隨著目前我國城市化水平的不斷提高,作為城市電網(wǎng)的重要設(shè)備,近年來我國電力電纜的敷設(shè)里程快速增長。電纜故障頻繁發(fā)生,造成較大經(jīng)濟損失,對電網(wǎng)安全造成極大挑戰(zhàn),也影響了電網(wǎng)公司的形象。電纜接頭作為連接電力電纜的重要附件,由施工人員在現(xiàn)場進(jìn)行制作。由于施工人員的素質(zhì)參差不齊,容易造成電纜接頭接觸電阻過大,導(dǎo)致電纜接頭持續(xù)發(fā)熱,加速絕緣老化,最終造成絕緣擊穿。目前針對電纜接頭壓接缺陷導(dǎo)致的接觸電阻過大問題,尚缺乏有效的檢測方法,本文針對這一工程實際問題,通過多物理場耦合仿真和實驗測量相結(jié)合的手段,實現(xiàn)了對電纜接頭接觸電阻的評估,從而對壓接缺陷進(jìn)行檢測。具體研究內(nèi)容包括:（1）根據(jù)電纜接頭廠家圖紙,采用COMSOL軟件對YJJJ 64/110kV預(yù)制式直通接頭,YJLW03 64/110kV電纜進(jìn)行建模仿真,實現(xiàn)了電纜接頭的電磁-熱耦合計算,得到了電纜接頭的三維溫度場分布情況。通過實測溫度數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果的對比,驗證了模型的有效性。（2）建立了電纜接頭接觸電阻等效計算模型,研究電纜接頭在不同影響因素下的溫度場分布規(guī)律,并對壓接缺陷的表征參量進(jìn)行選取。基于電纜接頭三維溫度場分布規(guī)律,通過數(shù)學(xué)方法求解... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 論文的背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電力電纜溫度監(jiān)測現(xiàn)狀
        1.2.2 電力電纜溫度場計算研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 基于電磁-熱耦合的電纜接頭溫度場仿真
    2.1 高壓電力電纜接頭結(jié)構(gòu)
    2.2 高壓電纜接頭電磁-熱耦合場數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 電磁場數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 溫度場數(shù)學(xué)模型
        2.2.3 電纜接頭電磁-熱耦合計算求解流程
    2.3 電纜接頭溫度場仿真計算
        2.3.1 電纜接頭物性參數(shù)
        2.3.2 邊界條件設(shè)置
        2.3.3 網(wǎng)格剖分
        2.3.4 計算結(jié)果與分析
        2.3.5 實驗驗證
    2.4 本章小結(jié)
3 電纜接頭壓接缺陷表征方法研究
    3.1 基于接觸系數(shù)的電纜接頭接觸電阻等效模型
    3.2 壓接缺陷狀態(tài)下的電纜接頭溫度場分布影響因素研究
        3.2.1 接觸電阻對電纜接頭溫度場分布的影響
        3.2.2 環(huán)境溫度對電纜接頭溫度分場布的影響
        3.2.3 負(fù)荷電流對電纜接頭溫度場分布的影響
    3.3 壓接缺陷下的狀態(tài)表征參量分析
    3.4 壓接工藝缺陷下的電纜接頭接觸電阻狀態(tài)表征方法
        3.4.1 基于纜芯溫差的接觸電阻表征方法
        3.4.2 基于表皮溫差的接觸電阻表征方法
    3.5 本章小結(jié)
4 電纜接頭三維溫度場監(jiān)測裝置研制
    4.1 溫度監(jiān)測裝置需求分析與框架設(shè)計
        4.1.1 溫度監(jiān)測裝置功能需求分析
        4.1.2 溫度監(jiān)測裝置硬件框架設(shè)計
    4.2 溫度采集節(jié)點硬件設(shè)計
        4.2.1 溫度傳感器選型
        4.2.2 溫度采集節(jié)點設(shè)計與安裝
        4.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計
    4.3 溫度數(shù)據(jù)收集終端硬件設(shè)計
        4.3.1 單片機核心處理模塊設(shè)計
        4.3.2 供電電源設(shè)計
        4.3.3 串口通信電路設(shè)計
        4.3.4 SD卡存儲系統(tǒng)設(shè)計
    4.4 測溫精度校驗
    4.5 電纜接頭三維溫度場監(jiān)測裝置應(yīng)用
        4.5.1 溫度監(jiān)測裝置實驗室應(yīng)用
        4.5.2 溫度監(jiān)測裝置現(xiàn)場應(yīng)用
    4.6 本章小結(jié)
5 不同壓接工藝的電纜接頭壓接缺陷檢測
    5.1 電纜接頭熱循環(huán)試驗系統(tǒng)
        5.1.1 升壓單元
        5.1.2 升流單元
        5.1.3 電纜模型單元
    5.2 不同工況下的電纜接頭三維溫度場監(jiān)測
        5.2.1 650A工況下的電纜接頭三維溫度場監(jiān)測
        5.2.2 1200A工況下的電纜接頭三維溫度場監(jiān)測
    5.3 電纜接頭壓接缺陷檢測
        5.3.1 壓接工藝下的電纜接頭壓接缺陷檢測
        5.3.2 插拔工藝下的電纜接頭壓接缺陷檢測
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論和展望
    6.1 研究工作結(jié)論
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間科研成果
    B.作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]110 kV高壓電纜中間接頭系列故障分析[J]. 劉鳳蓮,鄧元實,薛志航,朱軻,張涵軼,楊小兵.  電線電纜. 2017(06)
[2]110kV電纜中間接頭載流能力計算與實驗分析[J]. 劉剛,王振華,徐濤,劉毅剛,王鵬宇.  高電壓技術(shù). 2017(05)
[3]基于ANSYS的高壓交流電纜接頭載流量確定方法[J]. 劉剛,王鵬宇,王振華,徐濤,劉毅剛,韓卓展.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[4]高壓電纜中間接頭軸向傳熱的實驗研究[J]. 林冬,張雪瑩,王鵬宇,劉立夫,毛健琨,徐濤.  電線電纜. 2017(01)
[5]110kV電纜線路中間接頭載流量實驗研究及分析[J]. 徐濤,王鵬宇,徐研,王振華,劉毅剛,劉剛,林滿豪.  絕緣材料. 2017(01)
[6]“十三五”骨干網(wǎng)架發(fā)展的探討[J]. 韓豐,宋福龍,羅金山,韓曉男.  中國電力. 2017(01)
[7]工作溫度和絕緣溫差約束下的高壓直流電纜接頭載流量計算[J]. 陽林,李昭紅,郝艷捧,傅明利,田野.  電力系統(tǒng)自動化. 2016(18)
[8]玻璃鋼保護(hù)殼對電纜接頭熱場影響的實驗分析[J]. 徐研,王鵬宇,劉毅剛,郭珊珊,王振華,劉剛.  廣東電力. 2016(09)
[9]考慮接觸電阻下的電纜接頭熱點溫度[J]. 劉超,阮江軍,黃道春,詹清華,肖微,唐科.  高電壓技術(shù). 2016(11)
[10]電纜接頭溫度反演及故障診斷研究[J]. 高云鵬,譚甜源,劉開培,阮江軍.  高電壓技術(shù). 2016(02)

碩士論文
[1]電纜接頭溫度監(jiān)測技術(shù)的研究[D]. 李華忠.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[2]紅外成像技術(shù)及在天津電網(wǎng)電纜設(shè)備的應(yīng)用研究[D]. 李超群.天津大學(xué) 2013
[3]基于紅外熱像技術(shù)的船用電纜三維溫度場仿真研究[D]. 趙純領(lǐng).哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]電力電纜中間接頭溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 韓筱慧.華北電力大學(xué) 2012
[5]依據(jù)表皮溫度準(zhǔn)確計算單芯高壓電纜線芯溫度的理論及實驗研究[D]. 雷鳴.華南理工大學(xué) 2011



本文編號：3648651