井下电力电缆故障定位研究

针对传统井下电力电缆故障定位方法依赖主观参数选择和抗噪性能较差,无法满足强噪声背景下井下电力电缆故障精确定位要求的问题,提出了一种基于樽海鞘群算法(SSA)优化变分模态分解(VMD)并结合改进型Teager能量算子(NTEO)的井下电力电缆故障定位方法。针对VMD在信号分解上存在的模态混叠、过分解和欠分解问题,采用SSA以模糊熵为适应度函数对VMD模态数K和惩罚因子α2个参数进行优化,得到更能反映故障特征信息的本征模态函数;采用NTEO对本征模态函数进行首波波头标定,得到首末两端的波头到达时刻,根据双端测距法得出故障位置。采用PSCAD/EMTDC进行井下电力电缆故障仿真,模拟具有强背景噪声的井下故障信号,结果表明:①在理想电流信号中加入9,12 dB噪声后,SSA-VMD的信噪比最低,皮尔逊相关系数最大,说明SSA-VMD在最大程度降噪的同时,能很好地保留信号的特征信息。②在不同过渡电阻下,SSA-VMD-NTEO的定位精度较高。③在不同故障相角下,SSA-VMD-NTEO在采样点上出现不同,但定位位置没有改变,依旧保持较高的定位精度。④在不同故障距离下,SSA-VMD-NTEO均能保证较高的定位精度。⑤在井下较大噪声和10 MHz采样频率下,SSA-VMD-NTEO较小波模极大值和VMD+NTEO 2种方法的定位精度具有明显优势。

基于三维激光点云数据的电力电缆绝缘缺陷识别

针对电力电缆绝缘缺陷识别精准度较低的问题,提出一种基于三维激光点云数据的电力电缆绝缘缺陷识别方法。利用剪裁法增强原始三维激光点云数据,通过区域生长法与最小二乘法完整获取电缆绝缘材料的三维结构面信息。借助Canny边缘检测方法求解电缆绝缘表面缺陷与内部缺陷边缘信息,自动识别出电力电缆绝缘的缺陷位置及缺陷类别。结果表明,所提方法可以精准识别电缆绝缘表面的划痕缺陷、电缆外屏蔽表面起泡和孔洞缺陷,识别耗时短,鲁棒性较优,具有较高实际应用价值。

基于免疫Agent的电力电缆线路故障检测系统

为区别故障信号、非故障信号,实现对电缆线路故障的准确检测,设计了基于免疫Agent的电力电缆线路故障检测系统。利用前端检测电路为故障分析模块、测距方式切换模块提供电量传输信号,完成系统前端检测装置的连接。按照免疫Agent检测原理提取电力电缆线路故障信号的特征,联合已获取信号对象,求解检测插值指标的具体数值。结合各级硬件设备结构,完成系统设计。实验结果表明,该系统可同时检测波频为10~20 Hz、40~50 Hz、60~70 Hz的故障信号与波频为20~30 Hz、30~40 Hz、50~60 Hz的非故障信号,可以在精准辨别故障与非故障信号的同时,实现对电力电缆线路故障的准确检测。

基于代理模型的电力电缆温度场快速计算方法及其应用

电缆内部温度是电缆管理的重要参数,针对高精度数值计算和实验测量均不能快速准确预测电缆内部温度的问题,提出一种基于多物理场仿真数据构建代理模型,并基于代理模型实现电缆内部温度场快速计算的方法。以110 kV单芯高压电缆为例,首先对比拉丁超立方设计和最大最小思想优化的拉丁超立方方法构造样本空间的效果,选取最优采样方案,再通过径向基神经网络构建代理模型,以环境温度和载流量为变量构建温度数据集进行测试,进一步通过粒子群算法对代理模型进行优化,最后利用网格节点数据使温度场分布可视化。对比110 kV单芯高压电缆内部温度场计算结果,表明所提的基于代理模型的电力电缆温度场快速计算方法具有较高的精度和效率。

电力电缆温升特性研究及载流量计算

电力电缆通常敷设于地下,一旦发生故障,很难及时发现和维修。通过对电力电缆的温升特性研究和载流量计算可以有效减少电缆故障的发生。结合仿真试验、最优化算法以及对试验数据的归纳完成温度场分析和载流量计算。为确保有限元计算的准确性,使用最优化算法对模型进行校正。将校正后的有限元模型输入外界条件和电力电缆导体长期发热最高允许温度,通过迭代计算的方式得到电缆载流量。通过分析仿真试验的数据,总结出了电力电缆载流量与外界环境之间的函数关系,通过该函数关系可以快速估算电力电缆的动态载流量。经过温度场和载流量的计算,得到电力电缆电流的阈值,达到兼顾电缆安全可靠性和充分利用电缆传输能力的目的。

高压电力电缆终端局部放电在线监测方法仿真

随着电力传输技术的快速发展,高压电力电缆的应用日益普遍,对高压电力电缆终端的局部放电行为进行在线监测的需求也逐步增长。为了解决当前监测算法实效性差、准确率低等问题,提出了一种基于条件生成网络的灰度判别在线监测算法。算法首先通过红外相机对电力电缆终端进行特征采集,采集的灰度照片再使用均值化的方法进行背景去噪;然后再基于k-Means算法进行局部放电部位定位,确定电缆终端是否有放电现象;最后使用条件生成网络对放电判断步骤进行优化,并采用温差判别法判断放电程度,从而提升放电监测的准确率。实验结果表明,所提算法在局部放电监测方面准确率提升了5%,提高了监测的精确度,减小了由于局部放电对电力传输的危害。

超长电力电缆隧道冬季温度分布特征及通风节能潜力

为了解冬季通风时隧道内的换热情况和节能潜力,对冬季室外气温为4~12℃时超长通风区间特高压电力隧道内的温度分布特征进行数值模拟研究。采用ANSYS Fluent 19.2软件,通过用户自定义程序完成电力隧道全长的模拟。对冬季隧道的传热特征和通风节能潜力进行分析,定义并给出了冬季能实现最大节能效果的临界通风量。结果表明:具有超长通风区间的电力隧道存在通过降低通风量从而实现节能的潜力;冬季电力隧道前段土壤放热、后段土壤吸热,土壤放热量占比受室外气温影响,而土壤吸热量占比受室外空气温度和通风量影响;冬季室外气温越低,临界通风量越小,通风节能潜力越大,当冬季室外气温为4~12℃时,最大可能节能率为91%。

电力电缆状态感知与检测技术研究综述

电力电缆是电力系统中的重要设备,电缆的运行状态关系到输配电系统的安全可靠运行。电缆状态检测技术指根据电缆运行状态的历史数据,综合运用停电试验、带电检测、在线监测等技术对电缆状态量进行智能感知,为电缆运行性能综合评估提供关键参考信息。文中综述了近年关于电缆状态感知及检测技术的国内外研究现状,分别从温度、载流量、局部放电、受潮、应变/振动和接地电流等状态量进行评述,阐明了不同状态量的检测原理,介绍了目前电缆状态检测技术研究及实践中的应用情况和发展水平,并探讨电缆状态检测技术的主要发展趋势。

内热源影响下高压电力电缆着火机制

为探究高压电力电缆因过载或短路且线芯发热影响下的着火机制,使用加热棒模拟电缆内部故障热源,并开展电缆着火试验,分析内热源功率及电缆线芯截面积对电缆温升、着火时间等着火关键参数的影响,发现电缆从被加热至着火到燃烧的全过程可分为初期加热、热解气体逸出、着火、燃烧及熄灭4个阶段。结果表明:绝缘层熔融物的滴落会导致火焰形态发生变化,电缆各结构层表面温度的升温速率随内热源功率的增加及与内热源表面距离的减小而增大,功率的增加弱化了电缆线芯截面积对各层升温速率的影响;电缆的着火时间与内热源功率呈线性递减的关系。

基于小波包变换的电力电缆单相接地故障区段自动定位方法

在电力系统中,由于噪声影响,故障特征信息的提取可能不准确,影响定位精度。为此,研究基于小波包变换的电力电缆单相接地故障区段自动定位方法,通过高精度传感器采集电缆故障信号,利用小波包变换进行多尺度分解和重构,以提取时域特征,并基于这些特征建立选线判据来确定故障区段。实验证明,此方法在金属性和非金属性接地故障中均能实现精确定位,为电缆故障的快速、准确检测提供了有效手段。

10 kV电力电缆故障查找及定位技术探究

电缆查找定位技术是一种用于准确定位和找到电缆故障点的技术手段,它利用各种电力测试仪器和方法,结合电缆特性和故障类型的分析,通过测量电缆参数、分析电缆波形和信号传输特征等手段,以实现对电缆故障位置的精确定位。常用的电缆查找定位技术包括电位测量法(如声测法、电表检测法等)、高压闪络测量法、电桥法、行波法等。这些技术各具特点,能够应用于不同类型的电缆故障定位。通过采用合适的技术手段,可以快速、准确地找到电缆故障点,为电力系统的维护和故障修复提供技术支持,保障电力供应的连续性和可靠性。

基于卷积神经网络的电力电缆分布式光纤温度传感系统降噪方法的研究

电力电缆沿线温度的实时在线监测能够有效避免电缆过热导致的安全事故发生,分布式光纤温度传感技术由于具有耐高温、灵敏度高和抗电磁干扰等优点在电缆温度监测中得到了广泛应用。然而对长距离的电力电缆进行分布式测温时,温度信号的信噪比随距离的增长而降低,影响电缆温度测量的准确度。针对此问题,本文设计了一种基于卷积神经网络的降噪方法,在大量先验数据的基础上对神经网络的参数进行优化更新,将其应用于长距离分布式测温信号进行噪声的滤除。实验结果表明,本文的消噪方法能够将长度为11 km的分布式测温信号的噪声水平从原始的±17.5℃抑制到±1℃内,有效抑制了噪声,提高了测温准确度。

基于小波分析的电力电缆串联谐振耐压试验双端行波故障定位

针对传统定位法面对高压电力电缆难以进行有效故障定位的问题,将行波定位原理与小波分析相结合提出了一种高压电力电缆的故障定位法。通过现场电压等级设计出相应串联谐振耐压试验电源,从而将电缆故障点击穿,结合电场耦合式非接触传感器对行波信号进行采集。为了克服单端定位法的缺陷,对母线上两个监测点所采集到的故障瞬态信号,利用小波母函数来分析不同细节层次的故障信息。根据其能量含量,选择携带故障特征的最佳细节级别。通过对实际现场中高压电力电缆的分析实验表明,所提出的电缆故障定位方法对高压、超高压电缆能够进行有效、可行的故障定位。

高性能8xxx系铝合金材料研究进展及其在电力电缆领域的应用

针对电力电缆行业“以铝代铜”的应用发展需求,通过对新型铝合金材料研发、铝芯电力电缆的技术、经济特性及其国内外应用现状与标准化情况的调研分析,阐述了铝芯电力电缆的导体材料及连接金具的性能要求和主要制备工艺方法,对比了国内外主要技术特点,提出了高压铝芯电力电缆研制的可行技术路线。

电力电缆绝缘损坏事故原因分析及治理措施

针对某风力发电场电力电缆绝缘损坏的典型案例,主要从生产制造工艺、安装工艺及环境、机械损伤、超负荷运行和电力系统过电压等5方面进行分析,原因是由于电力系统谐振过电压、遭受电压冲击及电缆头附近绝缘强度较弱3方面导致。根据分析结果,提出电力电缆绝缘损坏的预防和治理措施,可为同类型电力电缆提供参考。

基于小波变换的中压电力电缆故障诊断方法

当前对于中压电力电缆故障诊断多采用变分模态分解算法,该方法易受到电缆参数自由度的影响,使得诊断准确性较低。为此,提出基于小波变换的中压电力电缆故障诊断方法。根据电力电缆仿真结构,对电缆运行参数进行采集与拓展计算,基于小波变换将采集到的数据进行预处理,根据预处理后的参数构建电缆故障诊断模型,将模型计算得出的数值与故障阈值进行比较,以此实现对电缆故障的诊断。仿真对比实验结果表明,所提方法能够更加准确地实现电缆故障诊断,诊断准确性更高。

电气化铁路电力电缆基于芯-护层故障参数辨识的单端测距法研究

依据单芯电缆的内部构造特点,以芯-护层故障参数辨识为视角,分析并提出了电气化铁路电缆单端测距法。首先,此方法使用相模变换和中心差分算法处理了通过试验系统对象侧母线的暂态电压、电流数据,再以故障采样数据为基础,同时参考电力电缆的状态网络和电路运行状态,构建时域测距方程,通过故障参数辨识获取具体的故障位置。为验证研究的可行性和有效性,使用ATP-EMTP软件进行电缆故障仿真试验及结合京沈客专线进行电缆故障模拟试验。

基于改进蚁群算法的电力电缆敷设路径规划方法

传统电力电缆敷设路径规划方法仅考虑了部分因素,导致路径长度过长。为了解决这个问题,提出基于改进蚁群算法的电力电缆敷设路径规划方法。设计电力电缆敷设环境,通过设计电力电缆敷设环境测定基于改进蚁群算法的电力电缆敷设距离和方位,定义电力电缆敷设路径函数,选择电力电缆敷设最优路径,实现电力电缆敷设路径规划。设计对比实验,实验结果证明该方法路径长度上明显优于传统的规划方法,该方法的路径长度仅为50 m左右,为未来的电力工程建设提供了一个有力的工具和方法参考。

电力电缆局部放电的产生机理及在线检测技术研究

本文以电力电缆局部放电(PD)的基础理论为切入点,探讨了影响PD产生的各种因素,并详细讨论了PD的机理。随后介绍了几种常用的在线检测方法,包括电气检测、超声波检测和光学检测,并对这些技术的优缺点进行了比较。基于以上理论设计了一套结合φ-OTDR传感系统和超声波检测法的电力电缆PD在线检测系统,通过实验验证了该系统的有效性。数据融合与时间序列分析结果表明,该系统能够实现高精度的PD源定位,显著提升PD检测的准确性,具有良好的应用前景。

110kV电力电缆线路的施工技术研究

本文介绍了110kV电力电缆线路的基本概念和发展现状。分析了110kV电力电缆线路施工过程中存在的问题与挑战,探讨了110kV电力电缆线路施工过程中需要注意的技术要点。本研究可为110kV电力电缆线路的施工提供有益的参考和指导。