接触网绝缘子污秽在线监测研究

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1、C1aSsfiedIndex：U225．8U．D．C：621．3South、vestJiaotongUniVersityMasterDegreeThesisSTUDYONTHECATENARYINSULATORS’ONLINEMONITOR【NGGrade：2011Candidate：ZHANGZhi-ta0AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：SupeⅣisor：MasterDegreePowerSystemanditsAutomationProfC}ⅢNT觚g—longMay，2014西南交通大学学

2、位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密√使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：鹏涛指导老师签名：厂烬耽y日期：7蕾l十．5．3D日期：驴j十．5—30西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做

3、的主要工作或贡献如下：1．以实现接触网绝缘子污秽在线监测为目的，从污秽绝缘子运行状态的表征参数出发，对绝缘子的污秽沿面放电过程进行深入分析，阐明泄漏电流与放电现象的关系，明确接触网绝缘子在线监测所选取污秽状态表征参数的现实依据和理论基础。2．完善接触网绝缘子污秽在线监测系统的设计方案，并就其中的重要问题作了较为详细的叙述，针对系统中的关键部分一一泄漏电流传感器，进行理论建模和仿真分析。依托西高所的试验平台，开展人工污秽试验，采集不同环境参数、不同污秽程度下的泄漏电流样本数据。3，针对泄漏电流信号的数学表征问题，即通过提取泄漏电流特征参数

4、表征泄漏电流特性，进行时域和频域分析。通过泄漏电流波形的变化特点，提取了三个时域特征参数，即泄漏电流有效值、最大值和标准差，分析这三个特征参数与环境参数、污秽度之间的关系。另外，通过FFT变换提取3次谐波与基波、5次谐波与3次谐波的幅值比，分析两个参数随污秽度的变化特点；其次以短时傅里叶变换(ShortTimeFourierTransfonTI，sTFTl作为时频信号分析工具，分析了泄漏电流时频分布的细节特征。根据泄漏电流能量在污秽增长过程中出现的泄漏现象，计算时变功率谱形状系数，探求功率谱形状系数与污秽绝缘子运行状态的关联性。4．为了

5、增加模型的适用性，充分考虑爬电距离不同对污秽状态评估结果的影响，对提取的泄漏电流时域特征参数进行修正，结合提取的频域特征参数，鉴于环境湿度的影响，建立了基于BP神经网络的接触网绝缘子表面污秽状态评估模型，并通过测试数据验证了模型评估结果。结论表明，该模型可以为工程实际中接触网绝缘子的污秽清扫和污闪预警提供数据参考，具有一定的现实意义。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导9币指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中

6、作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：呈魄睹日期：砂l十．5．3Q西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着我国铁路事业的快速发展，绝缘子在电气化铁道中得到了广泛的应用。与此同时，由于使用环境特殊，接触网绝缘子的受污染程度要比一般电力线路的绝缘子严重。特别的，随着“四纵四横”客运专线等跨省、跨地区远距离高速铁路相继投入运营，铁路沿线的环境、气候、企业分布等影响因素更趋复杂化，将对绝缘子的电气绝缘强度提出更高要求。近期以来全国大部分地区持续出现雾霾天气，加重了接触网绝缘子的受污程度。这

7、不仅容易造成绝缘子沿面放电，乃至污秽闪络，甚至线路跳闸，给牵引供电系统的正常运行带来极大的安全隐患。因此，开展接触网绝缘子的污秽在线监测，分析表面积污状况，发现潜在的污闪风险，及时采取措施，防止突发性故障的产生，具有一定的现实意义。这既可以避免灾难性的设备故障，还可以避免失修和过甚检修，为促进铁路可持续发展提供技术支撑。本文以实现接触网绝缘子污秽在线监测为目的，总结国内外污秽绝缘子运行状态表征参数的基础上，基于绝缘子的污秽沿面放电机理，针对流经污秽绝缘子表面的泄漏电流，提出了接触网绝缘子污秽在线监测的设计方案，并就其中的关键问题进行了详

8、细分析。依托西高所的试验平台，开展人工污秽试验，采集不同环境参数、不同污秽程度下的泄漏电流样本数据。针对泄漏电流信号的数学表征问题，通过时域和频域分析相结合的方法提取泄漏电流特征参数。一方面，通过泄漏电流波