基于脉冲电流法的交联电缆局放检测及定位仿真研究

摘要

近年来，交联聚乙烯电力电缆在其投入运用的数量和电压等级上都得到了飞速的提高和发展，通过对局放信号的检测和分析实现电力电缆绝缘故障的诊断和定位也越来越受到重视。本文采用脉冲电流法对电力电缆的局放信号的检测、传播特性和定位进行了研究和分析。
　　利用Matlab建立了单线路电力电缆线路模型，对1MHz～100MHz频率范围内的信号在不同长度电缆中的传输规律进行了仿真，得出高频信号的衰减幅度更加明显，滞后时间更长。
　　利用Matlab建立了Rogowski线圈互感器仿真模型，并对1MHz～100MHz的信号在互感器线圈中的传输特性进行了仿真。通过互感器参数的不断调整，最终确定了适合于本课题的测量频带要求的线圈参数。同时设计了前置放大电路和信号采集器，完成了完整的Rogowski线圈互感器的设计。
　　针对局部放电信号高频分量大，放电时间短等特性，利用Matlab建立了双指数函数局部放电模型，并对其在电缆中的传输特性进行了仿真。
　　在前述仿真的基础上，采用行波法对电缆中局放的位置进行定位。通过对行波法进行改进，将定位误差缩减在1％以内。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究目的和意义

1．1．1 课题研究目的

1．1．2 课题研究意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 国内外常用局放检测方法介绍

1．2．2 国内外局放检测仪的发展进程

1．3 本论文工作概述

第2章 电力电缆局部放电故障分析

2．1 局部放电信号的形成原理

2．1．1 局部放电的发生原理

2．1．2 局部放电的影响

2．2 局部放电的类型

2．2．1 表面局部放电

2．2．2 内部局部放电

2．3 本章小结

第3章 局放信号在电力电缆中的传播特性分析

3．1 局放信号在电缆中的传播特性

3．1．1 电力电缆的等效电路参数分布

3．1．2 电力电缆传播特性参数

3．1．2 局放信号在电缆传输中的衰耗

3．2 局放信号在电缆中传播的仿真分析

3．2．1 仿真工具简介

3．2．2 局放信号的数学模型

3．2．3 Matlab中建立电缆模型所需模块

3．2．4 示波器信号实时采样

3．2．4 仿真实验及其结果

3．3 本章小结

第4章 Rogowski线圈电流互感器的仿真分析与设计

4．1 Rogowski线圈简介

4．2 Rogowski线圈的工作原理

4．3 Rogowski线圈互感器的设计

4．3．1 Rogowski线圈绕线方法的选取

4．3．2 Rogowski线圈骨架的确定

4．4 Rogowski线圈参数的选取

4．5 Rogowski线圈的频率特性

4．6 Rogowski线圈仿真设计

4．6．1 Rogowski线圈设计要求

4．6．2 建立Rogowski线圈仿真模型所需模块

4．6．3 Rogowski线圈的仿真分析

4．6．4 Rogowski线圈各个参数对信号输出的影响

4．7 互感器相关硬件设计

4．7．1 前置放大电路

4．7．2 信号采集

4．8 本章小结

第5章 局放信号定位研究及仿真

5．1 时间延迟估计方法研究

5．1．1 时延估计原理及分类

5．1．2 相关法时延估计

5．2 传统行波法

5．2．1 传统行波法测距原理及计算方法

5．2．2 传统行波法测距仿真

5．3 改进的行波法

5．3．1 改进行波法接线原理及计算方法

5．3．2 测距仿真

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢