一種低壓線(xiàn)纜電場(chǎng)分布的非接觸測(cè)量裝置研究與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-03-10 18:05
在電力系統(tǒng)中,各電氣設(shè)備的電力線(xiàn)纜、開(kāi)關(guān)柜、插座及配電所的接線(xiàn)是否良好可靠對(duì)電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。線(xiàn)纜的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)不僅影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行,而且影響運(yùn)維和檢修人員的人身安全,F(xiàn)有的低壓電纜檢測(cè)方法一般為檢測(cè)電場(chǎng)分布和檢測(cè)磁場(chǎng)分布兩種方法:檢測(cè)磁場(chǎng)時(shí),被測(cè)的電纜或帶電設(shè)備須有電流通過(guò)并產(chǎn)生磁場(chǎng)才能準(zhǔn)確測(cè)量,并且受電流影響較大;而檢測(cè)電場(chǎng)時(shí),電場(chǎng)分布并不受電流的影響,只要接通電壓即可測(cè)量,且我國(guó)電壓水平較為穩(wěn)定,很少出現(xiàn)大規(guī)模的波動(dòng)。所以,本文結(jié)合現(xiàn)有的研究現(xiàn)狀,針對(duì)目前電氣設(shè)備故障檢測(cè)方法單一且費(fèi)時(shí)費(fèi)力這一現(xiàn)象,設(shè)計(jì)了一種便攜式且價(jià)格低的非接觸電場(chǎng)測(cè)量裝置,可方便快捷地查找線(xiàn)路故障。本文采用計(jì)算機(jī)建模仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法,對(duì)低壓線(xiàn)纜周?chē)妶?chǎng)分布進(jìn)行了詳細(xì)的研究,此外,還分析了線(xiàn)纜絕緣表皮的破損以及周?chē)鷾貪穸鹊淖兓瘜?duì)電場(chǎng)分布的影響。不僅為設(shè)計(jì)電場(chǎng)測(cè)量裝置提供理論依據(jù),而且為實(shí)現(xiàn)低壓線(xiàn)纜絕緣破損查詢(xún)提供一種新思路,同時(shí)有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先介紹了近年來(lái)電力行業(yè)頻頻出現(xiàn)的觸電事故,已嚴(yán)重威脅到人們的安全生產(chǎn),列舉了關(guān)于電場(chǎng)測(cè)量的方法,并對(duì)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行總...
【文章來(lái)源】:石家莊鐵道大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)模型
第二章電力線(xiàn)纜周?chē)妶?chǎng)分布及絕緣老化基礎(chǔ)理論-14-圖2-3二維靜電場(chǎng)求解區(qū)域圖中區(qū)域V表示該區(qū)域內(nèi)含有均勻的線(xiàn)性媒介的靜電場(chǎng),其中電位函數(shù)滿(mǎn)足泊松方程式2-7。在實(shí)際中區(qū)域V的邊界條件是三類(lèi)邊界條件中的某一類(lèi)或某幾類(lèi),在此,本文僅討論最具一般性的情況,即三類(lèi)邊界條件都存在的情況。圖2-3中的321、、分別表示第一類(lèi)邊界條件、第二類(lèi)邊界條件、第三類(lèi)邊界條件。因此對(duì)應(yīng)的泊松方程及邊界值的問(wèn)題可表示為:32102qnqnf(2-19)圖2-3中,外邊界的單位法向量用n表示,式2-19中n為沿外邊界法向方向的變量。則泛函分析表達(dá)式為:F,,fL21(2-20)將式2-19中第一個(gè)方程與式(2-20)進(jìn)行聯(lián)立,得出相應(yīng)的泛函為:,FfVfV,VVdd212122(2-21)經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo),可得:d21dd212nFVfVVVu(2-22)最后一項(xiàng)可以表示為:
第二章電力線(xiàn)纜周?chē)妶?chǎng)分布及絕緣老化基礎(chǔ)理論-15-32d21d212qn(2-23)再將式2-23帶入式2-22中,可得:d21dd213222FfqVVVVu(2-24)通過(guò)式2-24可知式中已經(jīng)包含了第二類(lèi)邊界條件和第三類(lèi)邊界條件,但是并沒(méi)有包含第一類(lèi)邊界條件,所以需要單獨(dú)列出,即:12322d21dd21VvFfVminVVq(2-25)2.4.2單位插值函數(shù)的討論為進(jìn)一步計(jì)算點(diǎn)位,本節(jié)對(duì)單位插值函數(shù)進(jìn)行分析。本小節(jié)討論使用最為廣泛的三角形微小單元為例的插值基函數(shù)的推導(dǎo)。圖2-4為最簡(jiǎn)單的微小三角單元,在分析過(guò)程中,先將所研究的區(qū)域劃分為若干個(gè)這樣的微小單元,再進(jìn)行下一步分析。圖2-4微小三角形單元將微小三角形單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)用逆時(shí)針進(jìn)行編號(hào),即在該微小三角形單元上的展開(kāi)式為平面線(xiàn)性插值基函數(shù):yx321(2-30)式中,321、、為待定常數(shù)。將三個(gè)節(jié)點(diǎn)上的位函數(shù)和空間坐標(biāo)代入得:333213232212131211yxyxyx(2-31)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]工頻電場(chǎng)遙測(cè)系統(tǒng)傳感器的分析與研究[J]. 石磊,張福生,羅帥,龐樹(shù)陽(yáng),常丙乾. 承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]輸電線(xiàn)路工頻電場(chǎng)的計(jì)算與測(cè)量研究[J]. 陳昊,朱超,李義峰,徐懂理. 電氣工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[3]智能防觸電安全帽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 徐天奇. 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2012(03)
[4]電容式交變電場(chǎng)傳感器與工頻電場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)研究[J]. 汪金剛,林偉,李健,毛長(zhǎng)斌,何為,王平. 傳感器與微系統(tǒng). 2010(09)
[5]驗(yàn)電器的正確使用[J]. 戴克銘. 電力安全技術(shù). 2010(09)
[6]無(wú)電極型工頻電場(chǎng)傳感器的設(shè)計(jì)[J]. 牛犇,曾嶸,李歡,王博. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(31)
[7]特高壓大跨越架空線(xiàn)路三維工頻電場(chǎng)計(jì)算[J]. 文武,彭磊,張小武,劉媛,阮江軍,趙全江,李翔. 高電壓技術(shù). 2008(09)
[8]光電集成電場(chǎng)傳感器的設(shè)計(jì)[J]. 陳未遠(yuǎn),曾嶸,梁曦東,何金良. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(10)
[9]基于電容分壓原理的電子式TV一次側(cè)設(shè)計(jì)[J]. 肖霞,張忠學(xué),徐雁,葉妙元,韓世忠,向珂. 高電壓技術(shù). 2006(05)
[10]光纖瞬態(tài)電場(chǎng)傳感器的研究[J]. 張衛(wèi)東,崔翔. 測(cè)控技術(shù). 2004(04)
碩士論文
[1]電氣開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)電場(chǎng)非接觸測(cè)量研究[D]. 劉晨朝.石家莊鐵道大學(xué) 2018
[2]基于有限元和模擬電荷法的輸電線(xiàn)路工頻電磁場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算與研究[D]. 彭湃.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[3]城網(wǎng)電纜絕緣狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及應(yīng)用研究[D]. 羅晨.重慶大學(xué) 2016
[4]微弱信號(hào)的測(cè)量以及輸入板的設(shè)計(jì)[D]. 雷冬閣.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[5]直流輸電線(xiàn)路合成電場(chǎng)與帶電作業(yè)人員體表電場(chǎng)分析研究[D]. 黎琳.重慶大學(xué) 2015
[6]高壓輸電線(xiàn)路電磁環(huán)境分析及人體生物效應(yīng)研究[D]. 高陽(yáng).華北電力大學(xué) 2015
[7]基于場(chǎng)強(qiáng)分布的非接觸式超高壓驗(yàn)電器設(shè)計(jì)[D]. 高桂華.西安電子科技大學(xué) 2014
[8]組式高壓電場(chǎng)測(cè)量和安全距離報(bào)警系統(tǒng)研究[D]. 毛凱.重慶大學(xué) 2014
[9]變電站工頻電磁環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 湯紫霖.武漢理工大學(xué) 2014
[10]珠海地區(qū)電網(wǎng)500kV、220kV、110kV變電站工頻電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量與分析[D]. 張澤林.華南理工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3075054
【文章來(lái)源】:石家莊鐵道大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)模型
第二章電力線(xiàn)纜周?chē)妶?chǎng)分布及絕緣老化基礎(chǔ)理論-14-圖2-3二維靜電場(chǎng)求解區(qū)域圖中區(qū)域V表示該區(qū)域內(nèi)含有均勻的線(xiàn)性媒介的靜電場(chǎng),其中電位函數(shù)滿(mǎn)足泊松方程式2-7。在實(shí)際中區(qū)域V的邊界條件是三類(lèi)邊界條件中的某一類(lèi)或某幾類(lèi),在此,本文僅討論最具一般性的情況,即三類(lèi)邊界條件都存在的情況。圖2-3中的321、、分別表示第一類(lèi)邊界條件、第二類(lèi)邊界條件、第三類(lèi)邊界條件。因此對(duì)應(yīng)的泊松方程及邊界值的問(wèn)題可表示為:32102qnqnf(2-19)圖2-3中,外邊界的單位法向量用n表示,式2-19中n為沿外邊界法向方向的變量。則泛函分析表達(dá)式為:F,,fL21(2-20)將式2-19中第一個(gè)方程與式(2-20)進(jìn)行聯(lián)立,得出相應(yīng)的泛函為:,FfVfV,VVdd212122(2-21)經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo),可得:d21dd212nFVfVVVu(2-22)最后一項(xiàng)可以表示為:
第二章電力線(xiàn)纜周?chē)妶?chǎng)分布及絕緣老化基礎(chǔ)理論-15-32d21d212qn(2-23)再將式2-23帶入式2-22中,可得:d21dd213222FfqVVVVu(2-24)通過(guò)式2-24可知式中已經(jīng)包含了第二類(lèi)邊界條件和第三類(lèi)邊界條件,但是并沒(méi)有包含第一類(lèi)邊界條件,所以需要單獨(dú)列出,即:12322d21dd21VvFfVminVVq(2-25)2.4.2單位插值函數(shù)的討論為進(jìn)一步計(jì)算點(diǎn)位,本節(jié)對(duì)單位插值函數(shù)進(jìn)行分析。本小節(jié)討論使用最為廣泛的三角形微小單元為例的插值基函數(shù)的推導(dǎo)。圖2-4為最簡(jiǎn)單的微小三角單元,在分析過(guò)程中,先將所研究的區(qū)域劃分為若干個(gè)這樣的微小單元,再進(jìn)行下一步分析。圖2-4微小三角形單元將微小三角形單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)用逆時(shí)針進(jìn)行編號(hào),即在該微小三角形單元上的展開(kāi)式為平面線(xiàn)性插值基函數(shù):yx321(2-30)式中,321、、為待定常數(shù)。將三個(gè)節(jié)點(diǎn)上的位函數(shù)和空間坐標(biāo)代入得:333213232212131211yxyxyx(2-31)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]工頻電場(chǎng)遙測(cè)系統(tǒng)傳感器的分析與研究[J]. 石磊,張福生,羅帥,龐樹(shù)陽(yáng),常丙乾. 承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]輸電線(xiàn)路工頻電場(chǎng)的計(jì)算與測(cè)量研究[J]. 陳昊,朱超,李義峰,徐懂理. 電氣工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[3]智能防觸電安全帽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 徐天奇. 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2012(03)
[4]電容式交變電場(chǎng)傳感器與工頻電場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)研究[J]. 汪金剛,林偉,李健,毛長(zhǎng)斌,何為,王平. 傳感器與微系統(tǒng). 2010(09)
[5]驗(yàn)電器的正確使用[J]. 戴克銘. 電力安全技術(shù). 2010(09)
[6]無(wú)電極型工頻電場(chǎng)傳感器的設(shè)計(jì)[J]. 牛犇,曾嶸,李歡,王博. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(31)
[7]特高壓大跨越架空線(xiàn)路三維工頻電場(chǎng)計(jì)算[J]. 文武,彭磊,張小武,劉媛,阮江軍,趙全江,李翔. 高電壓技術(shù). 2008(09)
[8]光電集成電場(chǎng)傳感器的設(shè)計(jì)[J]. 陳未遠(yuǎn),曾嶸,梁曦東,何金良. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(10)
[9]基于電容分壓原理的電子式TV一次側(cè)設(shè)計(jì)[J]. 肖霞,張忠學(xué),徐雁,葉妙元,韓世忠,向珂. 高電壓技術(shù). 2006(05)
[10]光纖瞬態(tài)電場(chǎng)傳感器的研究[J]. 張衛(wèi)東,崔翔. 測(cè)控技術(shù). 2004(04)
碩士論文
[1]電氣開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)電場(chǎng)非接觸測(cè)量研究[D]. 劉晨朝.石家莊鐵道大學(xué) 2018
[2]基于有限元和模擬電荷法的輸電線(xiàn)路工頻電磁場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算與研究[D]. 彭湃.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[3]城網(wǎng)電纜絕緣狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及應(yīng)用研究[D]. 羅晨.重慶大學(xué) 2016
[4]微弱信號(hào)的測(cè)量以及輸入板的設(shè)計(jì)[D]. 雷冬閣.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[5]直流輸電線(xiàn)路合成電場(chǎng)與帶電作業(yè)人員體表電場(chǎng)分析研究[D]. 黎琳.重慶大學(xué) 2015
[6]高壓輸電線(xiàn)路電磁環(huán)境分析及人體生物效應(yīng)研究[D]. 高陽(yáng).華北電力大學(xué) 2015
[7]基于場(chǎng)強(qiáng)分布的非接觸式超高壓驗(yàn)電器設(shè)計(jì)[D]. 高桂華.西安電子科技大學(xué) 2014
[8]組式高壓電場(chǎng)測(cè)量和安全距離報(bào)警系統(tǒng)研究[D]. 毛凱.重慶大學(xué) 2014
[9]變電站工頻電磁環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 湯紫霖.武漢理工大學(xué) 2014
[10]珠海地區(qū)電網(wǎng)500kV、220kV、110kV變電站工頻電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量與分析[D]. 張澤林.華南理工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3075054
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