XLPE高压电缆绝缘监测与试验研究

论文摘要

近年来电力建设的飞速发展电力电缆的应用日益广泛,XLPE电缆以其优越的电气性能和耐热性能在电缆输电线路研究中受到重视。随着电缆数量的增多及运行时间的延长,电缆的故障也越来越频繁。自二十世纪八十年代以来,人们陆续研究出了多种在线监测方法来监测电缆的绝缘老化状况,但这些方法都存在一定的局限性不利于推广应用。在综合分析各种在线监测方法的基础上,本文旨在提出一种新的绝缘在线监测方法,该方法主要优点易于与各种干扰信号分离,便于监测且精度较高。本文首先通过分析电缆故障发生的原因,排除电缆终端头、接头不良等早期故障以及外力破坏等事故,从而获得水树老化是造成XLPE电缆击穿的主要原因。从微观的角度分析了水树的形成原理及其特征,理论研究水树形成的因素。根据XLPE电缆的特性提出了利用低频信号检测电缆绝缘状况。本文通过理论和试验分析得出了利用低频信号监测电缆的水树老化状况反应更加灵敏;人工培养一批不同老化程度的试验电缆,分析实验数据得出该结论的可行性。同时,本文还提出了低频信号的两种主要来源:叠加法产生的低频信号和电力系统固有的低频信号,前一种信号来源在其理论推导和仿真分析的基础上,说明了该方法可以产生所需的低频信号,并且频率为一确定值,有利于排除干扰;后一种信号来源由于信号的不确定性,需要进一步研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 XLPE 电力电缆绝缘结构特性
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文主要内容
• 2 电缆绝缘老化分析及监测方法研究
• 2.1 电缆故障的发生原因
• 2.2 水树的形成原理
• 2.3 电力电缆的等效电路
• 2.4 电缆的绝缘诊断技术
• 2.5 目前监测方法的总结
• 2.6 主绝缘监测方法的选择
• 2.7 本章小结
• 3 电缆低频在线监测的理论研究
• 3.1 引言
• 3.2 理论依据
• 3.3 低频信号监测的优点
• 3.4 低频信号的来源
• 3.5 本章小结
• 4 基于交流叠加法在线监测的理论研究及其仿真
• 4.1 引言
• 4.2 水树枝的二极管模型
• 4.3 交流叠加法的理论基础
• 4.4 基于交流叠加法电缆绝缘在线监测系统的模型仿真
• 4.5 本章小结
• 5 电缆低频法在线监测的试验研究
• 5.1 电力电缆的试验方案
• 5.2 电缆工频参数的测量
• 5.3 电缆水树枝的培养
• 5.4 老化电缆的试验结果
• 5.5 试验结果分析
• 5.6 本章小结
• 6 总结
• 6.1 论文总结
• 6.2 后续工作
• 致谢
• 参考文献