發(fā)布時(shí)間：2021-05-26 14:11

　　近年來,我國用電需求日益增長,電力系統(tǒng)的規(guī)模也隨之?dāng)U大,電纜使用量的急劇增加,給電纜的檢修與維護(hù)的工作提出新的挑戰(zhàn)。敷設(shè)在電纜溝內(nèi)的電纜長期在高壓、大電流環(huán)境下工作容易引起電纜過負(fù)荷運(yùn)行,或者發(fā)生電纜絕緣擊穿等故障,這些現(xiàn)象都會(huì)引起電纜溫度的變化,電纜溫度過高而引起的火災(zāi)會(huì)造成嚴(yán)重的后果,而電纜過熱是電力系統(tǒng)常見的故障。因此通過電纜溫度監(jiān)測追蹤電纜的運(yùn)行狀態(tài),避免給電力企業(yè)和電力用戶造成了嚴(yán)重?fù)p失。電纜是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。電纜常用的溫度測量方式有紅外測溫,光纖光柵測溫等。聲表面波傳感器有體積小、抗干擾性強(qiáng)、無需后期維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),使得基于聲表面波的電纜測溫技術(shù)發(fā)展前景廣闊,本文設(shè)計(jì)一種基于聲表面波的電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng),對電纜溝敷設(shè)電纜進(jìn)行溫度監(jiān)測。本文首先結(jié)合傳熱學(xué)對交聯(lián)聚乙烯電纜的溫度場進(jìn)行研究,分析了傳導(dǎo)方程及不同敷設(shè)環(huán)境的邊界條件。使用COMSOL Multiphysics多物理場仿真軟件建立空氣中敷設(shè)的單芯電纜模型進(jìn)行仿真,用割線法計(jì)算電纜的載流量。分析溫度場仿真的結(jié)果,用于指導(dǎo)模擬實(shí)驗(yàn)平臺的搭建。根據(jù)實(shí)際工程,建立電纜溝電纜敷設(shè)模型進(jìn)行仿真,定位電纜群的溫度分布最大點(diǎn),確定測溫傳... 

【文章來源】：重慶理工大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 電力電纜故障監(jiān)測研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)值計(jì)算方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 電纜溫度監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 聲表面波技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)架構(gòu)
2 電纜及中間接頭的溫度場計(jì)算及多物理場仿真
    2.1 電纜溫度場計(jì)算原理
        2.1.1 電纜的結(jié)構(gòu)及敷設(shè)方式
        2.1.2 電纜的發(fā)熱分析
        2.1.3 耦合溫度場數(shù)學(xué)模型
    2.2 單芯電纜空氣中敷設(shè)多物理場建模與仿真
        2.2.1 電纜的幾何模型和物理參數(shù)設(shè)置
        2.2.2 網(wǎng)格設(shè)置
        2.2.3 溫度場及載流量有限元模型驗(yàn)證
    2.3 三芯電纜電纜溝敷設(shè)多物理場建模與仿真
        2.3.1 單根三芯電纜溫度場建模與仿真
        2.3.2 三芯電纜電纜溝敷設(shè)溫度場建模與仿真
    2.4 電纜中間接頭模型溫度場建模與仿真分析
        2.4.1 電纜中間接頭的建模與參數(shù)設(shè)置
        2.4.2 中間接頭接觸電阻分析
        2.4.3 制作良好的電纜中間接頭的溫度分布及分析
        2.4.4 缺陷電纜中間接頭的溫度分布及分析
    2.5 本章小結(jié)
3 聲表面波傳感技術(shù)
    3.1 聲表面波簡介
    3.2 聲表面波傳感器基本結(jié)構(gòu)
        3.2.1 聲表面波溫度傳感器壓電基底
        3.2.2 聲表面波溫度傳感器的叉指換能器
        3.2.3 聲表面波溫度傳感器反射柵
    3.3 聲表面波溫度傳感器的分類及原理
        3.3.1 延遲線型聲表面波溫度傳感器
        3.3.2 諧振型聲表面波溫度傳感器
    3.4 本章總結(jié)
4 基于聲表面波的電纜溫度監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建
    4.1 基于聲表面波的電纜測溫系統(tǒng)構(gòu)架
    4.2 聲表面波溫度傳感器
        4.2.1 聲表面波溫度傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.2.2 環(huán)形天線的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.2.3 聲表面波溫度傳感器芯片介紹及諧振特性分析
    4.3 無線信號讀寫器設(shè)計(jì)
        4.3.1 供電取能模塊
        4.3.2 無線發(fā)送模塊設(shè)計(jì)
        4.3.3 無線接受模塊設(shè)計(jì)
        4.3.4 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)
        4.3.5 Zig Bee通信模塊設(shè)計(jì)
        4.3.6 GPRS模塊
    4.4 軟件設(shè)計(jì)
        4.4.1 Zig Bee無線網(wǎng)絡(luò)軟件的設(shè)計(jì)
        4.4.2 監(jiān)控主機(jī)流程
    4.5 本章小結(jié)
5 測溫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建與實(shí)驗(yàn)
    5.1 測溫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        5.1.2 電纜中間接頭的制作溫度傳感器的安裝
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        5.2.1 聲表面波溫度傳感器靈敏度測試
        5.2.2 電纜及中間接頭溫度測試
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]多回輸電線路下單芯電力電纜護(hù)套感應(yīng)電壓和環(huán)流計(jì)算分析[J]. 張嘉樂,吳耀輝.  電氣技術(shù). 2016(08)
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碩士論文
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[2]高壓交流交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣的性能測試與分析[D]. 喬同磊.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[3]電力系統(tǒng)諧波檢測的研究及應(yīng)用[D]. 陳欣.華北電力大學(xué)(北京) 2019
[4]基于集成聲表面波傳感器的滾動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研制[D]. 殷斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[5]基于聲表面波傳感技術(shù)的高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 趙唐.重慶理工大學(xué) 2019
[6]高壓直流電纜附件內(nèi)缺陷對電場分布的影響研究[D]. 伍國方.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[7]基于聲表面波的非接觸無線溫度測量系統(tǒng)研究[D]. 許睿.浙江大學(xué) 2016
[8]聲表面波無源無線壓力傳感器研究[D]. 唐浚峰.北京理工大學(xué) 2016
[9]蘭姆波型聲表面波無源無線溫度傳感器的研究[D]. 陳鵬.電子科技大學(xué) 2015
[10]無源無線聲表面波溫度傳感系統(tǒng)[D]. 張亦居.南京航空航天大學(xué) 2014



本文編號：3206506