基于调频连续波相位敏感特性的电缆局部缺陷检测方法

灵敏地检测和定位电缆缺陷对于电缆安全运行具有重要的作用。调频连续波（FMCW）法是一种基于频域反射法的电缆缺陷检测方法,该方法相对于宽频阻抗谱法具有更高的缺陷检测灵敏度及抗干扰能力。该文在现有FMCW方法的基础上,提出利用FMCW的相位敏感特性对电缆缺陷进行检测的方法,提高了现有FMCW方法缺陷检测的灵敏度。首先,结合FMCW相位敏感特性与电缆分布参数模型进行了电缆缺陷检测仿真;然后,在实验室的射频同轴电缆、10 kV交联聚乙烯（XLPE）电缆上模拟不同程度的缺陷并测试,观察缺陷处相位的变化情况,验证了所提方法的有效性。结果表明：相敏-FMCW方法对于射频及10 kV XLPE电缆上模拟的缺陷敏感,不同严重程度的缺陷相位变化量不同,缺陷处对应相位变化的取值区间可为180°。定义缺陷引起的相位、幅值变化量占取值区间的比例为灵敏度,相敏-FMCW方法可以提高现有FMCW方法对该文中所设缺陷检测的灵敏度：对于电缆局部异常温升造成的容性缺陷,当局部温差为37℃时,可将灵敏度由36%提升至71%;对于电阻性、电导性及铜屏蔽破损缺陷,相敏-FMCW方法的灵敏度均优于传统FMCW方法,检测灵敏度提升...     

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。     

基于拓展峭度的电缆缺陷高分辨率定位方法

随着电缆与电网的高度耦合,电缆故障将辐射影响整个电网及用电设备的安稳运行。传统时域反射分析法往往只能检测并定位电缆已形成的不可逆故障,不能满足检测并提前预防故障的智能检测技术发展趋势及要求。频域反射分析法能够检测到微弱的缺陷,这些缺陷随着时间将演化为不可逆故障。但该方法仍然存在诸如定位图出现误判点,两端出现频闭带,以及定位精度低等缺点。为提高电缆故障检测定位能力,本文结合频域反射分析法与峭度特征量,提出了一种基于拓展峭度的提升缺陷定位能力的方法,可以显著降定位曲线的误判点并且在较宽扫频带宽时能够提升定位精度,最终实现高精度高分辨率的电缆缺陷定位。     

基于反射系数傅里叶逆变换的电缆局部缺陷诊断方法研究

为了及时发现电缆中存在的潜伏性缺陷,研究一种基于反射系数傅里叶逆变换的电缆局部缺陷诊断方法.首先根据传输线理论建立电缆计算模型,然后采用快速傅里叶逆变换(IFFT)将电缆首端反射系数谱转换到空间域,最后利用缺陷定位诊断函数DF(x)实现电缆局部缺陷的定位和诊断.针对存在典型局部缺陷的10 kV交联聚乙烯(XLPE)电缆...     

基于时频域反射法的核电站仪控电缆缺陷检测

为确保核电站中仪控电缆的安全运行,时频域反射法(time-frequency domain reflectometry,TFDR)被广泛用于识别和定位仪控电缆中的缺陷。文中对比魏格纳-维利分布(Wigner-Ville distribution,WVD)、伪魏格纳-维利分布(pseudo Wigner-Ville distribution,PWVD)、平滑伪魏格纳-维利分布(smooth pseudo Wigner-Ville distribution,SPWVD)算法的优势,并提出时频域互相关曲线(time-frequency cross-correlation,TFCC)的能量区间放缩法。分别对50 m和148 m的多芯交联聚烯烃仪控电缆进行短路、断路、绝缘屏蔽层破损和局部热老化的缺陷模拟,并基于TFDR,采用3种时频分布算法进行实验处理。随后,基于局部热老化的检测,采用能量区间放缩法,对TFCC定位峰主瓣较宽的问题进行改善。实验结果表明:经过SPWVD处理后,TFCC的主瓣较宽;在正常电缆检测时,PWVD对交叉项有更好的抑制作用;但在单缺陷检测中,SPWVD具有更好的缺陷识别能力;通过采用能量区间放缩法,可分离相近的定位峰,加强对微弱反射信号的判别。     

基于S变换与时频域反射的电缆缺陷定位方法

针对电力电缆的局部缺陷定位问题,提出一种基于S变换与时频域反射（time-frequency domain reflectometry,TFDR）的电缆缺陷定位方法。在分析传统电缆缺陷定位方法原理的基础上,利用S变换求取TFDR测试波形的时频分布,并计算时频分布的时频互相关函数,再通过时频互相关函数曲线的局部峰值对电缆局部缺陷的位置进行判断。结果表明：相比于传统的TFDR方法,本文方法的时频分布不存在交叉项干扰,从而消除了时频互相关函数曲线中干扰的局部峰值,且电缆缺陷定位结果的可靠性较高,局部缺陷的检测盲区较小。最后对10 kV交联聚乙烯（XLPE）电缆进行仿真和实测分析,结果显示本文方法可以有效定位电缆的局部缺陷,并且缺陷定位的绝对误差较小。     

高压电缆缺陷现场检测技术及故障快速定位方法研究

文章对高压电缆运行过程中常见的缺陷和故障问题进行了阐述,对现行检测方法进行了分析和探讨,并提出基于频域阻抗谐振模型的高压电缆现场检测技术及故障快速定位方法.在某供电局实际应用证明,该方法有效缩短了高压电缆缺陷检测的时间,显著提高了电缆故障快速定位的能力,对高压电缆安全运行提供了重要的技术保障。     

基于改进TFDR法的核电站仪控电缆断裂缺陷检测

由于时频域反射（TFDR）法具有成熟便捷、分辨率较高的特点,故其被广泛应用于各类电缆的故障测距中。为了让核电站仪控电缆绝缘屏蔽层断裂缺陷能被有效地判别和精确定位,本文提出一种改进的时频域反射（T-TFDR）法,包括使用热应力浮动方差曲线作为缺陷判别的依据。随后对50m多芯仪控电缆进行了不同程度的断裂破损模拟,并使用传统TFDR法和T-TFDR法进行检测实验验证。对比两者的检测结果,T-TFDR对弱缺陷断裂的定位峰值提高到0.2,是传统TFDR的2.5倍,且定位误差率均小于2.5%。可得出如下结论：一,TFDR法对断裂缺陷有一定的判别能力,但对弱程度断裂破损的识别力较差;二,T-TFDR法中利用热应力浮动方差曲线的尖峰替代原定位峰,可大大提高对弱断裂缺陷的识别能力;最后,T-TDFR可对原定位距离进行修正,弥补TFDR法对弱断裂破损定位精准度较差的缺点,实现对微弱缺陷的有效识别定位。     

基于FMCW的10kV配电电缆故障定位及类型识别方法EI北大核心CSCD

为了解决电缆输入阻抗谱法对高阻故障定位距离较短、遮蔽区域大等不足,该文提出一种基于频域反射法的调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)电缆故障定位及类型识别方法。首先,依据FMCW电缆故障定位的原理结合电缆分布参数模型进行电缆故障定位仿真,获取电缆的FMCW幅值谱、相位谱。仿真结果表明,幅值谱可用于故障定位,相位谱可用于故障类型识别。根据仿真结果获取不同类型电缆故障(开路、短路、高阻、低阻故障)的相位谱特征。最后,在300m的射频同轴电缆和194m的10k V-XLPE电缆上进行测试,验证所提方法的有效性。实验结果表明,FMCW幅值谱能有效定位电缆的故障;FMCW相位谱的相位特征可以区分开路、短路、高阻、低阻故障。相较于电缆输入阻抗谱法,FMCW方法将高阻故障的检测距离从20 m提高至200m,将输入阻抗法40%的遮蔽区域降至18.2%以内,且对高阻故障的灵敏度从2 kΩ(40Z0)提高至10 kΩ(200Z0)。     

基于CEEMD-PSD算法的变电站控制电缆故障定位方法

频域反射法（frequency domain reflection,FDR）是电力电缆故障定位的有效办法,但尚未应用于控制电缆,且现有FDR法存在频域泄露严重、灵敏度低等问题,导致故障定位误差较大。该文提出了采用补充集合经验模态分解（complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD）与功率谱密度（power spectral density,PSD）联合算法,实现了变电站控制电缆精准定位。首先通过CEEMD对首端反射系数谱实部进行分解,然后对模态分量进行加努塔尔-布莱克曼混合卷积窗（nutall-blackman window）处理;最后对加窗后的模态分量进行PSD分析,获得故障电缆的定位曲线。该文搭建了控制电缆模型进行仿真研究,并选取总长为100 m,在50 m存在故障的ZR-KVVP2-22 4×4型控缆进行实验验证。仿真及实验结果表明：与传统FDR定位方法相比,该文所提方法可以有效抑制频谱泄露,提升故障识别的灵敏度。     

基于超宽带步进频GPR和EMI的钢筋检测

为更好评估建筑物质量保障建筑安全,对混凝土中钢筋的检测进行了研究,以实现在没有先验信息的情况下对钢筋保护层厚度和直径的准确检测.研制了超宽带步进频探地雷达和电磁感应检测模块.提出了一种相对介电常数估算方法,结合雷达数据可以得到准确的保护层厚度.进行了不同钢筋直径和保护层厚度的电磁感应标定实验,得到标定数据库.将检测所得...     

步进电机升降频的优化算法

通过分析步进电机在升降频时发生失步、过冲等现象的原因,以及传统升降频曲线中存在的不足,结合步进电机的矩频特性提出了一种能保证电机在升降频阶段稳定工作的S形曲线升降频算法,并结合工程应用的特点对该算法进行了优化。文中以船载仪表系统为例介绍了该优化算法的应用方法。实验结果表明:该优化算法不仅提高了步进电机的运行稳定度,同时对电机的启动效率也有了很大改进。目前该算法已成功应用于散货船的仪表系统中。     

X射线检测技术定位管道焊缝缺陷深度的方法及应用

采用x射线检测技术可以定位焊缝内部缺陷的深度,常用的方法有立体观测法、工业cT法、黑度计测定法及视差法,其中最常用的是视差法。本文采用精确式视差法对某电厂锅炉再热器冷段管道对接焊缝气孔缺陷进行深度定位试验,试验计算结果与实际测量结果对比表明,采用精确式视差法进行缺陷深度定位的误差在现场处理返修焊缝时是可接受的。试验证明,在超声波检测条件受限情况下,精确式视差法可作为超声波检测缺陷深度方法的补充。     

基于时频域反射法的高温超导电缆故障定位研究

针对我国超导电缆公里级示范工程的运维需求,采用基于伪Wigner-Ville分布的时频域反射法,测量不同温度和不同类型模拟缺陷下超导电缆的时频信号变化,分析不同温度下时频分析在超导电缆故障定位中应用的有效性,并通过改变入射波的中心频率和带宽,研究入射波形形态对故障定位的影响。模型样缆采用国产35kV冷绝缘三相统包高温超导电缆,缺陷模拟相设置了绝缘缺失、对地绝缘电阻逐渐减小、短路3种类型的故障,检测温度设置为室温、液氮和回温3种环境。结果表明:室温环境下,基于伪Wigner-Ville分布的时频域反射法对上述3种故障反射的反应灵敏度依次增加,定位误差小于3%,入射波的中心频率或带宽越高,引起的衰减越大,定位需要的时间补偿就越多;液氮环境下,针对绝缘缺失和短路的叠加故障,当温度下降至77K附近时,故障处归一化时频互相关峰值随温度的小幅度下降而逐渐减小,且波速明显升高;温度回升过程中,该方法的定位准确度不受温度变化和电缆状态的影响,误差仍小于3%。回温过程中随着温度的变化,超导电缆故障处和末端归一化时频互相关峰值大小发生明显的同步变化,该现象可评估现场超导电缆系统中液氮泄漏导致的温度上升问题。     

出厂试验中交联电缆缺陷点的定位

根据行波反射法缺陷定位的一般原理及具体线路,提出对交联聚乙烯电缆局部放电、击穿和断芯缺陷的定位及其处理的实用方法和步骤。     

基于时域反射技术的电缆渗水缺陷检测方法

内部渗水是常见的电缆故障之一,电缆内部渗水缺陷的准确检测、识别及定位对于提高电力安全稳定具有至关重要的作用。本文在时域反射技术（TDR）理论的基础上,通过仿真分析了注入脉冲频率及幅值衰减对TDR有效定位距离的影响,获得了不同阻抗点特征波形,总结了渗水缺陷波形的分辨方法,并研究了复反射波对定位精度的影响。结果表明：TDR...     

断路器绝缘拉杆缺陷的超声检测方法研究

绝缘拉杆是GIS断路器内完成电气通断操作的关键结构部件,在高电场、强机械应力等耦合作用下绝缘拉杆缺陷极易引发沿面闪络或击穿故障,直接关系到开关设备乃至电力系统的安全稳定运行。文中利用超声波反射法对超特高压GIS断路器管式绝缘拉杆进行缺陷检测,首先设计了与绝缘拉杆形状相匹配的双晶探头以提高检测精度,对不同直径、不同深度人工气隙缺陷,不同深度的人工压痕缺陷和未投运的同型号绝缘拉杆进行了超声检测试验研究,提出了绝缘拉杆内部气隙、表面损伤以及管壁厚度不均缺陷的检测评估方法。结果表明,该方法能够准确检测出纤维浸渍不充分产生的内部气隙缺陷,生产、运输或者安装过程中绝缘拉杆碰撞导致的表面损伤缺陷和生产过程中模具偏心导致的绝缘拉杆管壁厚度不均缺陷,验证了超声波法对绝缘拉杆缺陷检测的有效性。     

单片机控制的步进电机升降频规律及实现

在综合分析了步进电机矩频特性、具体负载的情况下,得出了步进电机升降频规律,并讨论了升降频曲线的计算方法。文中还给出了单片机控制步进电机系统中自动升降频的具体实现方法和程序框图,并介绍了此方法的实际应用。