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电力电缆局部放电信号理论及处理研究

顾媛媛  
【摘要】: 随着现代工业的发展和城市化水平的提高,电力电缆作为传输电能的重要工具,越来越得到人们的重视,其运行的可靠性直接影响电力系统的正常运行。电力电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质,或者由于工艺原因在绝缘与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出,在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电。电力电缆局部放电量与电力电缆绝缘状况密切相关,局部放电量的变化预示着电缆绝缘一定存在着可能危及电缆安全运行的缺陷。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。然而目前大部分局部放电检测都是在离线状态下进行,对于在线局部放电检测还没有出现很好的检测方法和实践手段。 本文在总结前有的XLPE电力电缆局部放电检测方法的基础上,对在线检测局部放电做了大量的理论分析和仿真计算。在对三相铠装电力电缆在线测量时局部放电信号的激发和传播过程进行理论分析和计算机仿真后发现在线测量局部放电跟离线测量时大有不同。由于离线测量时只对被测量相电缆单独通电而在线测量时三相电缆都通电,所以在线测量局部放电时与离线测量有很大不同。在线测量时,导体和屏蔽层中的感应电荷不仅仅取决于放电点的位置而且与放电时对应的相角有关,而且仿真结果显示在线测量时局部放电的分布和旋转电场的离心率有关。 在借鉴前人对放电产生的机理、波性特性和检测原理的研究的基础上,提出以衰减指数函数和衰减振荡函数模拟局部放电信号。本文对小波理论进行了深入的理论研究,对小波变换在局部放电信号检测中的应用作了一定的理论分析和仿真验证。研究证明相关系数ρ可以用来作为评价局部放电脉冲提取中小波选择的一个标准。此外,根据局部放电测量中常见的窄带周期干扰和白噪干扰的具体性质来选择相应的小波处理方法,仿真结果证明小波对于局部放电信号的提取及其去噪有着非常好的应用价值和研究意义。


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