外置式传感器使用过程中,由于电缆接头屏蔽层的作用及信号特性,导致信号辐射出来及在空气传播过程中强度会有较大衰减,这样传感器安装位置不当会有较大的检测误差。为了解决这一问题,结合用于三相交叉互联的电缆中间接头的屏蔽层是断开的这一特征,本文进行了建模仿真。分析了采用外置式UHF传感器检测的有效性,找到了接头外信号最强烈的位置。在该位置安装传感器有利于减小因局部放电信号的衰减导致的检测误差,解决了外置式UHF传感器检测遇到的问题。最后,针对采用单一方法遇到的难以区分干扰信号与真正的局部放电信号的问题,结合两种方法对信号的耦合方式不同、所遇干扰源的特征也不相同的特点,本文采用了两种方法联合检测,通过对比两种方法是否同时检测到脉冲信号来相互鉴别去除干扰信号。进行现场联合检测之前,为了检验仿真得到的联合检测中UHF传感器的最佳安装位置是否合理,本文利用UHF传感器对现场电缆进行了实际测量来验证。最后,本文进行了现场联合检测,通过实例证明了联合检测的方法能够很好的甄别干扰信号与真正的局部放电信号,解决了采用单一方法遇到的问题。
【关键词】：电缆接头 局部放电 电磁仿真 高频 超高频 联合检测
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第1章 绪论13-24
• 1.1 课题背景及意义13-16
• 1.2 XLPE电缆的发展历史16-18
• 1.3 电缆局部放电检测研究现状18-21
• 1.4 文章主要研究内容和结构安排21-24
• 第2章 高频法24-35
• 2.1 高频法可行性分析24-28
• 2.1.1 XLPE电缆的结构及模型24-27
• 2.1.2 HFCT对信号的检测分析27-28
• 2.2 高频电流传感器28-34
• 2.2.1 传感器基本原理28-32
• 2.2.2 高频电流传感器的制作32-34
• 2.3 本章小结34-35
• 第3章 超高频法35-49
• 3.1 超高频法电磁仿真分析35-46
• 3.1.1 电磁场基本理论35-36
• 3.1.2 有限元法基本原理36-38
• 3.1.3 电缆接头三维仿真模型构建38-39
• 3.1.4 激励源的选择39-40
• 3.1.5 电磁仿真分析40-46
• 3.2 超高频传感器46-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第4章 联合检测49-61
• 4.1 联合检测分析49-52
• 4.1.1 联合检测方法49
• 4.1.2 联合检测中的去噪49-51
• 4.1.3 去噪仿真分析51-52
• 4.2 现场联合检测52-60
• 4.3 本章小结60-61
• 第5章 总结与展望61-63
• 5.1 总结61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文68-70

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本文编号：936738