电力线路故障测距

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随着电力工业的发展和电力负荷的增大，高压电缆的应用也越来越广泛。为了提高电缆的供电可靠性需要解决两个方面的问题，一是减小电缆的故障率，二是减小故障后的修复时间。通过实时监测电缆的绝缘状态，可以发现电缆劣化或故障前的征兆，以便及时修复或更换电缆。电缆在线故障测距系统可以减少电缆故障的测距和定位时间，从而减小电缆故障后的修复时间。目前针对高压电缆绝缘监测及故障测距方面的研究还比较少，一旦20年或30后，如今投运的高压电缆到了运行的年限，就会达到故障的高发期，如果没有有效的绝缘监测系统，电缆系统的故障将会给社会带来严重的经济损失。因此，研究高压电缆的在线绝缘监测及故障测距是很有前瞻性的。本文研究了单芯高压XLPE电缆绝缘的老化特征及行波在交叉互联电缆上的传播特性，提出了以在线绝缘监测为基础的状态检修和以在线故障测距为基础的电缆故障诊断系统。

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论文首先研究了XLPE电缆主绝缘和护层绝缘的老化机理及电缆主绝缘和护层绝缘老化时，电缆电气参数的变化情况，结合金属护层交叉互联电缆的结构特点，提出了通过监测电缆金属护层交叉互联点的电压和接地点接地线电流的幅值来同时监测电缆主绝缘和护层绝缘的在线绝缘监测方案。其次，论文建立了单芯电缆的暂态计算模型，研究了多导线线路的波过程及相模变换方法，分析了不同模量行波信号在交叉互联电缆上的传播特性，提出了以电流模量4作为行波测距信号的在线故障测距方法。

最后，论文设计了以在线绝缘监测为基础的状态检修和以在线故障测距为基础的交叉互联电缆故障诊断系统，并在电磁暂态仿真软件ATP-EMTP中搭建了系统的仿真模型，通过EMTP仿真及MATLAB计算验证了该系统的可行性及适应性。
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