电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究学位论文.docx
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电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究学位论文
CHENGNAN
COLLEGE
OF
CUST
毕业设计（论文）
题目：
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
学生姓名：
学
班
专
号：
级:
业：
电气工程及其自动化
指导教师：
2011年6月
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
学生姓名：
学
班
号：
级：
所在院（系）:
指导教师：
完成日期:
电气与信息工程系
周力行
2011年6月7日
毕业设计（论文）任务书
电气与信息工程
学院电气工程及其自动化专业
班
题
目
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
任务起止日期：
2011年2月20
日～2011年
6
月20
日
学生姓名
学号
指导教师
教研室主任
2011年2月20日审查
院
长
2011年2月23日批准
一、毕业设计（论文）任务
课题内容
本课题在熟悉电力电缆绝缘常规试验与检测方法的基础上，掌握水树概念及水
树枝放电现象及其放电机理，根据故障类型提出相应的在线监测方法，提出电缆故
障定位方法，具体内容如下：
⑴分析电缆故障的原因、故障性质和分类；
⑵电缆故障常规试验内容和原理，电力电缆故障点的测距方法；
⑶电缆故障测试中误差分析；
⑷深刻理解水树放电机理，根据水树枝引起的XLPE绝缘老化特征，提出有效
的电缆绝缘在线检测及诊断方法；
⑸设计电力电缆在线检测系统，对故障检测波形分析算法进行仿真。
课题任务要求
⑴分析电缆故障的原因、故障性质和分类；
⑵电缆故障检测与故障测距方法；
⑶提出有效的电缆绝缘在线检测及诊断方法；
⑷设计电力电缆在线检测系统，对故障检测波形分析算法进行仿真。
总结课题，完成毕业设计论文的写作，并通过毕业论文答辩。
课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）
1.论文文档（纸质）；
2.论文文档（电子版）；
3.相关仿真计算程序、图纸等。
主要参考文献与外文翻译文件（由指导教师选定）
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
李卫国、屠志健.电气设备绝缘试验与检测[M].北京：
中国电力出版社,2006：
132～
136，165～170.
王伟，李云武.交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆技术基础[M].西安：
西北工业大学出
版社,2005.
李景禄.高电压技术[M].北京：
中国水利水电出版社,2007.
肖登明.电力设备在线监测与故障诊断[M].北京：
中国电力出版社,2005.
蔡丹宙.交联电缆绝缘热线诊断的一些问题[J].电网技术,1997：
154～156.
周志成等.交流叠加法带电测试XLPE电缆绝缘性能的研究[M].200540～41.
王昌长、李福祺.电力设备的在线检测与故障诊断[M].北京：
中国电力出版社，1996.
鹿洪刚.35KV电力电缆在线故障测距仿真研究[J].电网技术,2008：
19～22
同组设计者
注：
1.此任务书由指导教师填写。
如不够填写，可另加页。
2.此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。
3.此任务书可从教务处网页表格下载区下载
二、毕业设计（论文）工作进度计划表
注：
1.此表由指导教师填写；
2.此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；
3.进度安排请用“一”在相应位置画出。
序
号
毕业设计（论文）工作任务
工作进度日程安排
周
次
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
阅读资料，分析电缆故障的原因、故障性质和分
类；了解电缆故障常规试验内容和原理，电力电
缆的测距方法。
2
翻译英文文献、写出开题报告。
3
理解水树放电机理，分析水树枝引起的XLPE绝缘
老化特征，提出有效的电缆绝缘在线检测方法。
4
初步设计电力电缆在线检测系统。
5
对故障检测波形分析算法进行仿真。
6
总结所做工作，撰写论文。
7
8
9
三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表
注：
1.此表应由指导教师认真填写。
阶段分布由各学院自行决定。
2.“组织纪律”一档应按《长沙理工大学学生学籍管理实施办法》精神，根据学生具体执行情况，如实填写。
3.“完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。
包括优点，存在的问题与建议
4.对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。
时间
第一阶段
第二阶段
第三阶段
内容
组织纪律
完成任务情况
组织纪律
完成任务情况
组织纪律
完成任务情况
检
查
记
录
教师
签字
签字日期
签字日期
签字日期
四、学生毕业设计（论文）装袋要求：
1.毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。
（1）封面
（3）毕业设计（论文）任务书
（5）英文摘要
（7）正文
（9）致谢
（11）附件1：
开题报告（文献综述）
（2）扉页
（4）中文摘要
（6）目录
（8）参考文献
（10）附录（公式的推演、图表、程序等）
（12）附件2：
译文及原文影印件
2.需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。
3.修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。
4.《毕业设计（论文）成绩评定册》一份。
5．论文电子文档[由各学院收集保存]。
学生送交全部文件日期
学生（签名）
指导教师验收（签名）
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
摘要
随着电网的发展和扩大，电缆在电力系统中应用越来越广泛。
但是，电缆一旦发生
故障，查找困难,延迟恢复供电，为了保证电缆运行安全和快速诊断、修复故障，对电
缆进行故障诊断与监测具有重要意义。
本课题论述了电缆线路故障发生的原因及其特征，电缆线路故障的分类，电缆线路
故障判断的一般步骤与方法，电力电缆故障离线检测；电力电缆在线测距进展等。
电力
电缆离线故障测距技术已经基本成熟，但是电力电缆在线故障测距技术还不成熟。
本课
题通过对电力电缆故障测距的常用方法及新的故障测距技术进行系统分析和比较，实现
电力电缆的在线故障测距。
关键词：
电力电缆；绝缘；故障检测；在线检测
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
POWERCABLEFAULTDETECTIONANDDIAGNOSIS
Abstract
Withthedevelopmentandexpansionofnetwork,cableinthepowersystemmoreand
morewidely.However,thecableintheeventoffailuretofinddifficulties,delayed
resumptionofpowersupplycablesinordertoensurethesafeoperationandrapiddiagnosis,
andrepairfaultsonthecablefaultdiagnosisandmonitoringofgreatsignificance.
Thistopicdiscussesthecausesofcablefailureandcharacteristicsofthecablelinefault
classification,cablelinefaulttodeterminethegeneralstepsandmethods,off-linepower
cablefaultdetection;powercable-linedistance,includingtheprogress.Off-linepowercable
faultlocationtechnologyhasmatured,butthepowercablelinefaultlocationtechnologyis
notmature.Throughthisprojectthecommonpowercablefaultlocationfaultlocation
methodsandnewtechnologyanalysisandcomparisonofsystemstoachievepowercablefault
locationonline
Keywords:
Powercable;Faultlocation;Detection;Diagnosis
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
目录
1绪论..................................................................1
1.1课题背景及目的.....................................................1
1.2本文的研究内容.....................................................2
2电力电缆绝缘结构与其故障...............................................3
2.1电力电缆绝缘结构...................................................3
2.2电力电缆线路故障原因...............................................3
2.2.1机械损伤.......................................................3
2.2.2绝缘受潮.......................................................4
2.2.3绝缘老化.......................................................4
2.2.4过电压.........................................................4
2.2.5
过热.........................................................5
2.2.6产品质量缺陷...................................................5
2.2.7设计不良.......................................................5
2.3.电力电缆故障类型及分类............................................5
2.3.1接地故障.......................................................6
2.3.2短路故障.......................................................6
2.3.3断线故障.......................................................6
2.3.4闪络性故障.....................................................6
2.3.5混合性故障.....................................................6
3电力电缆绝缘预防性试验................................................6
3.1绝缘电阻测量.......................................................7
3.2直流耐压试验.......................................................7
3.3泄漏电流试验.......................................................8
3.4其它试验方法.......................................................8
3.4.1残余电压法.....................................................8
3.4.2反向吸收电流法.................................................9
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
4电力电缆绝缘老化..................................................10
4.1电缆绝缘老化原因..................................................10
4.1.1电老化........................................................10
4.1.2热老化........................................................10
4.1.3机械老化......................................................11
4.1.4环境老化......................................................11
4.2绝缘老化主要表现----树枝化........................................11
4.2.1电树枝........................................................11
4.2.2水树枝........................................................12
5
电力电缆故障在线检测方法............................................13
5.1直流分量法........................................................13
5.2直流叠加法........................................................14
5.3交流叠加法........................................................14
5.4差频法............................................................15
6电力电缆的故障测距与定点方法.........................................17
6.1确定故障性质......................................................17
6.2粗测距离..........................................................17
6.2.1经典法（电桥法）..............................................17
6.2.2现代法（脉冲反射法）..........................................19
6.2.3低压脉冲反射法................................................19
6.2.4脉冲电压法....................................................20
6.2.5脉冲电流法....................................................20
6.2.6二次脉冲法....................................................21
6.3探测路径或鉴别电缆................................................22
6.4精测定点..........................................................22
6.4.1声测定点法....................................................22
6.4.2听测方法......................................................23
6.4.3感应法........................................................24
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
6.5裸露电缆故障的特殊定点方法........................................25
6.5.1局部过热法....................................................26
6.5.2.偏芯磁场法....................................................26
6.5.3、跨步电压法...................................................26
6.6电力电缆外护层绝缘故障的测寻......................................27
6.6.1测距............................................................27
6.6.2定点............................................................28
6.7低压电力电缆故障探测..............................................29
6.8超高压电力电缆故障的探测..........................................29
7电力电缆故障仿真.....................................................32
7.1电力系统仿真软件介绍..............................................32
7.2电缆故障检测波形算法仿真..........................................33
7.2.1短路性故障仿真................................................33
7.2.2开路性故障仿真................................................34
7.2.3首段及其附近故障点的仿真......................................36
7.3电缆故障波形仿真..................................................37
7.3.1短路性故障叠加波形仿真........................................37
7.3.2开路性故障叠加波形仿真........................................38
8结论.................................................................39
参考文献...............................................................40
致谢...................................................................41
电力电缆绝缘试验与故障检测方法研究
1
绪论
1.1课题背景及目的
随着社会经济的发展和现代化建设步
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