基于电磁耦合的电缆导体运行温度直接测量方法

为测量电缆导体运行温度,提出了一种基于电磁耦合原理的电缆导体运行温度直接测量方法,通过在电缆接头处植入测温传感器,直接获取电缆导体的运行温度。与现有的测量电缆表皮温度后根据热力学模型计算导体温度的方法相比,该方法可以快速精确测量电缆接头处导体的实时温度,从而及时发现局部发热点。根据传感器电路结构的不同,直接测温技术分为2种基本方式:有源传感器方式和无源传感器方式。有源传感器方式的测温精度较高,而无源传感器方式则具有传感器体积小、测温范围宽的优点。详细介绍了一种有源传感器测温模块的安装方法,并搭建了测试系统,进行了阶跃电流下单芯110kV电缆的模拟现场温升试验。结果表明,植入的传感器模块不影响电缆接头的电气性能,所测温度与模拟回路直接测量的温度曲线在形状及响应趋势上完全一致,验证所提出方法的有效性。     

基于ZigBee技术的高压开关柜智能无线测温系统

基于ZigBee技术设计了一种实时在线无线测温系统,用于高压开关柜母线排、接线头的温度监测。介绍了测温系统的软硬件设计及常用的高压开关柜测温方式。系统由温度传感器DS18B20采集温度,温度采集器利用ZigBee无线组网技术将处理后的温度数据传输至数据集中器,后者利用现场总线技术与监控中心计算机互联,实现了实时在线监测。该系统已在供电公司实际运行两年,结果证明运行安全可靠。     

基于VB程序的电缆导体温度计算

根据热路与电路的相似性,建立了电缆导体温度计算热路模型,开发了基于VB程序的电缆导体温度计算软件,该软件可实时准确计算出电缆导体温度,了解电缆运行状态,为电力电缆运行维护提供理论依据。     

提高XLPE高压直流海缆经济性的研究展望

结合我国高压直流海缆工程直流海缆选型、电压等级和输送容量的关系,以单位输送容量所需直流海缆原材料投入作为典型经济性指标,发现随着单回路直流海缆电压等级和载流量升高,直流海缆经济性呈上升趋势.通过对比不同路线提高电压等级和载流量后直流海缆耗材的变化,可知分别通过提高直流海缆绝缘电气水平和导体最高允许运行温度的方式实现电压等级和载流量提升对提高直流海缆经济性更为有效.此外选取导体最高运行温度为70℃的±525 kV直流海缆为典型规格,利用有限元仿真分析外加电压提高至972 kV和导体运行温度提高至90℃后直流海缆绝缘场强分布的变化,结果表明电压等级和导体运行温度的提高均会造成绝缘场强翻转后靠近绝缘屏蔽处的场强进一步升高,且二者存在协同作用,在此基础上,设定绝缘屏蔽与绝缘界面存在向绝缘内尺寸为0.125 mm的半圆形突起,有限元仿真结果表明该点的场强对比无突起情况增大了35.8％.     

固体绝缘环网柜涂屏蔽层对复合绝缘电场的影响研究

为研究固体绝缘表层涂屏蔽层对其内部电场分布的影响,利用有限元分析软件对固体绝缘在有无屏蔽层两种状态下分别进行静电场仿真.仿真结果表明,屏蔽层的引入能实现相间屏蔽,但也使得固体绝缘腔体内相同结构的相同区域电场强度增加,腔体内伞裙附近空气电场强度较大,极易击穿,进而影响附近环氧树脂电老化.依据电场复合绝缘理论,提出增加腔体内部导电体距离环氧内壁的距离,采用界面绝缘消除小间隙气隙,增大导体和环氧树脂的 曲率半径和倒圆角半径等降低场强的办法.对优化后的模型重新进行电场分析,伞裙附近空气电场强度由３．８１kV/mm 降至２．８７kV/mm,验证了优化方法理论上的可行性。     

基于温度变化特征的GIL状态辨识系统研究

气体绝缘输电线路(GIL)的设备温度是判断其是否正常运行的重要技术指标,目前有较少研究将监测温度信号和辨识运行状态相结合,为了基于温度变化特征实现GIL运行状态的及时准确辨识,文中建立三维有限元模型,精准分析不同工况的温度场分布,通过在GIL线路上布置红外测温传感器,以监测实际壳体温度值,设计一种能够实时监测壳体温度的方案,将数据通过无线传输至监测系统,以仿真计算的正常运行壳体温度值为标准设置状态辨识的温度门限值,实时辨识GIL运行是否处于异常状态,当改变电流和环境等运行条件时,可直接修改模型参数,即得到相应的状态辨识温度门限值,从而通过监测系统和状态辨识得到准确的运行状态,有助于GIL安全可靠运行。     

一种新型SMA直角弯型射频连接器的设计

提出了一种新型SMA直角弯型射频连接器.连接器的内导体采用弯型一体结构,外导体采用两体压接,绝缘介质弯曲部分采用空气介质.通过采用共面补偿优化设计方法,所设计的弯型连接器,具有较好的电压驻波比性能.提出的射频连接器配接射频电缆,加工了电缆组件.在整个工作频率范围0.01～18GHz,测试的电缆组件电压驻波比VSWR电缆组件＜1.24,单个连接器电压驻波比VSWR连接器＜1.11.所提出的SMA直角弯型射频连接器的电压驻波比特性较常见同类弯型连接器有较大改进.     

电力电缆半导电屏蔽电阻率测试仪

根据GB/T 12706-2002和IEC 60502标准设计了电力电缆半导电屏蔽电阻率测试仪.仪器采用导体屏蔽、绝缘屏蔽、加热后导体和绝缘屏蔽等4个体积电阻率测量模块,由C 8051高速单片机集中控制;对于单个测量模块,采用了4探针的测试方法;针对高的电压测量范围,设计了多档精密电阻分压网络;面对高电压、低功耗的难题,采用了测量节点电位的方法.仪器同时具有USB接口,可将测量数据送入PC机的数据库中,进行数据分析和管理.该仪器直接显示电缆导体屏蔽与绝缘屏蔽体积电阻率,运行稳定,单组测量模块功率小于O.1 W,测量误差为±1%.     

变压器光纤测温装置常见故障及原因分析

正1引言变压器绕组温度过高会影响绕组绝缘,并导致变压器绝缘等级下降,减少变压器的运行寿命。光纤测温装置是变压器产品的一种可选配件,可较真实地测量并显示变压器内部测量点的热点温度,为变压器产品的负荷预测、寿命评估和状态评估提供参考数据。光纤测温装置主要由内部光纤、贯通板及贯通器、贯通器防护罩、外部光纤、光纤测温主机     

采用均热铜环实现由三芯电缆表面温度准确计算导体温度的方法分析

运行电缆的表面温度是计算三芯电缆导体温度的重要参数。通过推导稳态下三芯电缆表面温度与导体温度的关系,分析表面温度对导体温度的灵敏度,并在不同电流下采用不同厚度的铜环进行测温实验,对比分析铜环测温的有效性。试验结果表明,铜环的厚度对测温精度影响不大,使用铜环测温方法,能减少三芯电缆表面温度的测温误差,使三芯电缆导体温度的计算更为准确,且在大电流运行状态下效果更显著。     

三芯电缆实时导体温度实时解析与计算方法

针对目前难以直接测量运行电缆导体温度的问题,将10 kV三芯电缆热路简化为只含一个等效热容和一个等效热阻的暂态热路,利用一阶热路的响应实现电缆实时导体温度的解析计算;同时,在试验场进行了阶跃电流试验和周期负荷载流量试验,测量电缆导体温度和外皮温度.根据测量的电缆外皮温度和加载的负荷电流计算出试验电缆的实时导体温度,对比发现导体温度的实时计算值与测量值吻合度较高,验证了该计算方法的正确性.该解析计算方法易于实现、计算准确,不仅可用于计算常用敷设方式下不同回路三芯电缆实时导体温度,还可根据电缆当前运行状态适当调整负荷电流,在保证安全的前提下提高现有电缆线路的输电能力.     

固体绝缘环网柜涂屏蔽层对复合绝缘电场的影响研究

为研究固体绝缘表层涂屏蔽层对其内部电场分布的影响,利用有限元分析软件对固体绝缘在有无屏蔽层两种状态下分别进行静电场仿真。仿真结果表明,屏蔽层的引入能实现相间屏蔽,但也使得固体绝缘腔体内相同结构的相同区域电场强度增加,腔体内伞裙附近空气电场强度较大,极易击穿,进而影响附近环氧树脂电老化。依据电场复合绝缘理论,提出增加腔体内部导电体距离环氧内壁的距离,采用界面绝缘消除小间隙气隙,增大导体和环氧树脂的曲率半径和倒圆角半径等降低场强的办法。对优化后的模型重新进行电场分析,伞裙附近空气电场强度由3.81kV/mm降至2.87kV/mm,验证了优化方法理论上的可行性。     

高压直流电缆接头稳态与暂态电场分布特征

为探索高压直流电缆接头内部电场分布规律,特别是增强绝缘非线性特征对电缆接头内部电场分布的影响,在制备纳米硅橡胶复合材料基础上,借助有限元仿真研究了高压直流电缆接头内部电场分布特征。通过对不同温度梯度、施加电压、极性反转时间及增强绝缘电导特征等因素下电场分布特征的研究,得出如下结论:电场强度最大值位置随温度梯度与施加电压的变化在应力锥根部与导体屏蔽管端部间转移。应力锥根部电场强度受接头绝缘材料热活化能、非线性相关系数的调控效应显著。在极性反转过程中,电缆绝缘与导体屏蔽管端部电场强度最大值与极性反转时间近似为指数函数关系;然而,应力锥根部电场强度最大值不受影响。在正极性雷电脉冲下,应力锥根部电场强度最大值随热活化能的减小或非线性相关系数的增大而减小;在负极性雷电脉冲作用下,应力锥根部电场强度最大值随热活化能的减小或非线性相关系数的增大而增加。     

基于有限元软件COMSOL的大电流电缆罐体的设计优化

GIS设备的电场强度和温升在设备运行过程中至关重要.通过有限元仿真模拟分析了35kV大电流电缆罐关 键部位的电场强度及温升情况,通过电场仿真分析找到电场强度的最大位置并通过结构优化设计将最大场强值降低至 计算参考值之下,顺利通过耐压试验;通过温度场仿真分析,充分考虑导体及壳体的散热系数,导体及壳体材料不同 对于温度的相互影响关系等因素.经仿真分析与实际温升试验对比分析,可以验证仿真分析的可行性及准确性,为以 后的产品研发提供一定的理论基础和参考.     

分布式光纤XLPE电缆温度在线监测技术

电力电缆线路运行温度在线检测技术是当前及时发现电力电缆线路的局部过热点位置、检测运行线路的绝缘状态、计算导体载流量的首选技术措施。为此,基于光频域反射OFDR测温法研究了一种能实现长距离大范围的新型测温技术——分布式光纤测温技术,实现了电缆温度的实时测量,并探讨了使用测温技术进行绝缘在线监测的可能性。     

高压开关柜无线红外在线测温系统设计

高压开关柜是电力系统中极其重要的电力设备,其高电压大电流的特性会导致导体发热,易导致设备损坏甚至引发火灾,影响电力运行的稳定性。为及时检测高压开关柜中温度变化,方便运行人员及时排除故障,设计了一套高压开关柜无线红外在线测温系统。以STM32F103RCT6作为主控芯片,配合MLX90640新型温度传感器,通过RS485转无线数据传递,实现了高压开关柜中温度的实时采集以及数据的无线传递,其采样精度高、数据采集传递实时稳定可靠,同时安装方便,具有较高的性价比。     

基于LED光供电的高压设备温度在线监测系统

针对高压设备无线测温装置供电困难问题,设计了一种由低压侧LED光源供电的新型温度在线监测系统。系统使用LED所产生的光能经太阳能电池光电转换后为高压侧无线测温装置供电,以保证其可靠运行。设计了LED两级可PWM调光恒流驱动电路,为LED提供了恒定电流的同时保证了输入端高功率因数。无线测温装置利用热敏电阻PT1000采集温度信号,并通过ANT无线模块进行数据传输,兼具高精度测量和低功耗优势。实验测得无线测温装置在3.3 V供电电压下的平均消耗电流约7.24 m A,驱动电路在满PWM占空比下输出电流为584 m A,在70%PWM占空比下的工作状态为兼顾高压侧电路可靠运行与节约电能的最佳状态。     

高压设备电缆接头温升在线监测系统的研究与设计

供电系统运行时,如果接触部分温升超出了允许范围,会使得电缆终端的绝缘老化,破坏绝缘能力,容易造成单相接地故障或相间短路事故。本文设计出一种高压设备电缆接头温升在线监测系统,通过测量电缆附件保温点的温度和附近小环境的温度比差,计算出温度的补偿差值并找到对应于内部载流铜导体的发热温度值。利用CT的磁饱和特性在较宽电流范围(50A-5000A)内能稳定工作的特性,数据采集器利用电磁耦合原理在高压母线上直接获得电能。下位机通过RS485总线连接到上位机,进行点对多点通信。上位机实时显示各个触头的温度和状态,此外,还可以查询历史温度数据、输出报表和曲线,实施信息化管理。通过实验测定,该系统测温误差在±1.5℃,可以满足高压设备电缆接头的测温要求。     

基于虚拟介电常数法的特高压GIS中隔离开关电场参数计算

提出了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合的方法处理1 100kV GIS隔离开关中的悬浮导体问题.利用有限元软件对隔离开关气室进行三维电场分析计算,获得其内部电场强度分布.通过电场强度结果分析,得出隔离开关气室内电场强度较大的位置及电场强度值.利用APDL对电容参数进行计算,通过与测试结果进行比较,验证了用虚拟介电常数法和耦合电压自由度法相结合处理隔离开关中的悬浮导体问题具有较强的可行性.从而为特高压GIS中VFTO的计算提供较为可靠的分布电容参数.     

电力电缆线路运行温度在线检测技术应用研究

电力电缆线路运行温度在线检测技术为当前及时发现电力电缆线路的局部过热点位置、检测运行线路的绝缘状态、计算导体载流量的首选技术措施,为此基于光频域反射OFDR测温法和TCP/IP通讯协议,提出分布式光纤连续在线检测长距离电力电缆线路表面温度方法和技术,有效地克服了基于光时域反射OTDR测温法的光纤测温技术中存在的不足,提高了检测温度的速度。研究结果表明,基于OFDR测温技术的分布式光纤电力电缆运行温度在线检测装置基本满足≥110kV电压的电力电缆线路运行温度在线连续检测的技术要求。