交联聚乙烯电缆绝缘诊断方法研究

交联聚乙烯(Cross Linked Polyethylene,XLPE)电缆已在城网改造与建设过程广泛应用,但其在送电过程中会受到外界诸如电、热、机械力等不利因素影响,及时掌握其绝缘状态可避免引发事故。采用将模糊理论应用绝缘状态诊断中,建立电缆模糊绝缘综合评估模型,同时引入相对劣化度概念,使得该模型的模糊诊断矩阵更贴近电缆实际劣化情况。算例分析表明了模糊绝缘综合评估模型的有效性。     

证据理论与模糊理论集成的XLPE电缆绝缘状态评估研究

为提高XLPE电缆的绝缘诊断精度,提出了多绝缘参数综合评估方法。针对D-S证据理论中各证据体可信度分配难以确定的问题,建立了证据理论与模糊理论集成的XLPE电缆绝缘状态综合评估模型。此模型将模糊理论中的模糊集合与隶属度函数概念引入证据理论,利用隶属度函数构造证据理论的合理信度函数分配。在此基础上,通过证据理论联合每个证据体的可信度从而形成最终的电缆绝缘状态评估结果。实例分析表明该模型可有效评估XLPE电缆的绝缘状态,具有一定的理论和实用价值。     

基于多个广域测量系统的联合低频振荡分析和监测

为提高XLPE电缆绝缘诊断精度,将信息融合技术用于其中。针对D-S证据理论中各绝缘参数可信度分配难以确定的问题,提出模糊理论与证据理论相结合的绝缘诊断方法,建立基于模糊理论的证据融合诊断模型,该模型将模糊理论中的模糊集合与隶属度函数概念运用于证据理论,利用隶属度函数构造证据理论的合理信度函数分配,在此基础上联合每个绝缘参数的可信度形成最终的融合结果。实例分析表明了该诊断模型的有效性。     

基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估模型

研究了结合模糊理论对变压器运行状态进行模糊评价的多级评估方法。首先,以预防性试验为基础,综合考虑工作环境、运行资料、检修记录和附件情况,建立层次型评估指标体系。引入了相对劣化度来表征变压器实际状态向故障转化的相对劣化程度;以相对劣化度为输入,搭建神经网络确定了色谱状态量的隶属函数;利用模糊统计试验法和模糊分布法分别建立了定性指标和其余定量指标相对劣化度的隶属函数。在此基础上,基于模糊综合评判思想建立电力变压器运行状态评估模型,分别对各层评判因素进行了评估,并综合得出变压器的运行状态。经实例分析表明,基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估方法是合理和有效的。     

车载高压电缆剩余寿命评估方法的研究

为了对车载高压电缆的剩余寿命进行评估,提出了一种基于EA寿命模型和模糊层次分析法的寿命评估方法。选取绝缘电阻、介质损耗及拉伸强度三种参量作为评估车载电缆服役可靠性及剩余寿命的特征参数,通过模糊层级分析法对以上参数施加权重,最后通过EA模型拟合可推算出车载高压电缆的剩余寿命。     

基于模糊理论的高压断路器状态评估研究

结合目前国内外高压断路器的状态监测及评估现状,将模糊数学理论应用到高压断路器的状态评估中。采用模糊层次分析法代替层次分析法对评价因素集进行权重分配,改进了以往模糊综合评估中的判断矩阵一致性问题,确定了各评判因素对象及其计算方法和隶属函数,建立了模糊综合评估模型,利用多种评价因素对高压断路器的工作状态进行了评估。     

配电变压器更换优先级模型

针对配电变压器更换优先级问题,提出一种以模糊层次分析法和灰色模糊理论为基础,涵盖多种评价因素的多层次配电变压器更换优先级模型,该模型包括建立评价体系并提出相应的计算方法。首先,采用模糊层次分析法针对不同种类的评价因素建立层次分析模型,并确定各因素的权重;结合专家经验确定权重的灰度,建立权重矩阵。其次,采用劣化度函数对数据进行处理,并使用隶属度函数描述数据与评价等级间的隶属关系;以灰度描述数据的充裕度,建立灰色模糊矩阵。最后,综合权重矩阵与灰色模糊矩阵,以最大隶属度为标准得出评价结果。计算实例表明该模型可以综合考虑多种因素并改善数据的模糊性与灰色性,合理地评估配电变压器的更换顺序,为配电变压器的经济运行提供了一种参考。     

基于ART2A-E的交叉互联XLPE电缆绝缘在线诊断技术研究

研究110 kV及以上电压等级的XLPE电缆绝缘的在线监测与诊断技术,确保电缆的安全可靠运行具有重要意义。笔者根据屏蔽层交叉互联接地XLPE电缆在线监测的特点,提出了基于ART2A-E(Adaptive Resonance Theory)神经网络的交叉互联电缆绝缘在线诊断方法。首先,通过分析电缆绝缘老化的特点以及电缆加速老化的实验结果,建立交叉互联XLPE电缆的仿真模型。然后,计算首末端A、B、C三相接地线电流与电缆初始安装时的接地线电流幅值和相位的相对劣化度得到12个特征量,并以此特征量作为ART2A-E的输入样本进行模式识别。仿真实验结果表明,ART2A-E神经网络可以识别发生在交叉互联中的任意一段电缆的绝缘故障,为交叉互联电缆的绝缘在线诊断开辟了新的途径。     

（23期已送排）基于负载率和健康状态的高压XLPE电缆可靠性评估模型*

以高压XLPE电缆为研究对象,选取其绝缘热点温度(insulation hot spot temperature,IHST)为关键变量,结合Weibull分布和Arrhenius反应定律,建立基于负载率的高压电缆XLPE老化失效模型,并利用高压电缆预防性试验、在线检测技术、日常巡检和历史记录建立基于模糊层次分析法的电缆健康指数模型。为使这两类模型优势互补,将健康指数模型中的健康指数作为参量引入到老化失效模型,提出一种能同时反映高压电缆不可修复故障和可修复故障的综合故障率模型。最后通过实例验证表明,该模型能反映高压电缆实际的可靠性水平,可为有关维修部门开展设备检修提供理论依据,具有一定的参考价值。     

高压XLPE电缆缓冲层状态模糊综合评估方法北大核心CSCD

针对高压XLPE电缆缓冲层烧蚀故障频发,缓冲层烧蚀影响因素较多,难以准确评估在运电缆缓冲层状态的情况,提出了一种缓冲层状态模糊综合评估方法。根据缓冲层烧蚀故障机理及带材特性,建立状态评估因子及评估分级标准。在此基础上,采用改进层次分析方法确定评估因子的权重。采用模糊综合评价方法,计算缓冲层状态评估等级隶属度向量。根据最大隶属度原则确定最终评估结果。通过实例计算表明,该评估方法能够对缓冲层状态进行准确评估,有效降低人的主观因素影响,为制定在运高压XLPE电缆缓冲层状态运维管控措施提供了科学依据。     

交流电场下XLPE绝缘空间电荷研究综述

XLPE电缆目前广泛地应用于电力系统中,如何评估和预测现场运行电缆的老化及早期劣化的程度,是电缆绝缘状态评估的重要内容,然而这项研究在国内仍是空白。XLPE电缆的制造工艺过程、运行中的过电压和温升以及耐压试验过程都可能造成XLPE电缆绝缘特性的改变,导致绝缘性能下降,形成陷阱,特别是空间电荷的形成,畸变原有电场分布,直接影响XLPE电缆的绝缘特性。大量研究表明,在直流电场下空间电荷危害XLPE电缆绝缘,关于交流电压下空间电荷对XLPE电缆绝缘影响的探索较少。综述了交流电场下空间电荷效应对XLPE电缆绝缘影响的相关研究成果,并介绍了测量固体介质空间电荷分布的电声脉冲法,为从空间电荷测量角度研究XLPE电缆绝缘老化程度和状态评估提供了参考。     

介电谱用于评估XLPE电缆绝缘劣化状态的研究

电缆绝缘的介电性能与其劣化状态密切相关,本研究采用一种新的介电分析方法通过介电谱评估XLPE电缆绝缘的劣化状态,该方法通过对介电常数实部频谱进行数学变换获得新的谱图。首先在130℃下对XLPE电缆绝缘进行不同时间的加速老化实验,获得不同劣化程度的XLPE试样,然后用新的介电分析方法评估这些试样的劣化状态,并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征其化学结构的变化。结果表明:新谱图中损耗峰的峰值频率能够表征电缆绝缘的劣化状态,峰值频率越低,劣化程度越严重。同时,羰基峰的出现表明XLPE的化学结构发生了变化,损耗峰峰值频率的变化与此相关。     

基于IFAHP的运行电缆绝缘状态综合评估

针对现有评估方法中的局限性,以运行电缆的环境温度、环境湿度、电缆局部放电量和接地线漏电流为评价因素,提出了一种基于IFAHP的运行电缆绝缘状态综合评估法。首先,结合模糊评价理论,建立了基于IFAHP的多因素电缆绝缘状态评估模型,实现了对运行电缆更加客观、合理、准确的绝缘评估;其次,设计了基于LabVIEW的运行电缆绝缘状态综合评估系统,便于实际工程的应用;最后,通过实例分析,验证了评估模型的有效性和实用性。     

高压XLPE电缆绝缘多参数在线监测

建立了在交流电压作用下高压交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的参数模型,并分析了电缆绝缘劣化时绝缘参数的外在表现.提出通过监测XLPE电缆的工作绝缘电阻、等值电容、介质损耗因数及各参数的变化趋势来综合评定电缆的绝缘状况.并分析了该方法的有效性及合理性.设计了高压XLPE电缆在线监测装置.在数据处理方面,采用基于LM(Levenberg-Marquardt)算法的非线性最小二乘拟合法对采样信号进行拟合,将信号进行快速傅里叶变换得到的谐波分析结果作为LM算法的迭代初值,并利用拟合结果计算出电缆绝缘的被监测参数.仿真分析表明,该算法收敛速度快、精度高,能很好地抑制电网频率波动、直流分量以及谐波含量对被监测参数的影响.     

修复液抑制XLPE电缆局部放电的有效性研究

针对XLPE电缆中存在水树缺陷引起局部放电导致电缆绝缘迅速劣化的问题,提出了一种通过注入修复液修复电缆水树缺陷抑制电缆局部放电的方法,从XLPE电缆试样局部放电特征及缺陷表面微观形貌结构两方面研究修复液对XLPE电缆局部放电的影响。采用水针电极法加速XLPE电缆绝缘水树老化,并对生成水树缺陷的电缆试样进行注入式修复,测试分析修复前后电缆试样的局部放电特征,并对修复后电缆试样缺陷处的表面形貌特征进行分析。此外,建立XLPE电缆水树缺陷的有限元模型,结合水树缺陷处电场仿真进一步阐述修复液对XLPE电缆局部放电的影响机理。结果表明:修复后XLPE电缆局部放电的放电幅值和放电次数均大幅减小,表明修复液可以抑制电缆局部放电的发展,减缓XLPE电缆绝缘的劣化。     

基于多层次模糊综合评价模型的短路电流限制措施优化配置

提出了一种基于多层次模糊综合评价模型的短路电流限制措施优化配置方法。首先基于层次分析法建立限流措施方案评估的递阶层次结构关系图和多层次模糊综合评价模型;然后构建判断矩阵确定各层次间的权重;最后,引入模糊行为指标和隶属度函数综合考虑电网的短路电流水平、静态安全性、暂态稳定性和运行经济性。通过多层次模糊综合评价对各限流方案...     

高压交联聚乙烯电缆绝缘劣化试验分析

为掌握运行多年的交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘劣化状况及出现劣化的原因,采用热重法、红外光谱、机械强度试验分析了退运的14条110 kV和220 kV XLPE电缆绝缘。研究了电缆绝缘材料的热稳定性、物质成分及机械性能与电缆绝缘劣化的对应关系,并分析了14条退运电缆历史运行数据。结果表明,14条退运电缆中,有4条电缆绝缘出现了劣化,而这些电缆都经受过穿越故障电流或外部高温;起始分解温度、羰基指数、断裂能对表征XLPE电缆绝缘的劣化状况有很好的一致性,当绝缘出现劣化时,其起始分解温度降低、羰基指数升高、断裂能减小;交联电缆经受大的故障电流冲击或外部高温,都会加快绝缘的劣化。     

35 kV及以下XLPE绝缘电力电缆品质分析

按照特殊设计的取样原则,收集了50个运行年限为1~14 a的XLPE绝缘电力电缆样品,通过结构参数和水树枝试验,研究分析XLPE介质中杂质、微孔和不均匀性(偏心度)等结构参数及电缆敷设方式、运行环境条件与XLPE介质水树枝早期劣化现象。研究结果表明,杂质、水分和电场是引发XLPE绝缘电力电缆介质树枝状早期老化的直接因素,并最终导致XLPE绝缘电力电缆发生运行故障。     

基于模糊决策的城市高压输电网规划方案评价方法

针对模糊一致矩阵决策方法中,建立的模糊优先关系矩阵中的元素难以体现2个指标间优劣的差异程度,得到的模糊一致矩阵与模糊优先关系矩阵贴近度较差,模糊优选方法无法处理定性指标,以及城市高压输电网规划综合评判决策系统的复杂性问题,提出将模糊一致矩阵决策方法和模糊优选方法相结合的改进模型,并采用模糊矩阵换算关系来确定各指标的权重.利用改进后的模型流程图对一个实例进行计算,将综合评价结果与层次分析法、证据理论法和超效率数据包络分析法比较,结论一致,说明该评价方法适用、可信,减少了城市高压输电网规划综合评判中的主观随意性,使其更加科学合理.     

基于灰色模糊综合评判的高压断路器状态评估

针对高压断路器状态评估因素具有模糊性和灰色性的特点,将灰色模糊理论应用到高压断路器的状态评估中。基于试点工程,建立考虑高压断路器运行机理的递阶层次评估模型;采用层次分析法计算各层次评估因素权重集的模部,结合信息充裕程度及专家经验,确定相应评估因素权重集的灰部;综合定性分析与定量分析,以隶属度描述评估因素与状态等级间的模糊关系,并引入点灰度描述模糊关系的不可信程度,建立灰色模糊判别矩阵,进而对高压断路器运行状态进行综合评估。实际算例表明,所提模型能够客观有效地评估高压断路器的状态。