文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
高压电缆附件局部放电在线监测方法研究与系统设计
姓名:胡凯
申请学位级别:硕士
专业:电气工程
指导教师:汪沨
20100425
摘要随着电力电缆在电力系统中的应用越来越广泛,供电的可靠性也越来越受供电部门和电力用户的关注。而电缆附件是连接电缆与电缆、电缆与其它设备的重要环节,电缆附件故障将直接导致电缆输电系统瘫痪,因此电缆附件的运行状况直接影响供电的稳定性。电缆附件是电缆输电线路中的薄弱环节,当电压等级比较高时,故障发生率也比较高。因此,对其故障进行检测具有十分重要的意义。局部放电是导致电缆附件故障的主要原因之一,而高压电缆附件局部放电与内部绝缘状况密切相关,本文从实现电缆附件局部放电在线监测这一角度入手,通过分析附件内部的绝缘情况,从而发现电缆附件的潜在缺陷及故障,并对其进行及时处理,以保证电缆安全稳定的运行。本文在阐述了高压附件内部绝缘结构的基础上,详细分析了目前使用的各种附件局部放电在线监测方法的特点和局限性,并根据局部放电信号在电缆附件中的传播特性,提出了在超高频段检测高压附件局部放电的方法,这种方法可以有效地屏蔽大部分背景噪音,拥有较高的信噪比。利用超高频传感器耦合局部放电信号,继而使用高速采集系统完成局放信号的采集,并分析了该方法的可行性。本文对高压电缆附件局部放电在线监测方法进行了系统研究,主要包括:传感器的频率响应特性、局放信号在附件中的传播特性等;对监测系统的硬件部分进行了设计,采用了模块化的设计方法使得整体结构清晰明了,主要设计了电源模块、光纤通讯模块、?椤⑹菟婺?椤⑶爸梅糯蠛吐瞬?榈裙δ懿分的设计方案与硬件电路。最后,本文分析了高速电路设计中存在的各种干扰以及造成干扰的原因,主要包括串扰、电源噪音、龋⒉扇×讼嘤Φ慕饩龃胧6愿纳坪蟮腜板进行了抗干扰仿真;并对电路进行了相应的调试。关键词:电缆附件;局部放电;绝缘;检测;超高频传感器硕上学位论文
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第滦论高压电缆附件局部放电在线检测的意义随着我国经济的飞速发展,城市规模不断扩大,用电量与日俱增。截至年底,我国电力装机总容量达到谇摺>莩醪酵臣品治觯晖恫约为万至万千瓦之间,全国装机容量将达到亿千瓦,。预计到年,将增加到亿千瓦,全社会用电量将达到约谇呤薄5缌ψ盎苋萘靠焖僭黾拥耐保缤ㄉ栌敫脑煸谌ü蠓围展开,据统计年年底全国输电线路回路总长度达到了公里,,同比增长.%,其中,Х呗回路长度为蚯祝仍龀ァВ在电网不断扩大之时土地资源却日趋紧张,尤其在大中城市,征地费用越来越高,同时人们对环境的要求也不断提高,与以往的架空线路相比,直埋式电缆具有供电可靠性高,布线不受地面、空间建筑物的影响,有利于美化城市和优化厂矿布局等诸多优点,因而得到广泛的运用。例如上海市《上海世博会电力行动计划》中一项重点工作就是以入地电缆取代现在的电线杆子,供电线路全部入地还有一个更大的好处,减少了外物对电缆的破坏以及电缆本身的风化,更加安全。例如:风雨天造成有些地方的树枝压在了架空线路上,还有交通意外中的汽车撞电线杆事故,都会造成线路短路停电,采用地下电缆输电则可避免这些电力事故,进而提高供电可靠性。根据近年来全录、事故现场照片和故障电缆等材料分析表明:导致电力电缆运行故障的原因主要有:外力破坏、电缆附件制造质量、电缆敷设安装质量和电缆本体制造质量,如图所示:处于恶劣环境中运行的电缆附件,各种老化导致绝缘破坏的事例比较多,其原因和表现形式如表所示Ⅲ:图导致电力电缆运行故障原因统计图囱外力破坏●附什制造质量口敷设施柿口电缆本体硕士学位论文不合格
电力线缆线路的故障率和多数电力设备一样,在投入运行初期年内⑸的故障主要是由电缆及附件产品质量和电缆本体制造质量引起的;运行中期~年内缋录捌涓郊鱿止收现饕J怯捎诘缋卤咎寰抵ψ袄匣鞔┖透件进潮而发生复合介质沿面放电;运行后期旰,电缆本体绝缘出现树枝老化、,电力电缆运行故障会大幅度上升。电缆附件大都是都是在现场人工制作安装的,其绝缘性能往往低于工厂制作的电缆本体,并且电缆附件中结构复杂,电场畸变严重。另外电缆附件在安装时要切割绝缘层强度较大的电缆本体,容易引起导体和绝缘的损伤;连接电缆本体时,由于压接机压力不足很容易造成连接线芯不到位、连接金属接触面处理不当等,这些都会引起电缆附件的故障,近年来数据分析表明:电缆附件的故障占到电缆运行故障的%。对于敷设在地下的附件进潮是容易发生复合介质眼面放电,其中因多层固体复合介质沿面放电导致接头绝缘击穿的故障占电缆故障总数长期以来,为了防