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关键词： 电力电缆   故障树分析   FMECA分析   小波分析   神经网络  

摘要： 随着工业化发展和配电网的改革,电缆逐步取代了架空线路获得广泛的应用。为了确保输电线路安全可靠地供电,应尽量避免由电缆故障所引发供电系统瘫痪,从而造成不必要的损失。因此,对电缆故障进行分析、诊断及定位的研究具有十分重要意义,是保证输电线路安全稳定运行、提高供电可靠性的关键环节。 本文首先归纳了电缆故障产生机理及其分类,总结分析了电缆发生故障的原因及其特征。利用故障树对电力电缆故障进行定性分析后,再根据FMECA分析方法对故障树底事件从故障模式、影响及危害程度等多方面进行评估和预测,进而采取相关措施加以防范。 在此基础上,通过对10kV配电网中性点不同接地方式各自特点的对比分析,以ATP-EMTP为仿真平台,选取中性点经小电阻接地方式对电缆故障进行建模和仿真分析,研究电缆故障的基本特征,分析不同故障因素对故障特征的影响。 最后,为了实现对电缆故障的准确识别及其定位,采用小波分析和神经网络相结合的故障诊断方法。利用小波包分解对电缆故障信号进行特征提取,经归一化处理后作为神经网络的输入特征向量。构建RBF网络结构,进行电缆故障诊断的相关训练和测试,从而有效地实现故障电缆的检测。

关键词： 电力电缆   线芯温度   热阻模型   仿真  

摘要： 电力电缆在运行过程中会因受到电、热、机械、化学等因素的作用发生老化,其中电缆线芯温度是决定电缆老化速度的一项重要参数。要使电力电缆高效、安全的运行,必须确保线芯温度不能高于长期允许最高工作温度,否则,电缆工作温度过高,会加速绝缘材料的老化,缩短电缆使用寿命。在某些特殊场所,例如船舶上,舱室内温度高,空气湿度大,当电缆载流量过大时,线芯损耗会很大,使电缆温度急剧升高,电缆绝缘性能降低甚至失效,最终可能引起火灾等事故,严重威胁船员的人身安全。所以准确掌握电缆线芯温度是非常必要的。在电缆的实际使用过程中,由于敷设环境非常复杂,准确测量电缆线芯温度是非常困难的,目前应用比较广泛的方法就是监测电缆表皮温度,再通过计算方法估算线芯温度。 电缆在实际使用过程中,电缆温度状态包括稳态状态和暂态状态。当加载电流比较平稳,电缆发热和放热保持平衡,电缆温度会到达一个比较平稳的状态,称之为电缆温度的稳态状态;当电缆加载电流波动较大时,电缆温度也随之波动,称之为电缆温度的暂态状态。为准确掌握电缆温度状态,确保电缆安全可靠运行,本文分别针对电缆稳态状态和暂态状态线芯温度的估算方法进行了以下研究： 分析研究船用乙丙橡胶绝缘电缆的结构,对常用的IEC方法中电缆稳态时的传热路径和热传递方程进行详细介绍,并给出电缆的介质损耗、绝缘损耗、本体热阻等计算方法和参数确定方法,根据热路与电路的近似性原理构建电缆本体稳态传热模型,给出电缆稳态线芯工作温度的计算方法;分析研究IEC标准中电缆稳态线芯温度计算方法的缺点,并针对这些缺点进行改进,提出计算精度更高的稳态线芯温度计算方法;为验证改进方法的优越性,设计严密的实验系统,选择合适的实验装置,保证实验的精确性。分别对单回路电缆和大环流情况进行实验,收集实验数据并进行分析计算,将两种计算方法得出的结果进行对比,验证IEC改进方法的优越性;根据热传导原理,分析电缆结构和周围环境,构建电缆温度场有限元模型,推导出电缆暂态温度场计算公式。利用ANSYS软件对电缆有限元模型进行仿真计算,验证电缆温度场有限元模型能否准确计算电缆暂态线芯温度。对比有限元法和热路法计算出的线芯温度,判断哪种方法更准确。模拟实际负荷,研究电缆线芯温度的变化规律。

关键词： 电力电缆   Crow-Amsaa   Weibull   经济寿命   维修更换成本  

摘要： 随着城市规模的不断扩大,用电量不断增大。出于城市美观的需要,在市区一般多使用地下电缆而少使用架空线,而且为了保证城市电网的可靠性,中、高压电力电缆的使用也在不断增多。随着电力电缆越来越广泛的应用于电网中,电力电缆的运行可靠性也更显得重要。但在近几年来,各类老化故障已经开始出现于一些运行较久的电缆线路上,因此需要预测电力电缆的老化故障率,并通过提前更换一些运行年份较长的电缆,减缓故障率的增长趋势,提高电缆线路的供电稳定性。 本文收集了某供电公司2011年至2013年之间发生的65起10kV电缆故障数据,分别通过经验分布、两参数和三参数Weibull分布、Crow-AMSAA模型对故障数据进行分析,拟合并得出分布参数的拟合值,通过对拟合结果的比较讨论了几种分布模型的优劣。同时采用经济寿命作为电力电缆更换方案的考察指标。针对电力电缆在有、无质保两种情况下发生绝缘故障时更换的成本,分别进行了讨论。分析了以电缆的经济寿命作为周期,对电力电缆进行定期预防性更换这一措施的可行性,在电力电缆质保期和经济寿命大小关系不确定时,对比了电力电缆有、无质保两种情况下的更换成本,并分别给出了建议。同时,出于对电力电缆预防性维修的经济性考虑,引入电力电缆预防性维修成本经济算法,对设计寿命为15年的电力电缆预防性维修的成本进行计算,结果表明,在所给定的参数情况下,以2年为电力电缆预防性维修周期,比1年更为经济。为提前更换存在着老化故障隐患的电缆段,避免重大损失提供依据。

关键词： 电力电缆   载流量   有限元法   模拟仿真   多场耦合  

摘要： 准确计算电力电缆在实际敷设环境下的载流量对提高电力电缆的利用率和保证其长期稳定运行具有重大意义。确定电缆载流量的方法主要有实验法、解析法和数值法，但通过实验确定电缆载流量费用偏高且不具有通用性，在敷设条件复杂时利用解析法计算出的电缆载流量通常与其实际负荷能力有一定偏差，而基于计算机技术的有限元法数值计算克服了前面两种方法的不足，近年来在电缆载流量计算方面的应用得到重视。 本文应用ANSYS软件建立了电缆线路在三种典型敷设方式下的电磁场和温度场模型，仿真计算了每一敷设条件下电缆线路的各种损耗和载流量，并对多回路电力电缆群排列方式进行了优化。另外，论文还通过有限元模拟仿真对IEC标准中几个公式计算结果的可靠性进行了验证：通过ANSYS软件建立皱纹铝金属护套电缆的实际结构模型，对比了电缆各部分损耗及载流量的模拟仿真结果和按IEC标准中简化公式的计算结果；通过仿真计算分析了三芯钢带铠装电缆金属护套对总铠装损耗因数的影响及分相铅包电缆金属护套损耗因数的影响因素，这些问题在IEC标准中没有明确指出。 研究结果表明，由于有限元法可以处理复杂的边界条件，可以进行多场耦合计算，可以实现非线性场的计算，因而基于该方法的计算机模拟仿真是解决特殊结构和复杂敷设条件下的电力电缆载流量计算问题的有效手段。

关键词： 电力电缆   运行状态   在线监测  

摘要： 电力电缆运行时温度、局部放电量、热故障点及交叉互联系统中接地电流的在线监测技术原理、特征和用途。

关键词： 聚氯乙烯绝缘软线   铜芯   大连   铠装   钢带   名称规格   辽宁   电力电缆   护套线  

关键词： 高压电力电缆   故障分析   试验方法   交流耐压  

摘要： 近年来,随着我国经济建设的高速发展,电力技术的不断进步,城乡用电量需求的急剧增加,使得高压电力电缆在城乡电网输变电中的应用越来越广泛。 高压电力电缆是电网中重要的一次电力传输设备,它对电力负荷安全、稳定运行发挥着重要的作用。如果高压电力电缆在生产、施工、试验等环节中存在质量问题,则在投入运行后,由于受到运行环境中电、热、机械、化学等因素的影响造成绝缘老化,最终会导致电缆运行故障的事故发生。 为了保证电缆的稳定、可靠运行,提前发现电缆存在的问题,及时掌握电力电缆正常运行的状态,避免生产事故的发生,对高压电力电缆的施工工艺、试验方法及事故原因分析的研究就显得尤为重要。 本文根据自身多年来的现场电缆安装、调试经验,以110kV天安化工变电站高压电缆故障原因分析及试验方法的科学运用,结合电力电缆的基本结构原理,分析电缆发生故障的原因,并通过创新型的分段交流耐压的试验手段和方法进行电缆的现场交接试验和故障点查找,保证电力电缆安全、可靠地投入运行。 本文就电力电缆发生故障的原因分析及试验方法创新进行以下四方面的研究和探讨。 1)高压电力电缆的基本结构； 2)高压电力电缆发生故障的原因分析； 3)高压电力电缆现场交接试验项目及标准； 4)高压电力电缆交流耐压故障查找试验方案的探讨； 通过对高压电力电缆故障原因分析和创新试验方法的研究,可以确定如果高压电力电缆在生产、运输、施工、现场试验等各环节都能规范作业、把好质量关口,电缆投入运行后,发生故障的几率将会很小,运行后的电缆如能进行实时监测并及时做好维护和保养工作,对保证电力电缆的长期稳定运行具有非常重要的意义。本文针对以上环节做出分析和研究,并提出创新的试验方法和检测手段,以期在今后高压电力电缆的施工、生产中加以运用并广泛推广

关键词： XLPE电力电缆   水树   比率谱   修复  

摘要： XLPE电力电缆广泛应用于发电厂、变电站、工矿企业及城市配电系统中。早期投运的电力电缆因绝缘老化和电化等原因造成的击穿事故时有发生,并呈现上升趋势,这种状况严重威胁电力系统运行安全。电力部门为了保证运行安全将更换老化电缆,然而更换电缆需要耗费大量的人力、物力及财力,且在工程实施上十分困难。因此,考虑在电缆中水树枝向电树枝发展之前实施分批修复,以延长其使用寿命,对提高电缆的利用率,节约电力部门的运行成本,保障电网运行安全具有积极的意义。 基于电缆水树及终端实际形状,建立了管状水树、蝶形水树、正常电缆终端和增加修复接头电缆终端的仿真模型。运用有限元软件Ansoft仿真研究了管状水树中内导水树和外导水树不同长度和宽度情况水树尖端电场大小,对比分析了管状水树和蝶形水树修复前后电场分布,并给出了正常电缆终端和增加修复接头电缆终端电场分布,确定了实际修复完成后修复接头包裹半导电胶带厚度。 基于变压器Debye模型,建立了带水树部分RC电路的电缆Debye模型。结合比率谱理论仿真研究了电缆Debye模型,得到了不同水树长度面积下的比率谱,并运用比率谱最大值分布图来评估电缆绝缘中水树情况。通过实验验证了比率谱评估电缆绝缘水树的可靠性。 对比测试了PhSi(Me)(OMe)2、Me2Si(OMe)2、Me3Si(OMe)修复液修复电缆与未修复电缆击穿特性。PhSi(Me)(OMe)2、Me2Si(OMe)2、Me3Si(OMe)、70%PhSi(Me)(OMe)2/30%Me2Si(OMe)2和70%PhSi(Me)(OMe)2/30%Me3Si(OMe)五种修复液修复电缆及未修复电缆的水树生长特性。PhSi(Me)(OMe)2.70%PhSi(Me)(OMe)2/30%Me2Si(OMe)2和70%PhSi(Me)(OMe)2/30%Me3Si(OMe)修复液修复后的扩散特性。设计了修复液注入系统,重点介绍了修复液罐、特制电缆终端接头与贯通式中间接头及修复液注入器的设计。 运用70%PhSi(Me)(OMe)2/30%Me3Si(OMe)混合修复液对老化电缆开展修复,测试分析了电缆修复前后介质损耗角正切、绝缘电阻、直流泄漏电流及比率谱变化,测试蝶形水树不同长度密度分布对比分析了修复电缆和未修复电缆水树枝产生的速率。

关键词： 电力电缆   运行管理   措施   研究  

摘要： 作为电力电缆线路运行管理的工作人员，如何才能对电力电缆线路运行中出现的问题提出行之有效的管理措施，是电力电缆线路运行管理质量的关键。同时也是电缆使用后运行水平的关键。作者结合多年的工作经验，主要就电缆线路在运行管理过程中存在的问题及整改预防措施进行了阐述。

关键词： 电力电缆   管理   维护  

摘要： 为了实现电力系统的安全稳定运行，需要对电力电缆的运行进行管理及维护本文结合日常工作实际，从电力电缆运行着手，分析了电力电缆运行的管理及维护，仅供各位同仁参考。