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线路绝缘子交流污秽预测的新特征量研究

作　者: 夏青
导　师: 陈伟根
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 绝缘子 污秽度 泄漏电流 分形 新特征量
分类号: TM216
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 88次
引　用: 1次
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内容摘要


输电线路绝缘子污闪事故严重威胁电力系统的安全稳定运行。如何通过监测了解绝缘子污秽程度并预测和防止污闪的发生成为迫切需要解决的问题。污秽放电的极端结果是污闪,放电过程中的泄漏电流与污闪之间有着非常密切的联系。深入研究泄漏电流特性,提取有效的新特征量,实现对绝缘子污秽状态的有效预测,一直是输电线路防污闪研究领域持续研究的课题。论文在人工污秽试验的基础上,研究泄漏电流的时域和频域特性,得出安全区反映绝缘子污秽度的4个泄漏电流特征量:泄漏电流有效值的均值I、最大值Imax和标准差σ以及3次谐波与基波幅值比k;深入分析了这4个特征量与污秽度的关系,得出4个特征量的值都随绝缘子污秽度的增加而增大,指数拟合性都很高,证明了这4个特征量能很好地实现对绝缘子污秽状态的预测。针对单一特征量预测污秽度的可靠性问题,结合污秽绝缘子泄漏电流具有分形体的非线性、不规则和自相似性等特点,论文以分形理论为基础,用分形思想描述泄漏电流信号的特征。选取合适的分形维数和多重分形的计算方法,提出用绝缘子泄漏电流时域波形的分形维数、广义分形维数和多重分形谱特征量作为污秽放电发展区段及污秽度预测参量,深入分析了提取的分形特征量与污秽度及污秽放电发展阶段之间的关系,得出不同污秽度及不同放电发展阶段时分形维数大小不同且变化特征明显,广义维数和多重分形谱特征量也都有一定的变化规律。通过对绝缘子泄漏电流特性的深入分析,论文提取的泄漏电流时频域特征量及分形特征量是对目前污秽绝缘子泄漏电流特征信息研究的补充,为绝缘子污秽放电发展阶段及污秽的轻重预测提供了一种新方法和新特征量。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-17
  1.1 研究的目的和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-15
    1.2.1 绝缘子污秽度表征方法研究现状  9-11
    1.2.2 泄漏电流特征量分析方法研究现状  11-15
  1.3 本文的主要研究内容  15-17
2 绝缘子交流人工污秽试验装置及方法  17-23
  2.1 试品绝缘子  17-18
  2.2 试验装置及测量设备  18-20
    2.2.1 人工污秽试验接线原理图  18
    2.2.2 试验电源  18-19
    2.2.3 测量设备  19-20
  2.3 试验方法  20-22
    2.3.1 试品绝缘子染污  20
    2.3.2 试品绝缘子布置及湿润  20-21
    2.3.3 加压方式  21
    2.3.4 泄漏电流信号提取方法  21-22
    2.3.5 环境温湿度的控制  22
  2.4 本章小结  22-23
3 绝缘子污秽预测的泄漏电流时域特征和频域特征  23-33
  3.1 引言  23
  3.2 人工污秽试验测量泄漏电流  23-27
    3.2.1 试验布置和试品  23-24
    3.2.2 试验方案  24-25
    3.2.3 泄漏电流信号去噪方法的研究  25-27
  3.3 泄漏电流有效值特征量及与污秽度的关系  27-30
    3.3.1 泄漏电流有效值特征量  27-28
    3.3.2 泄漏电流有效值特征量与污秽度的关系  28-30
  3.4 泄漏电流与污秽度关系的频谱分析  30-32
    3.4.1 泄漏电流的频域特征描述  30
    3.4.2 泄漏电流与污秽度的频域关系  30-32
  3.5 本章小结  32-33
4 绝缘子放电区段及污秽预测的泄漏电流分形特征研究  33-57
  4.1 分形理论的基本原理  33-40
    4.1.1 分形的发展  33-34
    4.1.2 分形的定义及特征  34-36
    4.1.3 分形维数的概念及计算方法  36-38
    4.1.4 多重分形的概念及计算方法  38-40
  4.2 试验设备和方案  40-41
    4.2.1 试验装置和试品  40
    4.2.2 试验方法  40-41
  4.3 绝缘子放电区段划分及污秽预测的泄漏电流分形维数  41-49
    4.3.1 计算泄漏电流波形的分形维数  41-44
    4.3.2 分形维数随湿度的变化  44-47
    4.3.3 分形维数特征量与污秽度的关系  47-49
  4.4 绝缘子污秽度预测的泄漏电流多重分形特征  49-55
    4.4.1 计算泄漏电流波形的多重分形特征量  49-51
    4.4.2 多重分形谱与湿度的关系  51-54
    4.4.3 多重分形谱与污秽度的关系  54-55
  4.5 本章小结  55-57
5 结论与展望  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-65
附录  65
  A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  65
  B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目  65

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 绝缘材料、电介质及其制品 > 绝缘子和套管
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