电缆局部放电在线检测方法研究

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1、？２４７么、分类号：密级：ＵＤＣ１０１４２：：单位代码硕士学位论文电缆局部放电在线检测方法研究学号２０１４４６５：作者：井涛学位类别：工程硕士领域：仪器仪表工程论文类型：工程设计与研究２０１７年０５月２６日沈阳工业大学硕士学位论文电缆局部放电在线检测方法研究ResearchonOn-lineDetectionMethodofPartialDischargeinCable作者：井涛单位：信息科学与工程学院指导教师：刘斌副教授单位：沈阳工业大

2、学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2017年5月26日学位授予单位：沈阳工业大学独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方夕卜，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研宄成果，也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。：签名４Ａ日期：关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指

3、导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使用：学位论文的规定，即学校有权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；本人授权沈阳工业大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。＜（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：＾Ｘ导师签名心）ｍｍ：＾／７．７ｙｋ沈阳工业大学硕士学位论文摘要随着现代工业的发展和城市化水平的提高，电缆作为传输电能的重要工具，越来越得到人们的重视，其

4、运行的可靠性直接影响电力系统的正常运行。然而电缆在运行中难免会遇到一些故障，主要是由于在电缆绝缘材料中容易产生局部放电现象，电缆绝缘材料在生产时由于加工技术的限制或者原材料有问题，导致加工完后绝缘中存在杂质或气隙，气隙和杂质尖端处是最容易发生局部放电现象的区域。电缆局部放电的大小与电缆绝缘状况的好坏息息相关，局部放电量的增加表示电缆的绝缘强度在减弱，这会危害电缆的安全运行，因此提前并准确检测局部放电的强弱是避免电缆故障最有效的方法。目前主要是定点或在离线状态下对电缆局部放电进行检测，针对传统方法检测电缆局部放电

5、的局限性，本文对电缆局部放电超声波检测法进行深入研究。本文基于电缆绝缘层三电容模型和气隙放电力学模型解释局部放电现象以及分析局部放电产生超声波的机理，研究局部放电的分类和产生原因，同时研究局部放电超声波信号的波形特征，为电缆局部放电超声波检测法给予理论支持。针对电缆局部放电超声波信号，研究局部放电超声波信号的传播特性，分析局部放电超声波信号的频率和幅值信息，以及环境中可能存在的各种干扰信号，以此作为基础，选取适合电缆局部放电现场检测的超声波接收探头，设计信号放大、滤波等处理电路，通过计算和分析选取合适的电路参数

6、，利用STM32单片机处理和存储模拟转换后的信号，并对电路进行了仿真和测试。利用MATLAB的GUI功能编写用户界面对数据进行处理，能够显示超声波信号波形，提取信号的包络，显示信号最大幅值及放电起始点。通过系统的实验研究，分析超声波接收探头中心频率、放电强弱以及距放电源距离对局部放电超声波信号的影响。研究结果表明局部放电能够产生类似于AM调制的超声波信号，且信号幅值与放电量成正比，与探头和放电源之间的距离成反比，在局部放电信号频率范围内，低频段局部放电信号的幅值较大，本文中探头的最优中心频率为27kHz，采用中

7、心频率为27kHz的接收探头时，局部放电检测装置的有效检测距离为80cm，应用MATLAB提取局部放电信号的包络，能够直观地分析信号幅值及放电起始点，为判断局部放电有无、放电量大小及位置提供有效的依据。关键词：沟槽电缆，局部放电，超声波，MATLAB，在线检测I沈阳工业大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmodernindustryandtheimprovementofurbanizationlevel,cableasanimportanttoolfortransmissio

8、nofelectricity,moreandmoreattention,thereliabilityofitsoperationdirectlyaffectthenormaloperationofthepowersystem.However,thecablewillinevitablyencountersomefailuresintheoperation,mainlyduetothec