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基于电磁耦合法的电缆故障在线检测技术的研究

邢涛  
【摘要】:随着城市输电网络的升级与改造,对电力电缆的需求也在日益增长。为确保电网安全运行,减少由于电缆绝缘破损发生故障而造成的损失,对电缆绝缘故障的在线检测技术的研究具有重要的现实意义。 本文总结分析了现有电力电缆绝缘故障的在线检测方法,选用电磁耦合法对电力电缆的局部放电信号检测技术进行了研究。首先建立了局部放电信号的数学模型,利用ATP-EMTP软件对局部放电信号在交联聚乙烯电缆中的传输特性进行了仿真研究,分析获得局部放电脉冲传输与衰减的规律。 在此基础上,设计了用于捕获局部放电脉冲的罗氏线圈电流传感器,推导计算得到其电磁参数与幅频特性,利用MATLAB对传感器的幅频响应特性进行了仿真分析,再根据信号检测技术指标,计算了多组线圈参数,绕制了多个罗氏线圈并进行了实验验证。 基于局部放电信号其本身的频带宽、幅值小的特点,以及实际检测中存在的各种干扰,采用高增益带宽积的集成运算放大器,设计了局部放电信号放大滤波调理电路,通过对电路的软件仿真与实验调试,实现了其对局部放电信号的调理作用。 针对调理电路的性能限制以及检测现场的各种电磁干扰,研究采用FIR带通滤波器进行滤波以及利用FFT变换和小波分析降噪法分别去除检测信号中的周期性窄带干扰和白噪声干扰。通过MATLAB仿真,从光滑性与相似性两方面定量分析了这两种降噪法的降噪效果。


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