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1、西安科技大学毕业设计（论文）题 目 煤矿6kv电缆对地绝缘参数检测技术的研究函 授 站 专业及班级 电气工程及自动化 姓 名 指 导 教 师 日 期 继续教育学院 论文题目：煤矿6kV电缆对地绝缘参数检测技术的研究专 业：电气工程及其自动化本 科 生： （签名）： 指导教师： （签名）： 摘 要随着电力事业的迅速发展，对供电可靠性和用电安全性的要求在进一步的提高，电力设备绝缘状况检测技术的发展日益得到重视，新的检测设备和检测技术在不断的推出。电线电缆是最常用的电力设备，同时也是出现绝缘故障的概率最高的设备。由于煤层大多身处地下几百米，阴冷潮湿的环境对电缆的考验更加严峻，因此为防止发生事故，对电
2、缆的绝缘检测更加重要。 论文首先简要介绍了电线电缆绝缘材料的特性，阐述了绝缘材料老化的机理、绝缘漏电流的成因和相关电路模型，并在此基础上分析了针对电线电缆的各种绝缘检测技术的原理以及各自的优缺点。其次,针对设计，重点研究了倍压整流电路的特性。使用仿真软件EWB进行线路仿真，选择电路参数，最后制作实物并进行验证实验。关键字：绝缘参数, 仿真, 附加直流电源, 倍压整流电路Subject : The Coal mine 6 kV Electric Cable To Ground The Researches Which Insulate A Parameter Examination A Tech
3、niqueSpecialty : Electrical Engineering And AutomationName : (Signature): Instructor : (Signature): ABSTRACTWith the development of electrical engineering and the further demand on the service reliability and safety of power systems, the insulation monitoring technique has been paid much attention,
4、at the same time，advanced methods and devices has been in constantly emerge. The electric wire electric cable is the most in common use electric power equipments, also is to appear to insulate to break down all a rate the tallest equipments in the meantime. Because coal bed mostly the places undergr
5、ound be several 100 meters, cold and humid environment on the cable even more severe test, so as to prevent the incident, the cable insulation testing even more important.The first part of the thesis has a review-like character. It makes a brief introduction of the characteristic of dielectric, and
6、than the mechanisms of insulation ageing and the circuit model are introduced. Some methods for insulation monitoring are also analyzed based on the circuit model. Second, focus on the design for the times the pressure of the circuit. The use of simulation software EWB for line simulation, select ci
7、rcuit parameters, the final production of physical and verification experiment.KEY WORDS: insulation parameters, simulation, additional DC power supply, voltage-doubling circuit 目录摘 要IABSTRACTIII目录IV第1章 绪论11.1 电力电缆绝缘诊断意义11.2 课题研究背景及意义11.3 论文主要工作及研究内容21.3.1 论文的主要内容2第2章 电力电缆的特性32.1 电力电缆的使用概述及分类32.1.1
8、电力电缆的使用概述32.1.2 电力电缆的分类32.1.2.1 油浸纸绝缘统包电缆632.1.2.2 分相铅包电缆42.1.2.3 自容式充油电缆42.1.2.4 橡皮电缆52.1.2.5 聚氯乙烯电缆52.1.2.6 交联聚乙烯电缆52.2电力电缆故障分类52.2.1电力电缆故障产生的原因及分类52.2.2电力电缆故障原因62.2.3故障的性质与分类62.3 绝缘老化的原因及类型72.3.1 热老化82.3.2 机械老化92.3.3 电老化92.3.4 其它类型102.4 绝缘介质在电场作用下的特性102.4.1极化102.4.2 电导102.4.3 损耗102.5 绝缘介质的吸收现象12第
9、3章 电缆绝缘诊断技术163.1 概况163.2 电缆绝缘停止运行诊断法173.2.1 绝缘电阻的测量173.2.2 泄露电流的测量183.2.3 介质损耗角正切值的测量193.2.4 逆吸收电流法203.2.5残余电荷法203.2.6 电位衰减法203.3 电缆绝缘在线诊断法213.3.1 直流分量法213.3.2 局部放电法223.3.3 差频法223.3.4 交流叠加法233.3.5 谐波分量法24第4章 附加直流电源绝缘检测法254.1 直流高压发生器概述254.2 直流高压发生器的设计254.2.1 直流高压发生器的几种产生方式254.2.1.1 半波整流254.2.1.2 工频倍压
10、整流254.2.1.3 中频倍压整流264.2.2 倍压电路的工作特性264.2.2.1 倍压整流电路基本原理264.2.2.2 其他形式的倍加电路结构的工作特性274.3 倍压电路参数选择324.3.1 电缆的实验特性324.3.2 参数选择354.3.2.1 电容值选择354.3.2.2二极管选择404.4 实验404.5 小结42第5章 论文总结435.1 论文工作总结435.2 后续工作43致谢44参考文献45第1章 绪论1.1 电力电缆绝缘诊断意义随着工业的发展、城市的扩大，输电、配电系统中电力电缆的比重在不断提高。目前所用的电力电缆大多采用有机绝缘材料，如油纸、橡胶、交联聚乙烯等。
11、如果电缆的制作质量好、运行条件合适，而且不受外力等破坏，则电缆绝缘的寿命相当长。国内外的运行经验也证明了这一点：制造敷设良好的电缆，如有事故则大多是由于外力破坏或地下污水的腐蚀等所引起的。随着我国经济的快速发展，现代企业的生产也要求电力电缆的运行是长期、连续和安全稳定的。然而由于电力负荷的不断增加，电力电缆由绝缘缺陷所导致的事故隐患也在不断增加，因此如何保证电力电缆安全稳定的运行已成为了电力系统中一个多因素、非常复杂的课题。1.2 课题研究背景及意义目前煤矿电气设备检修，大多采用常规性的试验方法，即定期停电对设备进行绝缘特性试验。这种测试方法不足之处：其一，需要设备退出运行，进行试验时还必须设
12、置临时试验线路，费工费时，受人为因素影响，甚至使测量发生错误，且试验电压不是实际运行电压，所测结果也不是系统正常运行情况下的绝缘情况;其二，每次试验时间间隔过长，难以及时掌握电器设备绝缘特性的发展情况。这就使得绝缘事故常有发生，而事故之前的停电试验结果往往又是正常的。而电气设备的可靠运行，在很大程度上取决于长期工作电压下设备绝缘的可靠性。虽然耐压试验仍然是一种有效的发现故障的方法，但为了保障电力电缆的安全运行，电力电缆绝缘在线监测技术得到了长足的发展。目前，XLPE电力电缆的在线监测技术主要有直流分量法、直流叠加法、tg法、局部放电法及低频叠加法等。国外，特别是欧美和日本等发达国家，这些方法己
13、经得到较广泛的应用，积累了丰富的经验，在监测方法和技术上处于领先地位，其研究开发的绝缘监测及检测装置已有较好的应用效果；更重要的是，长期的在线运行提供了大量的监测结果，丰富了对电缆缺陷和老化的判据。值得一提的是，日本在交联电缆的在线监测技术和方法上投入了大量人力和物力，开发了一些诊断设备，并提出了电缆老化程度的判据。而我国在线监测技术目前尚处于起步阶段，不少学者和研究单位对国外的监测技术和方法进行跟踪研究。12在电力电缆在线监测领域，国内也有大量相关论文和研究成果，但是目前投入实际运行的在线监测产品并不多见。煤矿生产以井下巷道作业为主，随着煤矿井下用电设备的日益增多和电压等级的升高，用电安全问
14、题亦日益突出，其中漏电事故占有很大比重，成为矿井安全的一大隐患.由于漏电的广布性、隐密性、连续性、多发性和突发性，因此，危害性也就很大。3我国煤矿井下多采用变压器中性点不接地系统供电，电力的传输主要靠电缆。电缆在运行过程中，因机械损伤、操作过电压和水分的逐渐渗入，在电场长期作用下内部会出现局部放电，引起老化和绝缘电阻下降。电缆绝缘电阻的下降会导致漏电流，不但可能导致人身触电事故，还会形成单相接地，进而发展成为相间短路。对于绝缘水平比较薄弱的煤矿井下电网，如不及时断开故障馈线，会引起系统的连锁反应，严重时会引发电弧造成瓦斯和煤尘爆炸。据统计，在供电事故中，电缆事故占2 /3左右，故预防及减少电缆事故至关重要。根据我国煤矿6KV电网对地绝缘电阻的测量现状，对对地绝缘参数检测技术进行研究。对电缆绝缘参数检测
