基于温度场逆问题的电缆接头内部偏心检测方法研究

摘要

近年来随着城市电网的快速发展，投入运行的电缆里程数不断增加，电缆事故也频发并导致了严重事故，严重影响供电可靠性以及居民生活。在电缆事故中以电缆接头事故居多，主要原因在于电缆接头制作过程由于人工工艺不同导致不同的缺陷。
　　论文针对电缆接头制作过程中绝缘填充不规范导致的电缆绝缘偏心问题的检测开展研究，提出了一种基于温度场逆问题的电缆接头内部偏心缺陷诊断方法，即根据电缆接头表面的温度，建立起逆问题方程，通过对逆问题的求解，得出电缆内部的偏心缺陷。论文主要完成的工作如下：
　　①根据传热学基本原理以及电缆接头的内部结构，建立了电缆接头的温度场正问题的简化模型，并对其进行了求解计算，得出其不同偏心程度下温度场的变化规律，验证了可以根据电缆接头外部温度分布特性，检测内部的偏心缺陷的可行性。
　　②建立了电缆接头的温度场内问题，研究了基于共轭梯度法的逆问题求解方法，利用该方法解决逆问题求解的病态性，并开展了电缆接头逆问题的计算实例，验证其可行性。
　　③以电缆接头实际运行的发热为依据，采用等效热源法建立了电缆接头内部偏心的模拟实验，研究了不同偏心程度下电缆接头温度场正问题与逆问题的正确性与适用性。
　　结果表明：通过热路法可以较好求得电缆接头内部温度估算值；通过共轭梯度法正演得出的电缆接头温度场分布与仿真结果较为一致，其反演结果误差在6％左右；对于电缆接头的偏心，热路法计算可以得出误差较小的偏心距离数值，通过共轭梯度法反演内源结果可以较直观了解电缆接头内部偏心状况。

目录

1 绪 论

1.1 选题背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文完成内容

2 电缆接头温度场正问题及温度分布特性

2.1 电缆接头结构及其温度场正问题简化模型

2.2 电缆接头温度场的正问题及计算

2.3 不同偏心程度下的电缆接头温度场分布规律

2.4小结

3 电缆接头温度场逆问题及求解方法

3.1 电缆接头温度场逆问题

3.2 基于热路法的反演算法

3.3 基于共轭梯度法的反演算法

3.4 小结

4 基于逆问题的电缆接头偏心程度检测方法

4.1 电缆接头偏心时温度场概述及检测方法现状

4.2 不同偏心距离的逆问题求解

4.3 试验平台搭建

4.4 试验结果与分析

4.5 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献