本文關(guān)鍵詞：基于絕緣電阻的電纜用乙丙橡膠絕緣表面電痕故障診斷方法研究

  更多相關(guān)文章： 乙丙橡膠 表面電痕 絕緣電阻 特征提取 故障診斷

【摘要】：本論文是國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“礦用高壓電纜絕緣故障機(jī)理及其壽命評(píng)估方法研究”(項(xiàng)目編號(hào):51377113)的主要研究?jī)?nèi)容之一,即研究礦用10kV乙丙橡膠絕緣電纜因表面電痕形成的老化及其故障診斷方法。目前,我國(guó)煤礦井下已大范圍使用10kV供電,其輸電電纜以礦用移動(dòng)金屬屏蔽橡套軟電纜為主。它的主絕緣層材料為乙丙橡膠(Ethylene Propylene Rubber,EPR)。雖然乙丙橡膠絕緣具有優(yōu)異的耐候、阻水、耐熱性和耐腐蝕性能,以及良好的柔韌性及介電性能,然而煤礦井下工況條件復(fù)雜,電纜往往同時(shí)受多種老化因子的作用,引起絕緣劣化及損壞。如電纜由于經(jīng)常拖拽,外護(hù)套易發(fā)生損傷,使得主絕緣層和金屬屏蔽層裸露在外,則在此處容易發(fā)生沿面放電,形成表面電痕。此外,礦用電氣設(shè)備接線腔內(nèi)的高壓電纜接頭往往不做特殊處理,直接裸露在外。如果接頭處理不當(dāng)或表面有污染物,在較低電壓作用下也會(huì)因?yàn)檠孛娣烹娦纬杀砻骐姾邸＿@些表面電痕將使絕緣產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷,并逐漸劣化直至絕緣失效。針對(duì)礦用10kV乙丙橡膠電纜絕緣存在的以上問題,本文以乙丙橡膠絕緣表面電痕為研究對(duì)象,理論和試驗(yàn)相結(jié)合,研究不同表面狀態(tài)下,乙丙橡膠表面電痕的形成和破壞機(jī)理及其診斷方法。具體研究?jī)?nèi)容如下:基于礦用乙丙橡膠電纜絕緣運(yùn)行環(huán)境,首先研究了電纜用乙丙橡膠在不同電場(chǎng)分布下的沿面放電情況,并對(duì)放電結(jié)束后的表面電痕情況進(jìn)行了分析;然后根據(jù)IEC60587試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)研究了乙丙橡膠的耐電痕性能;最后研究了絕緣污穢對(duì)乙丙橡膠絕緣污穢的影響。在實(shí)驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上,選擇體電阻、極化-去極化電流和回復(fù)電壓來對(duì)乙丙橡膠的表面電痕化程度進(jìn)行表征,并詳細(xì)分析了測(cè)量電壓、測(cè)量溫度和電痕化程度對(duì)體電阻、極化-去極化電流和回復(fù)電壓的影響情況和影響機(jī)理�；诓煌姾鄹g及絕緣污穢程度下,體電阻、極化-去極化電流和回復(fù)電壓的曲線差異,提取典型特征參數(shù),對(duì)電痕化故障進(jìn)行表征。簡(jiǎn)要介紹了模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本理論,在分析了各自優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上將二者結(jié)合起來形成模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)故障診斷功能。主要依托LabVIEW軟件平臺(tái),編寫了特征量提取程序,并選擇合適的隸屬函數(shù)對(duì)原始特征數(shù)據(jù)進(jìn)行了模糊化處理,經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)診斷故障。研究結(jié)果表明,對(duì)不同電場(chǎng)情況下的沿面放電過程進(jìn)行研究,有助于深入認(rèn)識(shí)電場(chǎng)分布情況對(duì)起始放電、放電發(fā)展過程和電痕形成的影響;IEC電痕試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)乙丙橡膠的耐電痕性能評(píng)估;所選故障特征量與模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷相結(jié)合的方法,可以對(duì)乙丙橡膠絕緣的表面電痕腐蝕與絕緣臟污進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別分類。
【關(guān)鍵詞】：乙丙橡膠 表面電痕 絕緣電阻 特征提取 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD605
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究的目的和意義11
• 1.2 礦用乙丙橡膠電纜概況11-14
• 1.2.1 礦用乙丙橡膠電纜的基本結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 礦用乙丙橡膠電纜的典型絕緣故障13-14
• 1.2.3 乙丙橡膠絕緣的基本特性14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外絕緣材料表面電痕破壞研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 國(guó)內(nèi)外高壓電纜故障診斷方法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文的研究目標(biāo)及主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.5.1 研究目標(biāo)16
• 1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 乙丙橡膠表面電痕破壞機(jī)理及試驗(yàn)分析17-41
• 2.1 不同電場(chǎng)分布下的沿面放電17-28
• 2.1.1 沿面放電機(jī)理17-18
• 2.1.2 試樣制備18
• 2.1.3 電極系統(tǒng)18-19
• 2.1.4 試驗(yàn)設(shè)置19-20
• 2.1.5 表面擊穿測(cè)量結(jié)果分析20-21
• 2.1.6 表面擊穿痕跡分析21-23
• 2.1.7 沿面放電試驗(yàn)結(jié)果分析23-28
• 2.2 IEC標(biāo)準(zhǔn)電痕試驗(yàn)28-36
• 2.2.1 表面電痕形成機(jī)理28-29
• 2.2.2 試驗(yàn)方法選擇29-30
• 2.2.3 試樣制備30-31
• 2.2.4 試驗(yàn)設(shè)置31-32
• 2.2.5 試驗(yàn)結(jié)果分析32-35
• 2.2.6 電痕形成表面形態(tài)分析35-36
• 2.3 絕緣污穢試驗(yàn)36-39
• 2.3.1 絕緣污穢放電機(jī)理36-37
• 2.3.2 試驗(yàn)方法選擇37
• 2.3.3 試樣制備37-38
• 2.3.4 試驗(yàn)設(shè)置38
• 2.3.5 試驗(yàn)結(jié)果分析38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 第三章 基于絕緣電阻的表面電痕腐蝕程度分析41-61
• 3.1 絕緣電阻41-43
• 3.1.1 絕緣電阻的概念、物理意義41
• 3.1.2 常見表征絕緣電阻的基本參數(shù)41-43
• 3.2 乙丙橡膠的體電阻43-49
• 3.2.1 不同腐蝕程度試樣選擇43-44
• 3.2.2 體電阻測(cè)量系統(tǒng)44
• 3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析44-49
• 3.3 乙丙橡膠的極化-去極化電流49-55
• 3.3.1 極化-去極化電流測(cè)量系統(tǒng)49-50
• 3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析50-54
• 3.3.3 基于極化-去極化電流法的絕緣電阻分析54-55
• 3.4 乙丙橡膠的回復(fù)電壓55-59
• 3.4.1 回復(fù)電壓測(cè)量系統(tǒng)55-56
• 3.4.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析56-59
• 3.4.3 基于回復(fù)電壓法的絕緣電阻分析59
• 3.5 本章小結(jié)59-61
• 第四章 表面電痕化特征量分析與提取61-69
• 4.1 絕緣電阻特征量的分析與提取61-63
• 4.2 極化-去極化電流特征量的分析與提取63-66
• 4.3 回復(fù)電壓特征量的分析與提取66-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 第五章 電纜用乙丙橡膠絕緣表面電痕故障診斷方法研究69-87
• 5.1 模糊理論69-72
• 5.1.1 模糊理論簡(jiǎn)介69
• 5.1.2 模糊性69-70
• 5.1.3 模糊集合70
• 5.1.4 隸屬函數(shù)的類型70-72
• 5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論72-74
• 5.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介72
• 5.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)72-74
• 5.3 模糊理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合74
• 5.4 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論在電纜用乙丙橡膠絕緣表面電痕故障診斷中的應(yīng)用74-85
• 5.4.1 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷總體結(jié)構(gòu)74-75
• 5.4.2 故障特征量提取程序75-79
• 5.4.3 隸屬函數(shù)確定79-82
• 5.4.4 診斷方法的實(shí)現(xiàn)82-85
• 5.5 本章小結(jié)85-87
• 第六章 結(jié)論與展望87-89
• 6.1 研究結(jié)論87-88
• 6.2 工作展望88-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 致謝93-95
• 作者在攻讀碩士期間的研究成果95

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本文編號(hào)：533751