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电力电缆故障诊断技术的研究

作者：邢海文 Publish: 2005-7-21 Hits:-

【中文题名】

电力电缆故障诊断技术的研究

【英文题名】

Research on Technology of Power Cables Fault Location

【学科专业】

高电压与绝缘技术

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2005-7-21

【中关键词】

电缆故障,传输线,波动方程,计算步长,脉冲宽度,

【英关键词】

cable fault location,transmission line,wave equation,account step,impulse width,

【分类导航】

工业技术>电工技术>输配电工程、电力网及电力系统>线路及杆塔>线路检修>

【论文摘要】

随着电力电缆应用成本的下降和城市电网改造工作的开展,电力电缆获得了越来越广泛的应用。但是,到目前为止,电力电缆故障测距仍然缺少有效的方法。本文通过研究国内外输电线路故障测距方法,总结得出了各种电力电缆故障诊断存在的优缺点,指出了每种测量方法的适用范围和应用局限性。本文是对电力电缆故障诊断技术的理论性研究,是在传统的传输线模型不变的基础上,采用有限元剖分的方法,把传输线剖分成相等的单元,考虑了有限长度电缆每小单元线路之间互感的作用,推导出新的波动方程。而后采用数值分析的方法对传输线时域响应进行了分析。该方法考虑了非均匀传输线的非均匀性,从电磁波的暂态过程分析故障波形的特点,使问题的分析更接近于实际。在仿真算例部分,本文运用VC++7.0仿真软件进行了电缆低阻故障、高阻故障、开路故障的仿真。通过改变仿真中的参数(电缆长度、剖分段数、脉冲宽度、计算步长、故障点位置),来比较得到的仿真波形,计算故障点的距离,并从仿真图形中总结出波形的规律。其中重点对在电缆故障中占大比例的高阻故障,进行了细致的比较。并且结合工程实际中的故障波形进行比较,可以从电磁波动的角度更好的理解故障波形的...

【论文题纲】

第1章绪论	11-24
1.1 引言	11-13
1.1.1 电力电缆的发展意义	11-12
1.1.2 电力电缆的性能优越性	12
1.1.3 电力电缆故障的安全意义	12-13
1.1.4 电力电缆故障探测理论的意义	13
1.2 电力电缆故障产生的原因	13-14
1.3 电力电缆故障的分类	14-15
1.3.1 开路故障	14-15
1.3.2 低阻故障	15
1.3.3 高阻故障	15
1.4 国内外电缆测距的理论方法	15-20
1.4.1 电桥法	16-17
1.4.2 驻波法	17
1.4.3 低压脉冲反射法	17-18
1.4.4 脉冲电压法	18-20
1.4.5 脉冲电流法	20
1.4.6 现代行波改进法	20
1.5 小结	20-21
1.6 本课题研究的意义	21-22
1.7 行波法所面临的问题	22-23
1.8 论文完成的主要工作	23-24
第2章行波测距的原理	24-32
2.1 传输线理论的有关概念	24-28
2.1.1 传输线的概念	24
2.1.2 均匀传输线	24
2.1.3 一次参数	24-25
2.1.4 一次参数的分布	25
2.1.5 波阻抗	25-26
2.1.6 反射系数	26-27
2.1.7 透射系数	27-28
2.2 传输线路的波动方程	28-31
2.3 小结	31-32
第3章波动方程的公式推导	32-40
3.1 电磁场理论中传输线波动方程的推导	32-39
3.1.1 由完纯导体(Γ=∞)组成的两线均匀传输线，并且导线周围的介质是理想的(E=0)	32-37
3.1.2 由非完纯导体(Γ≠∞)组成，并且导线周围的介质不够理想	37-39
3.2 本章小结	39-40
第4章有限长度传输线波动方程的推导	40-45
4.1 有限长二线均匀传输线的波动方程	40-44
4.1.1 第一段的波动方程	40-42
4.1.2 总的波动方程	42-44
4.2 小结	44-45
第5章有限长度传输线分布参数的计算	45-49
5.1 有限长度的有损耗均匀传输线方程中的分布参数的计算	45-48
5.1.1 电导G0的计算	45-46
5.1.2 电容C0的计算	46
5.1.3 电感L0的计算	46-48
5.1.3.1 自感的计算	46-47
5.1.3.2 互感的计算	47-48
5.1.4 电阻R0的计算	48
5.2 小结	48-49
第6章传输线数值解法	49-60
6.1 传输线暂态过程的偏微分数值解法	49
6.2 确定边界条件	49-51
6.2.1 始端边界条件	49-50
6.2.2 终端边界条件	50-51
6.3 建立有限长度的有损耗均匀传输线波动方程数值解计算模型[33]	51-54
6.4 用高斯迭代法解有限长度的有损耗均匀传输线波动方程	54-57
6.4.1 高斯迭代法的简述	54-56
6.4.2 离散方程组的解	56-57
6.5 有限长度的有损耗均匀传输线波动方程应用于电力电缆的故障诊断	57-58
6.6 程序的实现	58-59
6.6.1 程序流程框图	58-59
6.6.2 程序的实现	59
6.7 小结	59-60
第7章仿真算例与实际波形的比较	60-73
7.1 本章目的	60
7.2 各种标准波形和实测波形	60-62
7.2.1 低压脉冲测试波形	60-61
7.2.2 高压闪络测试波形	61-62
7.3 针对不同的算例的参数说明	62
7.4 低阻和短路故障	62-67
7.4.1 故障发生在始端50米处	63-64
7.4.2 故障发生在中间100米处	64-65
7.4.3 故障发生在末端170米处	65
7.4.4 工程实际中的低阻故障录波	65-66
7.4.5 结论	66-67
7.5 高阻故障	67-71
7.5.1 200米电缆末端180米处发生故障	67-68
7.5.2 1000米电缆中间500米处发生故障	68
7.5.3 500米电缆始端50米处发生故障	68-69
7.5.4 工程实际中的高阻故障录波	69-71
7.5.5 结论	71
7.6 开路故障	71-72
7.7 本章小结	72-73
第8章结束语	73-74
参考文献	74-77
致谢	77-78
声明	78-79
在学期间发表的学术论文及研究成果	79

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.141276



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