船用電力電纜故障診斷的仿真研究.pdf

1、船用電力電纜因敷設(shè)環(huán)境復(fù)雜，工作環(huán)境較為惡劣，更加容易發(fā)生各種類型的故障，為此需要定期對(duì)其進(jìn)行故障診斷檢測(cè)。本文以船用乙丙橡膠絕緣低壓電力電纜為研究對(duì)象，根據(jù)現(xiàn)有常用故障診斷技術(shù)時(shí)域反射法（Time Domain reflectometry，TDR）所存在的局限性，借鑒和吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的理論和經(jīng)驗(yàn)，將新興診斷技術(shù)頻域反射法（Frequency Domain reflectometry，F(xiàn)DR）、時(shí)頻域反射法（Time Frequency

2、 Domain Reflectometry，TFDR）應(yīng)用于電力電纜，通過(guò)原理和方法上的比較研究，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其在電力電纜應(yīng)用中的可行性，從而為船用電力電纜旳故障診斷提供精確度更高、可診斷故障類型更多，故障測(cè)量距離更為廣泛，實(shí)際工程應(yīng)用中發(fā)展前景更好的檢測(cè)方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴船用電力電纜的等效數(shù)學(xué)模型。以船用乙丙橡膠絕緣電力電纜的實(shí)際物理結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，建立其數(shù)學(xué)等效模型，分別對(duì)電纜的一次參數(shù)和二次參數(shù)等進(jìn)行依次計(jì)算

3、，并對(duì)電磁波在電纜中的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行了分析說(shuō)明。⑵電纜故障診斷原理的研究。將FDR和TFDR兩種新興方法應(yīng)用在船用電力電纜故障診斷上。FDR法以駐波反射計(jì)法（Standing Wave Reflectometry，SWR）為基本原理，向待測(cè)電纜輸入正弦掃頻信號(hào)，根據(jù)駐波信息中的頻率差進(jìn)行故障定位。TFDR法以高斯包絡(luò)的線性調(diào)頻信號(hào)作為入射信號(hào)，并用魏格納-威利時(shí)頻分布（Wigner-ville distribution，WVD）和交叉相關(guān)

4、檢測(cè)技術(shù)對(duì)入射和反射信號(hào)進(jìn)行處理，從而對(duì)被測(cè)電纜進(jìn)行故障診斷。⑶電力電纜故障診斷仿真實(shí)驗(yàn)研究。在PSPice軟件和Matlab軟件環(huán)境下建立船用電力電纜故障仿真模型，通過(guò)設(shè)置不同的故障類型（高阻、低阻、開路）和故障距離，將常用的TDR方法和所提出的兩種新興方法（FDR和TFDR方法）進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明FDR和TFDR方法能夠很好地彌補(bǔ)TDR方法不能測(cè)量高阻故障和測(cè)量盲區(qū)等缺點(diǎn)。FDR和TFDR方法在船用低壓電力電纜故障診斷仿真實(shí)