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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于高壓電纜諧振耐壓局部放電系統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的研究（附實(shí)驗(yàn)報(bào)告）
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡(jiǎn)介：
- 本研究通過(guò)諧振耐壓系統(tǒng)對(duì)高壓電纜試品施加交流高電壓，激發(fā)出電纜內(nèi)部故障點(diǎn)處的局部放電信號(hào)，設(shè)計(jì)合理的局放檢測(cè)系統(tǒng)與高壓諧振電源相結(jié)合，有效檢測(cè)電纜的局部放電信號(hào)，并對(duì)其視在放電量進(jìn)行標(biāo)定。在有效獲取局放信號(hào)的基礎(chǔ)上，基于行波原理對(duì)故障點(diǎn)位置進(jìn)行計(jì)算，有效排除電纜潛在性故障，確保電纜的安全運(yùn)行。
- 詳細(xì)介紹：
- 通過(guò)對(duì)比直流法和交流法的不足，本研究通過(guò)諧振耐壓系統(tǒng)對(duì)高壓電纜試品施加交流高電壓，激發(fā)出電纜內(nèi)部故障點(diǎn)處的局部放電信號(hào)，動(dòng)手制作信號(hào)傳感器（羅氏線圈和檢測(cè)阻抗），設(shè)計(jì)合理的局放檢測(cè)系統(tǒng)與高壓諧振電源相結(jié)合，有效檢測(cè)電纜的局部放電信號(hào)，并對(duì)其視在放電量進(jìn)行標(biāo)定。在有效獲取局放信號(hào)的基礎(chǔ)上，基于行波原理對(duì)故障點(diǎn)位置進(jìn)行計(jì)算，有效排除電纜潛在性故障，確保電纜的安全運(yùn)行
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 近年來(lái)電纜得以廣泛應(yīng)用且容量和長(zhǎng)度不斷攀升，以往的直流耐壓試驗(yàn)不能正確反映電纜的實(shí)際絕緣性能，而普通工頻試驗(yàn)設(shè)備需要大容量電源，不適合現(xiàn)場(chǎng)使用。為解決電源容量問(wèn)題，采用串聯(lián)諧振式高壓系統(tǒng)作為電纜檢測(cè)的電源?，F(xiàn)有諧振電源只能檢測(cè)大故障，不能進(jìn)行局部放電的檢測(cè)，我們配合諧振耐壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)出了局部放電檢測(cè)裝置，使這套測(cè)量系統(tǒng)能同時(shí)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)和局部放電檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)電纜的大、小故障，提高電纜供電可靠性。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性： 1、使用串聯(lián)諧振方法：相比于直流試驗(yàn)法，串聯(lián)諧振法對(duì)電纜本身的損害較小，諧振法解決了用交流法需要大容量電源的問(wèn)題。 2、數(shù)據(jù)采集方法的確定及傳感器的制作：使用耦合電容方法，將局放的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成檢測(cè)阻抗的電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。 先進(jìn)性及獨(dú)特之處： 1、局部放電系統(tǒng)的加裝。 2、能同時(shí)進(jìn)行局部放電故障點(diǎn)的定位和放電量的標(biāo)定
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 電力系統(tǒng)和工礦企業(yè)運(yùn)行著大量高壓電纜，做好其交接和預(yù)防性試驗(yàn)是保證安全運(yùn)行的重要工作。實(shí)踐證明局部放電是造成高壓電氣設(shè)備最終發(fā)生絕緣擊穿的主要原因。因此在電纜運(yùn)行前對(duì)其進(jìn)行局部放電檢測(cè)定位與放電量標(biāo)定具有十分重要的意義。首先，在制造長(zhǎng)度較長(zhǎng)電纜時(shí)，通過(guò)局部放電定位可找出缺陷部分并剔除，而不必使整個(gè)電纜報(bào)廢。其次，對(duì)經(jīng)定位查找出的缺陷部分電纜進(jìn)行結(jié)構(gòu)和絕緣解剖，找出缺陷的根本原因，采取措施消除缺陷。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目前在國(guó)際和國(guó)內(nèi)已有越來(lái)越多的XLPE 交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。但是直流法會(huì)對(duì)電纜造成嚴(yán)重?fù)p失。同時(shí)，直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)下電纜承受的過(guò)電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法越來(lái)越受到人們的重視。但由于電纜的電容量較大，采用傳統(tǒng)的工頻試驗(yàn)變壓器很笨重、龐大、且大電流的工作電源現(xiàn)場(chǎng)不易取得，所以采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備，其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運(yùn)輸。 研究發(fā)現(xiàn)，電纜的局部放電量與其絕緣狀況密切相關(guān)，局部放電量的變化預(yù)示著電纜絕緣可能存在的運(yùn)行缺陷，因此準(zhǔn)確測(cè)量電纜局部放電量是判斷電纜絕緣品質(zhì)的最直觀、理想、有效的方法。 本研究通過(guò)諧振耐壓系統(tǒng)激發(fā)出故障點(diǎn)局部放電信號(hào)，設(shè)計(jì)合理的局放檢測(cè)系統(tǒng)與高壓諧振電源相結(jié)合，有效檢測(cè)電纜的局部放電信號(hào)，并對(duì)其視在放電量進(jìn)行標(biāo)定。在有效獲取局放信號(hào)的基礎(chǔ)上，基于行波原理對(duì)故障點(diǎn)位置進(jìn)行計(jì)算，有效排除電纜潛在性故障，確保電纜的安全運(yùn)行。
獲獎(jiǎng)情況
- 此前沒有發(fā)表及獲獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 本作品從實(shí)際出發(fā)，將局部放電的測(cè)量、定位與諧振耐壓相結(jié)合，能夠有效解決電纜加壓、局部放電檢測(cè)、定位等相關(guān)問(wèn)題。研究中所涉及的技術(shù)問(wèn)題屬于目前電纜局放檢測(cè)領(lǐng)域較為關(guān)注的熱點(diǎn)，具有較高的理論與實(shí)際價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
- 1.雷振山 魏麗等《Labview高級(jí)編程與虛擬儀器工程應(yīng)用》 中國(guó)鐵道部出版社 2009年5月 2.燕慶明 《信號(hào)分析與處理》 電子工業(yè)出版社 2009年 3.程學(xué)慶 房曉溪等《Labview圖形化編程與實(shí)例應(yīng)用》 中國(guó)鐵道部出版社 2005年 4.張曉陽(yáng) 浦子耿 徐洪峰，電力電纜叫不妙放電測(cè)量小波降噪技術(shù) 5.白春濤 基于小波分析的電力電纜故障行波測(cè)距研究 2008年 6.時(shí)昌盛 蘇良虎，行波測(cè)距在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 2010年 7.杜言 交聯(lián)聚乙烯電纜局部放電在線監(jiān)測(cè)及定位研究 2006年 8.李萍 李光茂 程養(yǎng)春 李成榕 基于分布參數(shù)模型的寬頻帶Rogowski線圈的高頻特性研究 9. 邱昌容 王乃慶 電工設(shè)備局部放電及其測(cè)量技術(shù) 10.楊紅偉 陳明軍 《Rogowski線圈的設(shè)計(jì)原理及其預(yù)處理電路的分析》(浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院,浙江杭州310014)
同類課題研究水平概述
- 為滿足電力系統(tǒng)電力運(yùn)行安全的需求，電氣設(shè)備的局部放電在線檢測(cè)等技術(shù)，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前電纜的在線檢測(cè)通常用直流分量法，直流疊加法，介質(zhì)損耗角正切值法，超低頻疊加法，交流疊加法，局部放電檢測(cè)法。前四種方法對(duì)絕緣的潛伏性缺陷難以發(fā)現(xiàn)，更不可能實(shí)現(xiàn)預(yù)見和預(yù)測(cè)電氣設(shè)備突發(fā)性事故。而對(duì)于交流法，由于電纜容量大，需要具有非常大的容量電源裝置才能激發(fā)出局部放電，這在實(shí)際的測(cè)量中幾乎不能實(shí)現(xiàn)，為此局部放電在線檢測(cè)是研究的熱點(diǎn)之一。因此，將計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量系統(tǒng)與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相結(jié)合，將測(cè)得的局部放電信號(hào)經(jīng)放大，濾波后進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)送人計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析從而實(shí)現(xiàn)局部放電部位的測(cè)量和定位是目前的主流趨勢(shì)之一。
