电缆检测多频率激励信号源的研究

地下管线探测技术对于各个企业、城市的规划建设乃至整个国家社会经济的发展都起着不可估量的作用.通过开挖测绘来了解地下管线的分布情况,速度慢、安全性差、准确度不高,取而代之的是电磁探测法.电缆探测定位、故障诊断主要采用电磁探测法:由激励信号源产生一定频率的信号加载在电缆上,用接收设备拾取电缆产生的电磁场,经过一定的处理,获得电缆走向、埋深等信息.本文介绍了地下电缆探测的基本原理,设计了一个实用电缆检测多频率激励信号源,并详细地分析电缆信号源的分频电路、升压电路、开关电路等主要电路.实验表明,本设计能够产生各种要求的频率/周期信号,振幅在48V左右,功率在5W左右.     

电磁法探测地下金属管线的理论及误差分析

从使用电磁法探测地下金属管线的理论出发,针对使用不同方向天线的测试方法,分析了磁场分布特点和峰值法、反峰值法的定位误差,对旁线干扰、信噪比低等情况下的定位效果进行了仿真,总结了各种测试方法的适用性,为电磁法在地下金属管线实际探测中的具体应用提出了一些指导性的建议。     

城市地下电缆路径检测系统的研究与设计

在地下电缆的管理维护、城市的规划改建中,要求快速而精确地查明地下电缆位置、延伸路径以及深度,明确电缆的具体位置信息。本文研究设计的城市地下电缆路径检测系统以电磁法为主要理论基础,建立电缆空间等效模型,推导场强分量公式。创新点在于利用场强频率传导进行信号传输,应用极值法代入Matlab软件进行仿真分析,能够精准探测线圈周围磁场大小及方向改变情况,利用双线圈法进行公式推导得到电缆埋地深度。在系统的软硬件实施上,通过ARM控制模块代入Keil软件算法进行输出,能够直观清晰地呈现地下电缆的路径轨迹和埋藏深度,提升智能化程度。最后通过实测试验进一步验证系统的可行性。     

城市地下电缆的可视化全面管理

为解决电力系统生产管理部门对地下电缆管理中存在的原始落后的管理方式、数据丢失以及繁重的维护工作量等问题,提出对地下电缆实行可视化的全面管理,此方法采用现在成熟的GIS地理信息系统平台,将电缆的分布定位在GIS地图上,将电缆的分布轨迹路径等基础数据先进行采集,然后在此基础上对电缆的动态全面管理作出论证,并对每一种技术作出定义性的选择,最后达到全面的科学管理电缆运行。     

电缆路径仪的探测技术和性能分析

为解决电缆线路急待标识的问题,介绍了电磁法测寻电缆路径的原理及技术方法。电磁法通过发射机施加某种频率交变的电流或磁场至被测电缆,使之产生电磁场,用接收机在地面上测量其强度及分布便可确定被测电缆的位置和埋深。对于不同的现场要求,分析了应用电磁法原理的电缆路径仪的几种定位方法(从发射机角度分为直连法、夹钳耦合法、磁感应法;从接收机角度分为极大值法、极小值法)及两种测深方法(直读法、45°测深法)的优缺点,并从技术性能方面提出了电缆路径仪的几点选型原则,可供使用单位参考。     

基于电磁耦合注入的电力电缆局部缺陷在线定位方法

为了解决现有频域反射方法仅能在离线情况下对电缆缺陷进行定位检测的不足,提出了一种基于频域反射法和电磁耦合技术的电缆缺陷在线定位方法。首先,依据电缆分布参数模型对含有局部缺陷的电缆进行仿真建模,分析了不同电容变化程度的缺陷点与不同测试频率对电缆缺陷定位效果的影响。然后,探究了传感器结构对信号注入效率的影响。最后,分别在实验室105 m和500 m电力电缆上进行验证,在离线测试情况下,通过改变105 m电缆末端负载阻值,模拟不同电缆负载下的线路情况,并分析其对局部缺陷处和电缆末端处反射强度的影响。在带电测试情况下,通过串联谐振平台对500 m电缆进行通电,利用所提在线定位方法对该电缆进行测试,以检验所提方法的有效性。仿真及实验结果表明：相较于电缆离线定位测试方法,该方法能够在电缆通电的状态下,实现对电缆缺陷点的在线定位,且具有较高定位精度和识别灵敏度。     

地下电缆探测技术在供电生产管理中的应用

针对城市规模的不断发展、电网电缆化率的不断提高,供电生产部门对电缆相关的设备设施空间数据提出越来越高的应用要求,本文研究了地下电缆相关设施的地下位置探测、地面位置测量、电缆设施数据建模和电缆设施空间数据应用的可行方法,并提出经过广泛应用验证的公式、模型和案例,以期为电缆供电生产管理提供有价值的参考经验。     

扩频编码电法探测实验研究

【目的】输电线路下采空区易引起地表沉降严重威胁电力设施的运行安全。输电线路下采空区电磁环境复杂,传统探测方法发送频率单一、抗干扰能力差、大功率探测仪器笨重难以适用于输电线路下采空区检测。【方法】借鉴通信领域扩频编码技术,对发射信号频率进行扩宽处理并结合扩频相关算法,利用设计的扩频编码电法探测系统进行了水槽抗干扰实验以及强干扰环境下的外场地下空洞检测实验。【结果】结果表明,扩频编码电法探测方法有较强的抗干扰能力,能够在强干扰情况下获得较好的探测效果,提高探测的准确度。【结论】本文的研究验证了扩频编码探测方法去除干扰的有效性,可以为复杂电磁环境下的电法探测提供一种行之有效的方法,为输电线路下采空区的检测提供参考。     

基于电磁模态分析的埋地电缆高频电气参数计算研究

为了研究高频下埋地电缆的串联阻抗矩阵和并联导纳矩阵,建立埋地电缆的有限元仿真模型,利用电磁模态分析研究大地位移电流以及邻近效应对高频下地下电缆电气参数的影响,并将计算结果应用于时域仿真,观察其对电磁暂态过程的影响。结果表明：在高频下,传统解析法与电磁模态法计算得到的串联阻抗与并联导纳矩阵存在显著差异,而基于时变电磁场的有限元法则可以很好的弥补这一缺陷;将两种方法的计算结果应用于时域暂态仿真,可以发现对于主频率较高的激励,分别输入两种方法得到的串联阻抗和并联导纳矩阵,在电缆末端得到的输出波形存在差异。结合本文的理论及仿真研究,在计算高频下地下电缆的串联阻抗和并联导纳矩阵时,传统的解析方法忽略邻近效应和位移电流的方法是不可靠的,建议采用在时变电磁场中采用有限元法计算串联阻抗及并联导纳矩阵参数。     

基于反射系数谱积分的电缆缺陷诊断方法

为解决现有电缆局部缺陷定位方法所需原始数据过多和频率过高的缺点,提出一种基于反射系数谱积分的电缆局部缺陷定位方法。首先,利用电缆分布参数,建立了含局部缺陷的反射系数谱的计算模型;之后,分析了局部缺陷对反射系数谱的影响,并进一步研究了基于积分变换的电缆定位原理。为减少所需的电缆原始数据和采样要求,提出一种基于反射系数谱积分的电缆局部缺陷定位方法。接着,利用仿真对不同缺陷情况的电缆进行定位诊断,得到了不同信号频率范围和频域采样点数对定位结果的影响,结果表明,该方法在降低了信号频率和采样点数的同时,仍可实现高精度定位,误差小于1%。最后,通过在实际实验中降低对原始数据的采样数量,说明了该方法在现场应用中的有效性,具有较高的实际工程价值。     

电力运行电缆路径探测新方法研究

针对传统的电缆路径探测方法存在接线复杂、外界干扰大、不能满足目前工作需要等问题,阐述了电磁感应新方法的探测原理、运行电缆的信号发射和运行电缆路径探测(信号接收)方法,提出了该探测新方法在实际操作中的注意事项.分析结果表明,该探测新方法适用于电磁干扰强、环境较复杂的情况或电缆敷设密集的区域,能大幅度减少探测的盲目性,提高工作效率,减轻工作人员的劳动强度.     

XLPE电力电缆局放的电磁耦合检测法的研究

综合分析了各个参数对电流耦合器幅频特性的影响 ,设计并研制了具有最优幅频特性的罗戈夫斯基线圈型电流耦合器。与 IEC-2 70推荐的电容耦合法进行比较 ,电磁耦合法具有较高的灵敏度。通过对存在缺陷的XLPE电力电缆线段的检测表明 ,电磁耦合法能较好的反映其局部放电特性。     

电磁耦合传感器在检测XLPE电缆局部放电中的应用

比较了声测法、差分法、电容传感器法、方向耦合传感器法、阻抗检测法和电磁耦合法在检测XLPE电缆局部放电中的优缺点,认为电磁耦合法更适合用于XLPE电缆局部放电的在线检测,并对电磁耦合传感器的研究情况进行了综述。     

A numerical study of the efficiency of a cylindrical electromagnetic shield

Electromagnetic shields are widely used for protecting electrical equipment and cable lines from the influence of natural and artificial electric and magnetic fields. A 3D mathematical model of a solid cylindrical shield for protection from the effect of an alternating electromagnetic field produced inside a cable has been proposed. The model has been constructed using the finite-element method in the ANSYS HFSS software. Two electromagnetic-field sources have been considered: noise in the inner conductor (cable core) and a coaxial circuit, in which the shield is an outer working conductor. The electromagnetic-field distribution over the cable is described by the Maxwell equations, which are transformed into the Helmholtz vector equation with respect to the electric-field component so that the finite-element method may be used. The electromagnetic parameters of the considered media are constant and isotropic. The shielding properties have been studied for a copper cylindrical shield in the frequency range of 1–100 MHz. As a result of the mathematical solution, the distributions of electromagnetic-field intensities in the model have been obtained. To determine the shielding properties of a cable, the transfer impedance and shielding attenuation have been used. The adequacy of the model and technique for determining the efficiency of the screening has been verified by means of comparison between the obtained data and results of the analytical model.     

大截面高压电缆金具电磁-结构瞬态耦合分析

电缆金具对电缆起着固定和支撑作用,电网短路时,电缆金具将承受巨大的电动力,其机械性能劣化,会对电网的稳定运行构成严重威胁.采用载荷传递的顺序耦合方法,建立电缆金具系统的电磁-结构有限元模型,以虚位移法和麦克斯韦电磁理论为基础,对电缆金具系统进行瞬态电磁场分析,得到其短路电动力和磁场分布情况,将电动力作为激励源对电缆金具...     

城市电缆线路的顶管施工管理方法探讨

介绍顶管资料管理在防范输电电缆外力破坏过程中起到的作用。分析输电电缆线路敷设方式、电缆区域分布及近5年主要道路施工、规划涉及的电缆分布在顶管开挖范围内的冲突。采用思维导图法分析出图纸资料缺失以及现场交底不清等问题是导致电缆外力破坏的直接原因,并提出使用地理信息系统标识电缆路径等解决措施。对现有的标准、制度和规范进一步细化,形成南宁供电局电缆工程顶管施工资料管理规定,并论证使用地理信息系统标识电缆路径的可行性。管理好顶管施工资料是提出防范输电电缆外力破坏措施的基础。     

基于ERA算法的大桥斜拉索索力检测方法

斜拉桥拉索模态参数(固有频率、阻尼比)在索力测试、拉索减振、实时控制等方面起着重要作用。目前斜拉索索力一般以频域分析法(如频差法等)进行检测,提出采用ERA算法来获取拉索自由响应信号中的各阶模态参数,从而给出更加精确稳定的拉索基频和对应索力,并与传统索力测算方法——功率谱峰值法进行对比分析。本文方法简单,与理论值吻合良好,试验容易实施,具有较好的工程实用价值。数字仿真与工程测试结果表明了方法的有效性和可行性。     

多导体线束内串扰概率分布的预测

串扰是电气、电子系统内部多导体传输线间的相互电磁干扰,受其影响系统可靠性往往较差。电缆线束作为典型的多导体传输线,其串扰问题显得尤为突出。针对电缆线束内导线位置的不确定性,提出一种线束内串扰概率分布的预测方法,在假定线束横截面固定的条件下,将线束分为N段,计算单一子段的电磁参数分布律,并利用卷积算法求得整个线束的电磁参数概率分布;基于蒙特卡洛法,结合多导线传输线理论得到线束串扰的概率分布,进而帮助设计者发现系统内潜在的串扰问题、评估遭受串扰影响的系统可靠性。为了得到卷积算法中分段数N的合适取值,以线束的扭绞程度为依据,提出了相应的经验公式,并结合实际算例进行测量。实验结果表明,线束的分段数N应与线束的扭绞程度相适应;线束的扭绞程度越高,线束内串扰的概率分布越集中,有趋于"平均化"的规律。     

35 kV及以下XLPE电力电缆试验方法的研究

通过对交链聚乙烯（ＸＬＰＥ）电力电缆试品的工频、０．１Ｈｚ超低频和振荡３种击穿电压的平行比对试验研究,探讨能够有效发现、判别ＸＬＰＥ电力电缆运行故障隐患的试验方法,试验研究结果表明：振荡波电压试验能够有效地发现电力电缆及其附件的制造和安装质量缺陷,超低频电压试验能够有效地发现电力电缆及其附件绝缘树枝状早期劣化缺陷;工频电压试验是一种较好的方法,需进一步深入研究。