【摘要】：XLPE電力電纜因其優(yōu)越的電氣和機(jī)械性能而大量在地下輸配電網(wǎng)絡(luò)中使用。然而XLPE等聚合物材料中空間電荷的積聚會(huì)使得局部場強(qiáng)發(fā)生畸變,嚴(yán)重影響其絕緣性能,因此,研究這些絕緣介質(zhì)中的空間電荷分布具有重大意義。目前,在空間電荷的測量方法中,電聲脈沖法(PEA)的應(yīng)用最廣泛,能用于測量切片狀固體和電纜本體試樣中的空間電荷分布,但如何根據(jù)PEA測得的電壓信號求出試樣中空間電荷量的準(zhǔn)確分布是一個(gè)重要問題。本文基于XLPE電纜PEA測試系統(tǒng),從硬件電路和PEA系統(tǒng)中聲波在介質(zhì)中的傳播特性兩個(gè)方面分析了空間電荷測試信號受到的影響,前者包括硬件電路的頻率響應(yīng)引起的信號過沖、溫度梯度場下壓電傳感器和放大器性工作性能的改變,后者包括介質(zhì)摩擦阻尼及聲波輻射形狀對聲脈沖形成的衰減色散、溫度梯度場下聲脈沖在XLPE絕緣中的傳播速度和幅值的變化等。在這些因素中,針對能夠影響空間電荷量及分布判斷的部分,提出了空間電荷測試波形恢復(fù)的方法,開發(fā)了一套基于XLPE電纜的PEA測試信號處理程序,程序主要包含三大模塊,分別是測試信號過沖恢復(fù)模塊、衰減恢復(fù)模塊以及單位校正模塊,其中過沖恢復(fù)采用了頻域下的反卷積技術(shù),并通過高斯函數(shù)對反卷積中的病態(tài)問題進(jìn)行約束,衰減恢復(fù)模塊包含三個(gè)分支,分別針對切片試樣,XLPE電纜本體以及溫度梯度場下的XLPE電纜本體,對程序有效性進(jìn)行了實(shí)例分析驗(yàn)證。為空間電荷對XLPE等絕緣材料老化特性的研究提供了數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)。
[Abstract]:XLPE power cables are widely used in underground transmission and distribution networks due to their superior electrical and mechanical properties. However, the accumulation of space charges in polymer materials such as XLPE will cause local field strength distortion and seriously affect their insulation properties. Therefore, it is of great significance to study the distribution of space charges in these insulating media. At present, the electro-acoustic pulse method (PEA) is the most widely used method in the measurement of space charge, and it can be used to measure the space charge distribution in sliced solid and cable body samples. However, it is an important problem that how to calculate the accurate distribution of the space charge in the sample according to the voltage signal measured by PEA. Based on the XLPE cable PEA test system, this paper analyzes the influence of space charge test signal from two aspects: the hardware circuit and the propagation characteristic of acoustic wave in the medium of the PEA system. The former includes the signal overshoot caused by the frequency response of the hardware circuit, and the signal overshoot caused by the frequency response of the hardware circuit. Changes in the performance of piezoelectric sensors and magnifiers under temperature gradient fields, which include dielectric friction damping and attenuation dispersion of acoustic pulses formed by acoustic radiation shapes. The variation of propagation velocity and amplitude of acoustic pulse in XLPE insulation under temperature gradient field. In these factors, aiming at the part that can influence the space charge quantity and the distribution judgment, this paper puts forward the method of restoring the space charge test waveform, and develops a set of PEA test signal processing program based on XLPE cable. The program mainly includes three modules. The signal overshoot recovery module, attenuation recovery module and unit correction module are respectively tested. The over-impulse recovery adopts deconvolution technology in frequency domain, and the ill-conditioned problem in deconvolution is constrained by Gao Si function. The attenuation recovery module consists of three branches. For slice sample, XLPE cable body and XLPE cable body under temperature gradient field, the validity of the program is analyzed and verified by an example. It provides the basis of data analysis for the study of aging characteristics of insulating materials such as XLPE by space charge.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM247

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本文編號：2449550