10kV MYPTJ型矿用电缆线芯动态温度监测方法

线芯温度是反映电缆正常运行与否的重要参数,线芯温度过高会加速电缆绝缘老化,导致电缆绝缘水平降低。针对电缆线芯温度测量一直缺乏有效监测方法的问题,笔者提出基于电缆绝缘层温度和运行电流计算电缆线芯温度的方法。根据10 kV矿用高压电缆物理结构,建立了线芯温度计算模型,设计了电缆线芯动态温度实验方案,采用红外热像仪测量剥去护套的电缆绝缘层温度和线芯温度,利用热路模型反演计算线芯温度,并进行了实验验证。实验结果表明,线芯温度计算值与测量值之间的误差低于5%,监测方法满足电缆线芯温度实时监测要求。     

采用Laplace方法的单芯电缆线芯温度动态计算

电缆线芯温度是电缆安全运行的重要参数。针对电缆线芯温度难于实时监测的问题,结合电缆传热学原理,提出基于电缆实际运行电流和表面温度计算电缆线芯温度的方法。首先建立电缆线芯温度动态计算的热路模型,进一步推导出计算电缆线芯温度的Laplace热路模型;然后剖分连续运行电流为阶跃输入值,并代入基于集中参数法所建立的Laplace热路模型,从而实现连续变化电流作为电缆线芯温度计算的实时输入量。通过试验研究和误差分析,基于电缆表面温度和实际运行电流实时计算线芯温度方法可以满足线芯温度实时监测,进一步研究分析能够实现载流量预测。     

单芯电缆线芯温度的非线性有限元法实时计算

考虑电缆材料热性参数是温度的函数及忽略热量沿着线芯轴向传输所造成的线芯温度计算误差,为提高电缆线芯温度计算的精度,提出基于非线性有限单元法计算电缆导体的温度。研究电缆导体径向、轴向温度梯度以及热量扩散规律,分析运行电流、外界环境温度等因素对电缆线芯轴向、径向温度分布的影响。根据传热学原理,研究电缆热性参数随温度变化对电缆导体温度的影响,建立电缆导体温度计算三维非线性有限元模型,并通过实验数据对非线性有限元模型进行验证和修正。实验和有限元仿真的对比表明：忽略电缆热量沿着轴向传输以及热性参数的改变会造成线芯温度计算误差;所提出的电缆导体温度实时计算非线性有限元模型的有效性,为高温下运行电缆导体温度监测与负荷预测奠定了基础。     

XLPE电缆线芯温度计算方法研究

为实时掌握交联聚乙烯(XLPE)配电电缆的运行状态及其载流量,对电缆线芯温度的计算方法进行了研究。针对配电电缆敷设距离较短的特点建立了单芯电缆集中参数稳态等效热路模型,并推导出线芯温度计算公式,通过实验验证了计算方法的有效性,同时对考虑暂态过程的电缆线芯温度计算方法进行了讨论,为电缆运行状态的在线监测提供了参考。     

XLPE电缆线芯温度计算方法研究

为实时掌握交联聚乙烯(XLPE)配电电缆的运行状态及其载流量,对电缆线芯温度的计算方法进行了研究。针对配电电缆敷设距离较短的特点建立了单芯电缆集中参数稳态等效热路模型,并推导出线芯温度计算公式,通过实验验证了计算方法的有效性,同时对考虑暂态过程的电缆线芯温度计算方法进行了讨论,为电缆运行状态的在线监测提供参考。     

计及金属护套环流影响的高压电缆温度场及载流量的数值分析

温升和载流量是电缆运行的重要参数,而金属护套环流是影响电缆温升及载流量的关键因素.在综合现有电缆金属护套环流计算理论及电缆温度场和载流量数值计算模型与计算方法的基础上,本文建立了电缆温度场和载流量计算的有限元模型.该模型充分考虑了实际电缆沟工程敷设工况.在此基础上,分析并计算了金属护套环流影响下的典型电缆温度场,讨论了维持三相电缆线芯(或金属护套)最高温度不变前提下金属护套环流影响下的线芯载流量,研究了不同大小环流对电缆温度场和载流量的定量影响规律.结果表明:金属护套环流的增大将导致电缆温度升高,线芯载流量降低;随着电缆金属护套环流的增大,电缆金属护套环流对电缆温度及载流量的影响作用显著增加;相比于维持三相电缆线芯最高温度不变,同一环流影响下维持三相电缆金属护套最高温度不变时计算出的线芯载流量更低.本文的研究成果为保障电缆在工程实际中长期安全高效运行提供了理论指导.     

基于灵敏度法的三芯电缆线芯温度影响因素分析

为了动态提高三芯电缆的实时载流量以及保证电缆安全稳定运行,对影响三芯电缆线芯温度的两个主要因素进行了分析,通过利用生物学中局部灵敏度的概念,分析了环境热阻与环境温度对三芯电缆线芯温度的影响。同时,搭建了10 k V三芯电缆载流量试验场,并模拟了空气敷设和土壤敷设下的三芯电缆温升试验。理论分析与实验结果可得:空气敷设时,随着加载电流的增大,环境热阻对电缆线芯温度的灵敏度增加,且都处于灵敏等级;土壤敷设时,环境热阻对电缆线芯温度的灵敏度处于不灵敏等级;同一加载电流下,外界环境热阻的变化对于电缆线芯温度的影响很大。两种不同敷设情况下,当三芯电缆线芯温度相等时,相比空气敷设情况,加载电流为200 A,土壤敷设时,电缆载流量可以提高3.6%;加载电流为300 A,土壤敷设时,电缆载流量可以提高8.1%;加载电流为400 A,土壤敷设时,电缆载流量可以提高9.2%;加载电流为500 A,土壤敷设时,电缆载流量可以提高22.3%。当三芯电缆运行状态未达到稳定时,电缆线芯温度主要由加载电流的大小决定;当三芯电缆运行状态达到稳定时,电缆线芯温度的变化趋势与环境温度变化趋势基本相同,线芯温度由敷设环境温度决定。     

基于表面温度场的电缆线芯温度在线诊断研究

线芯温度是电缆的一个重要参数,当电缆过负荷时,其线芯温度高于允许温度,使电缆绝缘加速老化,甚至造成绝缘介质热击穿。文中提出了一种基于电缆表面温度场的对电缆线芯温度进行在线诊断的方法。该方法采用红外热象仪拍摄电缆的表面热图象,可根据电缆的表面温度、结构参数,物性参数和环境温度,通过建立传热数学模型,对电缆的线芯温度进行反演计算,并与其允许温度进行比较,实现了电习温度的非接触,在线诊断。     

考虑轴向传热的单芯电缆线芯温度实时计算模型研究

为了研究轴向传热对电缆线芯温度的影响,首先以单芯电缆的三维微元热路模型为基础,建立了考虑单芯电缆轴向与径向传热的三维热路模型,且根据该三维热路模型实现了单芯电缆线芯温度实时计算的理论推导。其次,通过不同敷设环境下分别加载恒定与阶跃电流的实验,讨论了电流、电缆敷设环境与外界环境温度等因素对轴向、径向温度分布的影响。实验结果表明,电流是决定轴向温度梯度变化趋势的主要因素,空气中电缆的线芯温度上升速度最快,土壤中电缆次之,水中电缆最慢。最后通过有限元仿真工具,对比了空气中电缆中间接头三维有限元模型与二维有限元模型计算的线芯温度。研究结果表明,只考虑电缆径向传热的二维热路模型会造成线芯温度计算的误差,而考虑电缆轴向与径向传热的三维热路模型能够提高计算的精度。     

计及轴向传热的中低压单芯电缆导体温升状态空间模型

电力电缆导体温度可为线路载流量及运行状态的评估提供依据。然而,在当前电缆温度计算中,导体的轴向温度分布通常被忽略,无法准确描述电缆运行的热动态过程。为此,基于热平衡原理,在状态空间内提出了计及轴向传热的中低压单芯电缆导体的温升模型。为克服模型参数难以确定的问题,提出了基于粒子群优化算法的电缆热路参数辨识方法。为验证模型精度,建立了电缆温升实验平台,在不同电流下对空气中敷设电缆进行了轴向温升实验。计算结果与实验结果的对比表明,当电缆存在轴向温度梯度时,所提状态空间模型结果精度高于IEC60287标准模型,能够满足中低压单芯电缆导体在不同电流条件下的轴向温升计算要求。     

酸性矿灯容量试验中校正基准温度时电解液温度的确定

铅蓄电池容量的高低与电解液温度有直接关系。但对于酸性矿灯电解液温度无法去准确测量,计算时通常有误差。本文以环境温度代替电解液温度来计算更方便,也较为准确、可行。     

变电站实时测温技术实践应用研究

利用红外测温设备对电力设备进行测温,可以及时发现设备发热缺陷,避免隐患进一步发展造成设备事故,然而由于设备数量庞大,目前的人工作业方式需要耗费大量的人力。探讨在变电站实施一套自动测温系统,该套系统能够按照要求进行自动测温,发现超温自动发出告警信息,实现各测温点历史温度数据的查询和分析。系统的实施减轻人员测温工作量,实现设备温度异常的智能监测和告警,为设备安全运行提供保障。     

电子设备环境温度试验方法的研究

电子设备的高低温试验是电子设备生产定型的依据之一，在实际应用中单纯的高低温试验并不能完全体现出电子设备对环境温度的适应性，因此必须进行整个环境温度的适应性试验。本文根据电子设备环境温度试验中出现的问题，提出了电子设备环境温度试验的方法，此方法同样适用于电子设备的维修。     

谐振式压力传感器温度补偿结构的仿真研究

温度漂移是影响谐振式传感器精度的重要因素，在精密测量场合，必须进行温度补偿，基于此，提出一种可实现温度补偿的谐振式压力传感器新结构。整体结构为硅-玻璃-金属复合结构，通过3种材料的热膨胀系数匹配实现热应力抵消。硅基底上设有补偿梁，进一步补偿工作梁的温度漂移。为了选择合适的玻璃材料，利用有限元方法研究了玻璃的热膨胀系数和厚度与温度灵敏度的关系，结果表明，采用厚度为1.5 mm的pyrex7740#玻璃时传感器的温度灵敏度最低，该结构能够实现温度补偿，提升传感器精度。     

新型节能导线电阻温度系数的试验研究

研制了高温精密恒温油浴试验台,采用高温油浴温度控制方式控制绞线温度,解决了电阻温度系数试验中绞线温度不能精确控制和绞线内外层温度差异的问题,对电阻温度系数测试方法进行了改进,并进行了钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯高导电率铝绞线和中强度铝合金绞线3类新型节能导线的电阻试验,计算得到其电阻温度系数,可为工程设计提供支持.     

软碳掺杂对大容量锂离子电池低温性能的影响

锂离子电池的低温性能是制约锂离子电池发展的重要因素之一。研究了负极中掺杂20%软碳的电池样品在低温条件下的倍率充电性能、低温放电性能及低温循环性能。实验结果表明,负极掺杂20%软碳的锂离子电池,-10、-20℃充电容量分别能达到25℃时充电容量的91.11%和81.74%;-20℃循环50次,剩余容量为低温初始容量的91.91%。     

分析锅炉设备水压试验的影响因素

分析了锅炉设备水压实验用水温度、环境温度对水压实验结果的影响程度,指出水的膨胀性不可忽视,对锅炉监察规程和行业标准的差异进行了分析,并阐述了如何计算空气露点的温度,使水压试验用水温度高于周围空气的露点温度,建议进行水压试验时,应重视水温和环境温度的差异,修改锅炉行业标准,使水压试验数据准确,以确保工程质量。     

国内高压带电设备测温方式综述及分析

电力系统高压带电设备温度的在线测量是长期未解决的难题。文章论述了国内电力系统高压带电设备温度测量的现状和存在的问题,综述了国内当前3种高压带电设备的温度测量方法,分析了各自存在的优缺点及其适用场合,提出了变电站和发电厂不同高压带电设备适用的测温方法及其优化配合。     

汽轮机转子温度仿真研究

在汽轮机启、停和负荷变化过程中，可以通过控制转子内、外表面温度与积分平均温度之差值（又称有效温差），以防止热应力超限。通常用一维差分法对转子温度进行仿真来实现在线监测。本文以理论解为依据，以一维差分仿真为比较基础，用传递函数仿真作为转子温度在线监测的手段对苏制Ｋ－８００－２４０型和ＮＣ－３００／２２０－１６．７／５３７／５３７型汽轮机转子温度进行了仿真计算研究，并通过在线监测试验验证了此仿真研究计算的可行性和适用性。     

压阻式压力传感器温度补偿技术的研究及应用

压阻式压力传感器易受温度影响产生零点漂移和灵敏度漂移,为了降低环境温度对传感器输出的影响,首先分析了传感器产生温度漂移误差的原因,针对传感器存在的温度漂移误差和输出信号的非线性介绍了一种硬件温度补偿方法和基于MAX1452的软件温度补偿方法,着重阐述了MAX1452的补偿原理以及对传感器的补偿过程.最后通过温度试验和温度循环试验比较分析了以上两种温度补偿方法,试验结果表明软件补偿方法具有更加优良的补偿效果,在-40～60℃温度范围内的精度小于0.5％.