高壓交聯(lián)聚乙烯電力電纜接頭絕緣缺陷檢測及識別研究.pdf

1、電力電纜線路是城市電網(wǎng)中重要的組成部分，其安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行對于城市電網(wǎng)具有重要意義。據(jù)統(tǒng)計，全國已投入運(yùn)行的110kV及以上的高壓電纜線路已經(jīng)超過8000公里，最高電壓等級已達(dá)500kV。
　　高壓電纜斷面是電纜線路的薄弱環(huán)節(jié)，電纜接頭和終端中絕緣屏蔽斷口處電應(yīng)力相對集中容易發(fā)生故障。電纜接頭采用封閉式絕緣結(jié)構(gòu)且一般在現(xiàn)場完成組裝密封，相比本體和戶外終端，絕緣安全裕度偏小，另外，電纜接頭現(xiàn)場施工質(zhì)量要求高，如施工工藝不良或密封措施

2、不到位，那么在地下潮濕惡劣運(yùn)行環(huán)境中極易造成絕緣性能劣化，因此電纜接頭成為電纜線路最易發(fā)生絕緣故障的薄弱點(diǎn)。
　　運(yùn)行經(jīng)驗和研究均表明：電纜局部放電量與其絕緣狀況密切相關(guān)，局部放電量的變化預(yù)示著絕緣一定存在著可能危及電纜安全運(yùn)行壽命的缺陷，局部放電測量能很好的反映高壓電力電纜及其接頭的運(yùn)行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，保障電力電纜線路安全可靠運(yùn)行，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。國內(nèi)、外專家學(xué)者、IEC、IEEE以及 CIGRE等國際電力權(quán)威

3、機(jī)構(gòu)一致推薦局部放電試驗是作為交聯(lián)聚乙烯電力電纜絕緣狀況評價的最佳方法。
　　本文在對國內(nèi)外交聯(lián)聚乙烯電力電纜及其接頭中局部放電信號檢測研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了各種檢測和模式識別技術(shù)，將局部放電在交聯(lián)聚乙烯電力電纜及接頭中的傳播衰變特性、局部放電檢測技術(shù)和特征提取及識別技術(shù)作為本論文研究的重點(diǎn)，取得的主要成果有：
　?、偻ㄟ^對介電弛豫理論的研究，深入分析交聯(lián)聚乙烯電力電纜半導(dǎo)電層的介電特性，獲得了可用于工程實(shí)際計算的半導(dǎo)電層

4、復(fù)介電常數(shù)的修正公式。根據(jù)Davidson-Cole方程擬合出半導(dǎo)電層的復(fù)介電常數(shù)，將該常數(shù)代入阻抗分布參數(shù)加權(quán)比的傳輸線簡化模型中進(jìn)行理論計算，采用 FDTD法對電纜及接頭局部放電的傳播特性開展仿真研究，為交聯(lián)聚乙烯高壓電力電纜接頭局部放電檢測試驗及故障診斷提供理論和技術(shù)支持。同時，根據(jù)電纜接頭常見絕緣故障形成原因構(gòu)建了四種典型缺陷模型。
　?、谠O(shè)計了符合高壓電纜及接頭結(jié)構(gòu)特征的局部放電檢測傳感器。通過建立電路及天線模型，采用傳

5、遞函數(shù)推導(dǎo)、阻抗特性計算、方波響應(yīng)等方法系統(tǒng)全面的分析了傳感器的頻響特性和輸出特性，對傳感器各項電氣和物理參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
　?、壑饕捎秒娙輦鞲衅鳂?gòu)成的電力電纜局部放電檢測系統(tǒng)在110kV電纜接頭試驗平臺上對研制的四種典型接頭缺陷進(jìn)行檢測，獲得大量試驗數(shù)據(jù)并構(gòu)建出電纜接頭局部放電n q--j譜圖及其灰度圖像。
　　④提出基于提升小波變換的局部放電一維特征量的提取方法。該方法基于Birge-Massart策略對提升小波變換系

6、數(shù)矩陣進(jìn)行降維，通過奇異值分解運(yùn)算獲取故障識別的特征向量，在保留有效特征的情況下，減少識別維數(shù)，降低噪聲，縮短識別時間。
　?、萏岢龌?2D)2MMC+LDA框架算法的電纜接頭局部放電特征提取方法。該方法既基于圖像行或列去判別向量，從而實(shí)現(xiàn)挖掘圖像的局部特征；又基于整幅圖像去找判別向量，考慮了全局特征。不僅可以解決維數(shù)危機(jī)，消除類內(nèi)散度矩陣的奇異性，而且能最大限度的保持原有樣本模式的結(jié)構(gòu)分布，有效減少樣本訓(xùn)練時間，提高了模式識別