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10kV电缆振荡波局部放电检测技术研究及应用

作　者: 孙志明
导　师: 唐志国; 王海联
学　校: 华北电力大学
专　业: 电气工程
关键词: 电缆局部放电振荡波定位
分类号: TM835
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

局部放电是电缆绝缘故障的先兆,有效检测局部放电是提高电缆状态检修水平的一种重要途径。振荡波局部放电检测技术是一种近年来新兴的电缆缺陷检测技术,它能够对现场电缆局部放电进行有效检测并对故障点进行精确定位。目前,在10kV电缆振荡波局部放电检测系统的使用中,存在两项关键性技术问题,一是局部放电检测过程中的干扰问题,二是局部放电缺陷类型的识别问题。首先,为满足现场测试条件下对系统便携性的要求,振荡波局部放电检测系统将振荡高压发生部分和局部放电检测部分集成为一体,强电系统对弱电系统的电磁干扰问题尤为突出,致使局部放电检测灵敏度偏低。其次,目前的10kV电缆振荡波局部放电检测系统,在对局部放电数据的分析过程中,只能基于行波原理计算缺陷点所在的位置,无法对检测到的大量局部放电信号进行统计特征分析,统计特征数据的确实导致无法在已知缺陷点位置的基础上识别缺陷类型,造成对被测电缆绝缘状态评估的不全面性。本文在深入分析振荡波检测系统干扰产生原理的基础上,通过屏蔽、滤波和接地等措施,抑制了本体放电干扰、背景噪声和外部干扰,大大提高了系统整体的抗干扰性能。接下来,分析了振荡波局部放电检测模式下信号特征分析的特殊性,提出了振荡电压作用下局部放电信号统计特征的数据分析算法,与现有的行波定位算法相融合,扩展了振荡波局部放电检测系统数据分析软件的功能,为辨识缺陷类型奠定了基础,进一步完善了振荡波局部放电测试系统。在解决抗干扰及数据分析的问题上,构建起一套振荡波局部放电检测系统。建立了1OkV电缆局部放电实验平台,在一根400m长的电缆中间接头内设置缺陷,在此平台上进行了10kV电缆振荡波局部放电检测及定位试验。通过与德国SEBA M28型振荡波局部放电测试仪的对比测试,证明所研发的振荡波局部放电检测系统灵敏度及缺陷定位精度不低于SEBA M28型振荡波局部放电测试仪,系统给出的缺陷局部放电特征谱图具有明显的相位统计规律,为缺陷类型的辨识奠定了基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第1章引言  9-16
  1.1 研究意义  9
  1.2 振荡波局部放电检测技术的原理  9-10
  1.3 振荡波测试系统的定位技术  10-12
  1.4 10KV电缆试验方法  12-14
  1.5 现存的问题  14-15
  1.6 本文的主要内容  15-16
第2章振荡波局部放电测试系统的抗干扰设计  16-28
  2.1 电磁干扰的来源及其传播  16-19
    2.1.1 电磁干扰的来源  16
    2.1.2 电磁干扰的传播途径  16-19
    2.1.3 干扰信号的抑制方法  19
  2.2 屏蔽盒的设计  19-22
    2.2.1 屏蔽盒材料的选择  19-20
    2.2.2 屏蔽盒结构设计  20-22
  2.3 EMI滤波器的选取  22-25
  2.4 接地的优化处理  25-27
  2.5 系统抗干扰性能改进后背景噪声波形  27
  2.6 本章小结  27-28
第3章振荡波局部放电检测系统软件的设计  28-44
  3.1 相位特征统计算法  28-31
    3.1.1 振荡电压作用下局部放电信号特征分析的特殊性  28-29
    3.1.2 相位计算方法  29-30
    3.1.3 基于多波形累积的相位特征分析算法  30-31
    3.1.4 基于多波形累积的等效时频分析  31
  3.2 数据分析软件  31-36
    3.2.1 数据分析处理基本流程  31-32
    3.2.2 局部放电谱图生成单元  32-34
    3.2.3 PD行波定位单元  34-36
  3.3 前台检测模块  36-44
    3.3.1 视在放电量校正  36-42
    3.3.2 硬件控制及数据采集  42-44
第4章 10kV电缆振荡波局部放电系统的现场实测  44-55
  4.1 设备信息  44-45
  4.2 试品电缆信息  45
  4.3 试验步骤  45-46
  4.4 测试结果分析  46-54
    4.4.1 校准波形  46-47
    4.4.2 实测波形对比  47-48
    4.4.3 脉冲匹配波形  48-49
    4.4.4 定位结果  49-53
    4.4.5 局部放电特征谱图  53-54
  4.5 试验结果总结  54-55
第5章结论  55-56
参考文献  56-60
攻读工程硕士学位期间发表的论文及其它成果  60-61
致谢  61-62
作者简介  62

10kV电缆振荡波局部放电检测技术研究及应用

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