基于光纤测温和局放检测的电缆在线监测系统研究

摘要

随着我国城网改造电缆入地,高压电缆的使用量急剧增加,电力电缆逐渐取代了城市内部原有的杆塔供电方式,由于电力电缆通常是通过直埋、拉管或管道等形式进行地下敷设,较难直观地巡视检查其地下运行部分的具体情况;为确保高压电缆的安全运行并提高电缆的利用效率,采用电力电缆在线监测系统对电缆的温度、局部放电等进行监控是非常必要的. 本文对电力电缆在线监测系统中的分布式光纤测温系统与局部放电监测系统进行研究,取得了如下研究成果:首先,揭示了电缆在线监测系统原理;其次,阐明了系统结构、系统功能及特点;接着,通过电缆在线监测系统实验,验证了分布式光纤测温系统与局部放电监测系统的有效性;最后,针对局部放电监测系统中易出现的干扰噪声信号过强的情况,提出了利用小波变换抑制干扰噪声信号的方法,通过仿真软件计算,验证该方法对于信号干扰情况可起到有效过滤作用.研究表明,通过电力电缆在线监测系统测得的光纤温度、局放电量,可计算电缆载流量、应急负荷持续时问、电缆局放类型、定位等,能有效保障电力电缆安全运行.

目录

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1.绪论

1.1课题研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 本文研究内容

2.电缆在线监测原理

2.1.1 分布式光纤简介

2.1.2 拉曼散射原理

2.1.3 光时域定位原理

2.1.4 载流量评估

2.2.1 局部放电产生原因

2.2.2 局部放电监测方法

2.3电缆在线监测系统

3.分布式光纤测温系统研究

3.1 概述

3.1.1 数据采集端

3.1.2 监控端结构

3.2 系统功能

（1）在线测温功能

（2）快速定位功能

（3）分区功能

（4）远程测量与远程控制功能

（5）温度修正功能

（6）自动测知光纤长度功能

（7）自检功能

（8）报警功能

（9）报警输出功能

（10）测量数据的记录、上传、查询功能

（11）通信协议扩展功能

3.3 系统特点

3.4.1 测温主机

3.4.2 感温光纤

3.5 分布式光纤测温系统安装

4.局部放电监测系统研究

4.1 概述

4.2 局部放电传感器

4.3 局部放电采集器

4.4 局放在线监测系统安装

5.实验分析

5.1 电缆结构数据库

5.2 分布式光纤测温系统实验

5.2.1 利用光纤测温测得的电缆表面温度和负荷曲线计算电缆动态载流量

5.2.2 利用光纤测温计算短时应急负荷持续时间

5.3.1 典型接头缺陷局放实验

5.3.2 局放检测干扰抑制分析

5.3.3 小波变换及其算法

6.结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献