【摘要】：局部放電會(huì)產(chǎn)生納秒級(jí)陡脈沖電流并伴隨著寬頻范圍超高頻(Ultra highfrequency, UHF)電磁信號(hào)向周圍傳播。由于高壓電纜接頭金屬外屏蔽固有的高頻衰減特性，UHF電磁波信號(hào)不易向外輻射且沿電纜線芯傳播衰減嚴(yán)重，影響局部放電超高頻電磁信號(hào)檢測(cè)。 本文根據(jù)XLPE電纜附件局部放電產(chǎn)生的超高頻信號(hào)，依據(jù)信號(hào)在同軸電纜中的傳播理論和R.Jobava提出的多層復(fù)合介質(zhì)阻抗分布參數(shù)加權(quán)比傳輸線模型，采用超高頻電容耦合法，對(duì)于超高頻局部放電信號(hào)在電纜及電纜附件的傳播規(guī)律進(jìn)行研究。主要工作內(nèi)容如下： 分析局部放電信號(hào)在復(fù)合介質(zhì)中的傳播，根據(jù)波型函數(shù)推導(dǎo)出局放信號(hào)電磁波在復(fù)合介質(zhì)層的反射和折射情況，著重分析半導(dǎo)電層對(duì)于局部放電信號(hào)傳播的影響；根據(jù)電纜的等效電路模型和同軸波導(dǎo)的傳播規(guī)律公式推導(dǎo)出局部放電信號(hào)的固有衰減常數(shù)，，討論了局部放電信號(hào)在傳播過(guò)程中幅頻衰減特性。利用有限元分析法仿真，建立110kV XLPE電纜中間接頭模型，分析電纜中間接頭在生產(chǎn)安裝過(guò)程中潛在的問(wèn)題后，設(shè)計(jì)了三種典型的缺陷并且仿真分析三種缺陷下的電場(chǎng)強(qiáng)度分布；根據(jù)仿真效果確定了三種缺陷的制造位置、尺寸、形狀和施加電壓；搭建UHF局部放電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)確定電容耦合傳感器的寬度；對(duì)三種缺陷模型進(jìn)行超高頻局部放電檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)超高頻信號(hào)的頻率傳播進(jìn)行分析；分析對(duì)比頻譜儀檢測(cè)到的三種缺陷的特征圖譜，進(jìn)行超高頻局部放電信號(hào)的模式識(shí)別。
【圖文】：

1-橡膠自粘帶；2-鎧裝；3-內(nèi)護(hù)套；4-銅屏蔽層；5-半導(dǎo)電帶；6-應(yīng)力錐；7-銅網(wǎng)；8-中間接頭屏蔽罩；9-屏蔽管；10-壓接管；11-線芯；12-線芯絕緣；13-熱縮管；14-銅編織帶；15-外護(hù)套圖 1-1 110kV XLPE 電纜預(yù)制型中間接頭結(jié)構(gòu)Fig.1-1 The structure of prefabricated joint in 110kV XLPE cable在電纜附件工作過(guò)程中，可能出現(xiàn)的問(wèn)題如表 1.1 所示：表 1-1 電纜附件老化形態(tài)及破壞原因Table 1-1 Cable accessories aging condition and the failure reason老化原因 老化形態(tài)電效應(yīng) 運(yùn)行電壓、過(guò)電壓、過(guò)負(fù)荷、直流分量局部放電老化、電樹(shù)枝老化、水樹(shù)枝老化熱效應(yīng) 溫度異常、冷熱循環(huán) 熱老化、熱-機(jī)械老化化學(xué)效應(yīng) 化學(xué)腐蝕、油浸泡 化學(xué)腐蝕，化學(xué)樹(shù)枝機(jī)械效應(yīng) 機(jī)械沖擊、擠壓、外傷 機(jī)械損傷、變性生物效應(yīng) 動(dòng)物啃咬、微生物腐蝕 成孔、短路1.1.2 局部放電檢測(cè)狀態(tài)評(píng)估的意義

b)Rogowski 等效電路b) Rogowski equivalent circuit圖 1-2 Rogowski 線圈傳感器及等效電路Fig.1-2 Rogowski coil sensor and equivalent circuit為了檢測(cè) XLPE 電纜附件的局部放電，德國(guó)漢諾威圈，達(dá)到靈敏度可以檢測(cè)大于 1pC 的局部放電，但10MHz[11]。1998 年瑞士學(xué)者在 170kV XLPE 電纜預(yù)電磁耦合法，這個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)頻寬達(dá)到了 15MHz～pC[12]。合法 電容耦合法的原理是利用耦合電極的方式感耦合電極有兩種，一種是利用應(yīng)力錐上的半導(dǎo)電層纜及附件外側(cè)的金屬薄片。其結(jié)構(gòu)示意圖和等效電德國(guó)柏林將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在 400kV 電纜系統(tǒng)，此后他各種檢測(cè)方法更加理想[13]。另外，世界各地學(xué)者研究和改進(jìn)，比較有代表性的如英國(guó)南安普頓大學(xué)傳感器，該傳感器的制作方法為去掉 100mm 的金屬
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM855

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 楊帆;楊旗;程鵬;王曉宇;楊永明;;電纜接頭內(nèi)部氣隙放電缺陷下的絕緣劣化程度表征方法[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2017年02期

2 唐科;文武;丁俊杰;詹清華;肖微;劉超;;基于有限元法的電纜接頭溫度場(chǎng)仿真[J];電力建設(shè);2016年02期

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1 蘆翔;局部放電超聲信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)研制及局部放電試驗(yàn)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2017年

2 任學(xué)龍;高壓電纜放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2546431