基于DSP+FPGA的矿用高压电缆在线绝缘监测系统研究

矿用高压电缆的绝缘状况对煤矿高压电网的正常运行至关重要,为此设计开发了一种基于DSP+FPGA矿用高压电缆的在线绝缘监测系统,介绍其工作原理和结构组成。该系统采用多阶FIR的局部放电信号降噪方法,可通过分析矿用电缆的局部放电情况来评估电缆的绝缘状况。该系统经实验室模拟放电试验和对某煤矿配电中心的MYJV型6k V交联聚乙烯铜芯电缆进行在线监测,结果证明该监测系统可有效去除噪声干扰,并准确反应矿用电缆的绝缘状况。     

矿用高压电缆局部放电测量传感器的研究及应用

监测矿用高压电缆中局部放电信号对于在线评估电缆寿命和分析绝缘状况意义重大。对比了电缆绝缘监测的常用方法,其中采用高频电流传感器监测局部放电是一种有效手段。运用无损耗传输线理论建立了少匝数分裂式高频电流传感器的模型,分析了不同材料制作的传感器频率响应差异,测试了NiZn铁氧体高频电流传感器的幅频特性,并在不同匝数NiZn传感器和耦合电容情况下,分别测量和比较了基于针板电极下电树枝化试样的局部放电。实验结果表明：所研制的传感器能够测量放电量大于10 pC,频率范围在0.3～20 MHz的局部放电脉冲,具有在线测量矿用高压电缆局部放电的能力。     

脉冲电流法在矿用防爆变压器局部放电监测中的应用

局部放电在线监测已成为监测变压器绝缘系统的一种有效手段。分析了局部放电对绝缘劣化的影响,以脉冲电流法为切入点,对矿用防爆变压器的局部放电监测进行了简要论述,并说明了其在煤矿应用中的意义。     

煤矿高压电缆绝缘状态监测与寿命评估

针对井下高压电缆故障频繁,监测方法单一,故障查找困难且滞后等问题,对电缆绝缘故障类型进行分析,以电缆接头故障为研究对象,确定了主要绝缘特征参数,并提出了一种基于超声波检测的电缆接头绝缘状态在线监测系统。该系统以局部放电产生的超声波信号为监测参数,判断电缆接头的绝缘状态,并评估其寿命是否符合要求。通过对信号采集装置的选型与设计,有效提高了系统的信号准确性,保证了系统的检测精度,为电缆的检修提供了数据依据。     

井下高压电缆局部放电及其传播特性研究

研究了高压电缆的局部放电与传播性能。通过构建井下高压电缆绝缘监测装置,进而现场采集电缆的局部放电信号,并对其传播性能进行了仿真分析,验证了其衰减特性。根据信号的反射特性预判绝缘下降点位置,能够达到电缆绝缘状态和预警实时监测的目的,证明了该监测装置的适用性,为相关系统研究提供了理论依据。     

高压电缆绝缘状态在线监测及诊断系统的设计

为更好地保障矿井高压电缆的安全稳定运行,通过分析矿井高压电缆的老化机理,发现伴随着电缆绝缘的老化,电缆发出的局部放电脉冲信号也会发生变化,基于此提出了可通过监测电缆局部放电脉冲信号的变化来间接判断电缆绝缘的老化程度的构想。设计了电缆绝缘在线监测系统的结构,通过应用数据采集模块来采集电缆局部放电脉冲信号,再对采集到的局部脉冲信号进行降噪处理,这些经降噪处理后的局部脉冲信号经光纤通讯网络传输至上位机,上位机进行分析处理,进而实现对高压电缆实际绝缘状态的实时监测与科学诊断,经试验测试,该监测诊断系统监测结果准确、可靠,可为高压电缆绝缘状态的判断提供技术支持。     

基于STM32局部放电监测系统的设计研究

设计了一种针对矿用供电电缆的无线局部放电监测系统，该监测系统基于STM32介绍了相关组成电路原理图，使用高频电流传感器和信号采集电路，实现对矿用电缆的局部放电监测。最后对系统进行了节能优化处理，保证装置在电池组供电的情况下，能够长期使用。在实验室的测试表明，其精度和续航可以实现对矿用供电电缆的局部放电监测。     

基于电桥法的煤矿高压电缆绝缘电阻在线监测

设计了一种基于直流电桥法的矿用电缆绝缘在线监测方案,阐述了直流电桥法的检测原理,分析了检测灵敏度,讨论了在线检测精度的影响因素。通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性,在实验室中进行了模拟试验,试验结果表明:直流电桥法适合于井下中性点经消弧线圈接地供电系统高压电缆绝缘电阻在线监测。     

基于电桥法的煤矿高压电缆绝缘电阻在线监测

设计了一种基于直流电桥法的矿用电缆绝缘在线监测方案,阐述了直流电桥法的检测原理,分析了检测灵敏度,讨论了在线检测精度的影响因素。通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性,在实验室中进行了模拟试验,试验结果表明:直流电桥法适合于井下中性点经消弧线圈接地供电系统高压电缆绝缘电阻在线监测。     

井下10kV动力电缆绝缘在线监测系统研究

针对煤矿井下特殊的工况环境,造成煤矿井下高压电缆绝缘层容易老化,导致供电线缆绝缘失效,影响井下正常生产,本文对井下常用10kV动力电缆绝缘状况进行实时在线监测,通过交流叠加法对电缆绝缘状态进行判断,并完成相应软、硬件的开发。通过对电缆绝缘在线监测系统的现场模拟试验,证明该系统具有较高的准确性和灵敏度,为煤矿井下其他电缆绝缘监测提供了一定的参考价值。     

基于雷达图法的矿用高压电缆安全预警模型

为了全面在线评估矿用高压电缆的安全工作状态,确保矿井安全生产,提出了矿用高压电缆安全预警体系的新理念。在借鉴目前电缆老化研究成果的基础上,建立了基于绝缘参量表征高压电缆安全状态的指标集,并通过层次分析法确定了各项指标的权重;定义了完好度的概念,并对指标数据进行了归一化处理,使各项指标在时间和空间维度上具有可比性;提出了基于雷达图表示的图形化预警方法,并在定量计算中引入了反映优劣程度的参考样本和多源信息互补的均衡度因子,定量并直观地表示了电缆不同时刻的预警等级,实现了监测过程和预警结果的直观显示。最后通过10 kV矿用高压电缆的安全预警设计验证了雷达图法将多维数据图文并茂进行安全预警的优越性。     

负荷控制中心漏电保护系统的研究与应用

构建了由3部分组成的全范围漏电保护系统,使漏电闭锁在电机起动之前实现绝缘预警,漏电保护实现故障跳闸,高压绝缘检测实现电缆绝缘水平的在线监测,设计了保护电路,分析了测试数据,并进行了系统调试。该系统已成功应用于KJZ-4000-10（6）/3.3矿用隔爆兼本质安全型负荷控制中心,运行结果表明,漏电保护系统安全可靠、动作灵敏,3部分功能相辅相成,缩短了排查故障时间,防止了事故蔓延,有效地提高了煤矿井下生产效率和生产安全性。     

基于低频叠加法的矿用低压电缆在线监测研究

低频叠加法可实现对矿用低压电缆绝缘的在线监测,能够反映各种不对称故障,具有良好的故障选择性。利用电容电流补偿法对低频电流进行处理,可得到电缆的阻性电流,获取电缆绝缘电阻参数,实现对电缆绝缘水平的实时监测。     

矿井低压电缆绝缘参数在线监测的仿真研究

建立以基于MATLAB/SIMULINK为基础的仿真技术矿井低压电缆传输模型,实现了一种基于附加低频信号法的矿井低压电缆绝缘参数在线监测方法的仿真研究,得到了比较满意的仿真结果。     

基于线性预测残差分析与压扩算法的高精度局部放电定位检测方法

局部放电（PD）是导致变压器、气体绝缘全封闭组合电器、高压电缆等变电装备绝缘故障的主要原因,也是反映变电装备绝缘状态以及研判绝缘老化程度的主要依据。针对现有的超声局放监测存在的传感器灵敏度低、故障定位精度不高等问题,利用多传感器信号融合,研究了一种线性预测残差分析和压扩算法相结合的高精度PD定位检测方法,对多个传感器检测到超声局放脉冲信息之间的到达时间差做出准确估计。在此基础上,研制了一种智能超声局放传感器系统,通过源端局放超声波信号的自适应滤波和放大,提高了传感器的现场抗干扰能力和检测灵敏度。实验结果表明所提出的PD源定位方法的定位精度在1.2 cm内,验证了所提出的智能超声局放传感器的高定位精度。     

矿用高压变频器中IGBT模块在阶跃脉冲下局部放电特性

针对矿用高压变频器常因 IGBT 模块内部发生局部放电而导致故障的原因和特性进行了研究。 本文从微观角度观察了 IGBT 模块局部放电发生位置的结构特点,发现其结构绝缘薄弱处在高斜率阶跃脉冲作用下易发生局部放电现象;建立了 IGBT 模块在阶跃脉冲作用下的局部放电过程模型,揭示其发生局部放电的机理;搭建实验平台,测试 IGBT 模块在单个脉冲作用下的局部放电特性。 实验结果表明,脉冲的上升时间、脉冲宽度是影响局部放电起始电压的主要因素;根据实验数据的分析,提出了预测局部放电起始电压的计算公式。 研究结果可为煤矿电力电子设备 IGBT 模块的绝缘设计和使用时的电压限制提供参考依据。     

电缆接头工艺分析及在煤矿井下的应用

对高压电力电缆辐射热缩式接头性能及辐射热缩式接头工艺进行分析 ,并提出了在煤矿井下应用注意事项。实践表明 ,热收缩式接头具有良好的密封性能、绝缘性能 ,适宜煤矿井下恶劣的运行环境     

基于局部放电法的矿用高压电缆信号去噪算法研究

干扰噪声直接影响局部放电法有效检测矿用高压电缆故障。基于局部放电法,综合采用理论计算、仿真实验、现场试验的方法,对比分析了短时傅里叶变换和傅里叶分析去噪法的原理和优缺点,提出了一种矿用高压电缆的局部放电去噪算法——小波阈值去噪法,同时,选择了合理的阈值函数和去噪流程。基于此,采用白噪声和连续周期信号作为高压电缆的干扰噪声,进行了模拟仿真实验。结果表明,小波阈值去噪法可有效抑制白噪声,其中,Db2小波性能和去噪效果最好;同时,现场试验结果显示,去噪后信噪比得到了显著增加,验证了小波阈值去噪法的合理性和可靠性。     

10kV隔爆兼正压型设备在煤矿井下应用探讨

针对目前采用空气绝缘技术的矿用隔爆型高压配电装置在电气绝缘、密封、维护中存在的问题,分析目前10 kV设备所采用的空气绝缘、气体绝缘、固体绝缘3种技术的特点,提出并论证了气体绝缘技术可应用于矿用隔爆型高压配电装置中,采用气体绝缘技术的隔爆兼正压（充气）型高压配电装置可提高煤矿井下供电系统的可靠性。同时,针对煤矿井下设备的特殊性,提出了开发矿用隔爆兼正压（充气）型高压配电装置需亟待解决的4个关键技术。     

基于单片机的电力电缆绝缘故障在线监测系统的设计与构建

电力电缆在运行过程中,必然要出现绝缘老化,甚至引发绝缘击穿,导致供电线路的突发停电事故。绝缘老化的本质是材料性能发生不可逆转的改变,影响老化的因素一般涉及热、电、机械与环境等方面。在线监测通过全系统多测点数据联合分析计算电缆绝缘状况,综合确定漏电或绝缘降低的情况和故障点位置,因而具有重要价值。文章为此主要介绍基于C8051单片机的电力电缆在线监测系统的组成、监测功能和监测原理。