海底电缆短路故障演化机理和诊断方法研究

发布时间：2024-03-02 09:20

　　在内陆、岛屿、海上钻井平台之间的电能传输中,海底电缆充当着生命线的作用。近几年海上风力发电平台、海上石油钻井平台越来越多,海底电缆被大量使用,海底电缆的故障发生率也在不断增加。由于海底电缆所处环境复杂多变,发生故障时需先进行故障诊断,包括故障信号检测和故障测距,再采用专业的电缆打捞船以及专业人员进行故障精确定位、打捞、检查和修复并重新敷设,其中故障选相可由测绝缘电阻完成。故障修复时间长,经济损失大。因此,提高海底电缆故障测距精度,缩短修复时间显得十分重要。海底电缆故障类型主要为短路故障。通过查阅相关资料后发现,可以从两个方面研究海底电缆故障,一是分析海底电缆在发生故障前阶段引起的电流电压物理特性,对发生绝缘劣化的海底电缆加强前期维护检修;二是研究短路故障信号测距方法,提高海底电缆短路故障测距的精度。本文主要做如下工作:首先,介绍分析海底电缆的结构及线路模型,总结海底电缆绝缘层劣化的原因和类型。分析由于海底电缆绝缘劣化引起的电树枝形状随电压的变化规律和水树枝的整流效应。通过Simulink仿真分析绝缘劣化引起海底电缆单相短路故障的故障电压和故障电流特征。其次,以电弧理论为基础搭建海底电缆...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1交联聚乙烯海底电缆剖面图

图2-1交联聚乙烯海底电缆剖面图属于长距离的输电线路，长度达到几千米甚至几十千模型来分析，即将海底电缆等效为一对平行导线，每都相等。在距传输端x处取一微分长度dx，整个均匀这种等效参数模型，如图2-2所示。，沿输电线路x的正向电压的增加率u/x，电流的别为u....

图2-2海底电缆微元dx等值电路

硕士论文海底电缆短路故障演化机理和诊断tixxtRixtLxuxtxx(,)(,)(,)tuxtGuxtCxixtxx(,)(,)(,)x、xL、xC、xG分别为海底电缆输电线路的电阻、电感、电容、电导。交联聚乙烯海底电缆技术性能指标。

图2-3XLPE海缆绝缘劣化原因归纳图

绝缘劣化的过程高压输电，载流量大，发热也随之增大，而且钢丝铠此电缆在长期的热老化环境中，其绝缘层发生劣化，高压、高湿度、高盐度的复杂海洋环境，加之微生物也容易造成绝缘老化变质。海缆受锚砸和捕鱼作业影海缆设计与制作工艺不良也是引起保护层过早变质和害时，其电导和电容也将偏离正常值[3....

图2-4电树枝形状随电压的变化规律

图2-4电树枝形状随电压的变化规律缆的导体对地电压为负时，因为水树枝的存在，电荷主要电压为正时，泄露电荷较少[35-38]。这样形成的电位差使得直流电流，如图2-5为水树枝的整流作用原理图。水图2-5树枝整流效应原理图

本文编号：3916659