基本信息
- 项目名称：
- 基于高压电缆谐振耐压局部放电系统测量技术的研究（附实验报告）
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究通过谐振耐压系统对高压电缆试品施加交流高电压，激发出电缆内部故障点处的局部放电信号，设计合理的局放检测系统与高压谐振电源相结合，有效检测电缆的局部放电信号，并对其视在放电量进行标定。在有效获取局放信号的基础上，基于行波原理对故障点位置进行计算，有效排除电缆潜在性故障，确保电缆的安全运行。
- 详细介绍：
- 通过对比直流法和交流法的不足，本研究通过谐振耐压系统对高压电缆试品施加交流高电压，激发出电缆内部故障点处的局部放电信号，动手制作信号传感器（罗氏线圈和检测阻抗），设计合理的局放检测系统与高压谐振电源相结合，有效检测电缆的局部放电信号，并对其视在放电量进行标定。在有效获取局放信号的基础上，基于行波原理对故障点位置进行计算，有效排除电缆潜在性故障，确保电缆的安全运行
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 近年来电缆得以广泛应用且容量和长度不断攀升，以往的直流耐压试验不能正确反映电缆的实际绝缘性能，而普通工频试验设备需要大容量电源，不适合现场使用。为解决电源容量问题，采用串联谐振式高压系统作为电缆检测的电源。现有谐振电源只能检测大故障，不能进行局部放电的检测，我们配合谐振耐压系统设计出了局部放电检测装置，使这套测量系统能同时进行耐压试验和局部放电检测，发现电缆的大、小故障，提高电缆供电可靠性。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性： 1、使用串联谐振方法：相比于直流试验法，串联谐振法对电缆本身的损害较小，谐振法解决了用交流法需要大容量电源的问题。 2、数据采集方法的确定及传感器的制作：使用耦合电容方法，将局放的电流信号转换成检测阻抗的电压信号进行测量。 先进性及独特之处： 1、局部放电系统的加装。 2、能同时进行局部放电故障点的定位和放电量的标定
应用价值和现实意义
- 电力系统和工矿企业运行着大量高压电缆，做好其交接和预防性试验是保证安全运行的重要工作。实践证明局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主要原因。因此在电缆运行前对其进行局部放电检测定位与放电量标定具有十分重要的意义。首先，在制造长度较长电缆时，通过局部放电定位可找出缺陷部分并剔除，而不必使整个电缆报废。其次，对经定位查找出的缺陷部分电缆进行结构和绝缘解剖，找出缺陷的根本原因，采取措施消除缺陷。
学术论文摘要
- 目前在国际和国内已有越来越多的XLPE 交联聚乙烯绝缘的电力电缆替代原有的充油油纸绝缘的电力电缆。但在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设备的原因，仍沿袭使用直流耐压的试验方法。但是直流法会对电缆造成严重损失。同时，直流试验也不能真实模拟运行状态下电缆承受的过电压，并有效的发现电缆及电缆接头本身和施工工艺上的缺陷。因此，使用非直流的方法越来越受到人们的重视。但由于电缆的电容量较大，采用传统的工频试验变压器很笨重、庞大、且大电流的工作电源现场不易取得，所以采用串联谐振交流耐压试验设备，其输入电源的容量能显著降低，重量减轻，便于使用和运输。 研究发现，电缆的局部放电量与其绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着电缆绝缘可能存在的运行缺陷，因此准确测量电缆局部放电量是判断电缆绝缘品质的最直观、理想、有效的方法。 本研究通过谐振耐压系统激发出故障点局部放电信号，设计合理的局放检测系统与高压谐振电源相结合，有效检测电缆的局部放电信号，并对其视在放电量进行标定。在有效获取局放信号的基础上，基于行波原理对故障点位置进行计算，有效排除电缆潜在性故障，确保电缆的安全运行。
获奖情况
- 此前没有发表及获奖
鉴定结果
- 本作品从实际出发，将局部放电的测量、定位与谐振耐压相结合，能够有效解决电缆加压、局部放电检测、定位等相关问题。研究中所涉及的技术问题属于目前电缆局放检测领域较为关注的热点，具有较高的理论与实际价值。
参考文献
- 1.雷振山 魏丽等《Labview高级编程与虚拟仪器工程应用》 中国铁道部出版社 2009年5月 2.燕庆明 《信号分析与处理》 电子工业出版社 2009年 3.程学庆 房晓溪等《Labview图形化编程与实例应用》 中国铁道部出版社 2005年 4.张晓阳 浦子耿 徐洪峰，电力电缆叫不妙放电测量小波降噪技术 5.白春涛 基于小波分析的电力电缆故障行波测距研究 2008年 6.时昌盛 苏良虎，行波测距在电力系统中的应用 2010年 7.杜言 交联聚乙烯电缆局部放电在线监测及定位研究 2006年 8.李萍 李光茂 程养春 李成榕 基于分布参数模型的宽频带Rogowski线圈的高频特性研究 9. 邱昌容 王乃庆 电工设备局部放电及其测量技术 10.杨红伟 陈明军 《Rogowski线圈的设计原理及其预处理电路的分析》(浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310014)
同类课题研究水平概述
- 为满足电力系统电力运行安全的需求，电气设备的局部放电在线检测等技术，得到了长足的发展。目前电缆的在线检测通常用直流分量法，直流叠加法，介质损耗角正切值法，超低频叠加法，交流叠加法，局部放电检测法。前四种方法对绝缘的潜伏性缺陷难以发现，更不可能实现预见和预测电气设备突发性事故。而对于交流法，由于电缆容量大，需要具有非常大的容量电源装置才能激发出局部放电，这在实际的测量中几乎不能实现，为此局部放电在线检测是研究的热点之一。因此，将计算机辅助测量系统与传统的测量方法相结合，将测得的局部放电信号经放大，滤波后进行AD转换，将数据送人计算机进行数据处理和分析从而实现局部放电部位的测量和定位是目前的主流趋势之一。
