铁路10 kV电力电缆头发热分析与安全监测

针对铁路10kV电力电缆头烧损事故频发的情况,对电力电缆头进行了发热分析与安全监测研究。基于铁路电力电缆的检修作业现状,利用有限元分析法建立了电缆头温度场仿真模型,通过对实际工况下电缆头温度场分布进行分析,发现金属护层中牵引地回流过大时对主绝缘散热影响较大,当接触电阻异常时电缆头处会形成温升异常点。在此基础上,采用最小二乘法对温度场仿真数据进行处理,得出了电缆最大载流值与外护套温度阈值整定公式,为电缆负荷调整与安全监测提供理论依据。最后,研发了基于电缆外护套温度、接地线电流、主绝缘介质损耗正切值等参数测量的在线监测装置,实现对电缆头运行的实时监测和异常报警与事故隐患预警功能,并为电缆头检修提供决策依据。     

长距离超高压电缆交接试验时分布式局部放电传感器安装位置的优化研究

在长距离超高压电缆线路交接验收试验时，将高频电流线圈（high-frequency current transformer， HFCT）安装在交叉互联箱和直接接地箱内的引线末端以检测局部放电信号（明确局部放电信号的传播对于合理布置HFCT十分重要）。对引线电缆与输电电缆金属屏蔽层不同连接方式下局部放电的传播过程进行仿真，使用电缆模域理论将相域下的各导体局部放电信号分解为模域下的同轴模信号和土壤返回模信号，获得了不同连接方式下局部放电信号在线芯、屏蔽层及模域回路中的传播和衰减特性。仿真结果表明：在接头引线上HFCT测量得到的局部放电信号主要是同轴模信号；直通接头引线上流过的局部放电信号比较弱，应优先将HFCT布置在绝缘接头引线的末端。     

基于小波变换和嵌入式零树编码的电力录波有损压缩应用

电力系统的录波装置能在较短时间内产生非常大的数据量,这给数据的储存和传输带来了很大的困难,如何有效地对录波数据进行压缩,是一个亟待解决的问题。在分析录波数据特点的基础上,应用了小波变换和嵌入式零树编码与算数编码,实现对录波数据的有效压缩。选取Daubechies 6阶小波基,并以提升格式的方式实现了该小波变换;同时通过对提升步骤中间计算过程取整,实现了整数小波变换。针对单小波变换的局限,选择了合适的多小波数据预处理方法。在数据编码阶段,采用了算术编码对嵌入式零树编码的输出作进一步压缩。嵌入式零树编码的应用能够实现可变码率的压缩;算术编码的应用进一步提高了压缩比。与传统的压缩方法相比,该方法实现了可变码率的压缩,压缩率和信噪比都有显著提高,运算量有较大降低,适合应用于电力系统录波数据压缩。     

渤海湾盆地东营凹陷沉积环境和古生产力对优质烃源岩形成的控制

优质烃源岩的形成受诸多因素的影响,认清不同类型烃源岩控制因素的差异对提高非常规油气的勘探效益具有重要意义。选取渤海湾盆地东营凹陷沙三中—沙四上亚段（Es₃^z、Es₃^x、Es₄^cs、Es₄^cx）烃源岩,借助薄片鉴定、热解分析和主微量元素检测等手段,探讨各层段烃源岩形成的控制因素差异。结果表明：Es₃^x和Es₄^cs烃源岩TOC含量较高,且以Ⅱ₁型—Ⅰ型水生有机质为主,分别形成于深水半咸化和深水咸化环境,而Es₄^cx和Es₃^z烃源岩TOC含量偏低,以Ⅲ型—Ⅱ₁型陆源有机质贡献占优,分别形成于浅水咸化蒸发和浅水半咸化环境。古生产力由高到低依次为：Es₄^cs>Es₄^cx>Es₃^x>Es₃^z,充分展现了各层段烃源岩有机质、环境和生产力的差异性。有机质富集程度与古生产力、盐度和水深均成正比,基本不受氧化还原条件影响。高生产力为研究区有机质发育的关键因素,当生产力较高时（Es₄^s和Es₃^x）,有机质的进一步富集则受到环境的明显控制：深水淡化环境下（Es₃^x）,盐度为主要制约因素;咸水环境下（Es₄^cs）,水深的控制作用则凸显出来;而在低生产力浅水淡化湖盆环境下（Es₃^z）,古生产力、盐度和水深对有机质发育的控制都很明显,这体现了多因素对有机质的共同控制以及各层段烃源岩有机质富集的控制因素的差异。因此,研究烃源岩的形成除需要关注生产力与保存条件之外,还应关注盐度、水深等环境因素以及多因素间的耦合作用,这对深化认识烃源岩的发育规律以及指导非常规油气勘探都具有重要意义。     

基于有限元法的单芯电缆接头线芯温度计算

对电缆接头线芯温度进行监测可以有效评估电缆接头的状态,但直接测量线芯温度较为困难且容易破坏电缆接头结构,因此常通过表皮温度估算线芯温度.为提高电缆接头线芯温度计算精度,本文在有限元软件COMSOL中建立电缆中间接头的仿真模型,并进行电磁-热耦合计算.研究环境温度和负荷电流对电缆接头线芯和表皮温度的影响,并对各种工况下的...     

基于有限元仿真的土壤直埋电缆中间接头稳态载流量计算

在运行过程中,电力电缆中间接头的温度通常会比电缆本体高,基于电缆本体温升不超过90℃而计算得到的稳态载流量会造成中间接头的损坏。对于土壤直埋直流电缆接头,利用有限元仿真软件构建三维模型对温度和载流量计算准确度较高,同时为简化计算过程,利用二维轴对称模块建立了接头的平面结构,并旋转形成中间接头的三维模型。对土壤中电缆接头和本体的温度和稳态载流量进行仿真计算,由本体确定的载流量会使接头导体温度高于最大长期允许温度值,不利于电缆长期稳定运行。水分迁移使接头周围土壤热阻增大,采用回填沙土可在一定程度上提高中间接头的稳态载流量。     

川中地区震旦系灯影组四段裂缝特征及发育机理

为解析川中磨溪地区灯四段碳酸盐岩裂缝特征及发育机理,通过钻井岩心观察、成像测井及地震资料分析等地球物理方法,并结合包裹体均一温度测试、岩石力学实验及埋藏史进行综合分析。结果表明:磨溪地区灯四段发育张性缝、剪切缝及压溶缝,以张性缝发育为主,剪切缝及压溶缝规模较小;裂缝发育包括NW、NE、近WE和近NS向4个优势方位;裂缝充填程度高,充填物主要为白云石、泥质、沥青质、方解石和少量石英。灯四段裂缝形成于3期构造运动,第1期裂缝形成于灯桐湾运动Ⅱ幕(522.0～508.0 Ma),受印度板块向北俯冲和欧亚板块向东碰撞的影响,主要发育NW、NS及近WE向裂缝,包裹体均一温度为116.6～146.3 ℃;第2期裂缝形成于加里东运动时期(425.0～420.0 Ma),受扬子板块与华夏板块冲撞作用的影响,主要发育NE向裂缝,包裹体均一温度为138.0～176.0 ℃;第3期裂缝形成于燕山—喜山运动时期(75.2～75.0 Ma),受龙门山冲断褶皱的影响,主要产生微细剪切缝,包裹体均一温度为177.0～208.0 ℃。研究成果为灯影组碳酸盐岩储层的深入研究提供一定的理论依据与支持。