矿用高压电缆绝缘状态在线监测系统的研究.pdf

万方数据觳论文作者签名：’匆：圣．日期：塑丝笸：丝：声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外本论文不包含关于学位论文使用权的说明括：①学校有权保管、并向有关部徒谎宦畚牡脑敫从〖虎谘其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解太原理工大学有关保管、．使用学位论文的规定其中包校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容Ｃ苎宦畚脑解密后遵守此规定签名：导师签名：—、万方数据矿用高压电缆绝缘状态在线监测系统的研究摘要本项目是国家“十一五”科技支撑计划“煤矿全矿井安全生产数字化监测监控及重大灾害预警系统”重点项目“煤矿通风及供电系统安全状态监测及故障诊断预警的研究”子课题的延续本课题也是国家自然科学基金项目“矿用高压电缆绝缘故障机理及其寿命评估方法研究”的主要研究内容之一主要是针对目前矿用高压电缆缺乏绝缘状态在线监测、无法评判电缆健康状况这一问题提出的。随着高产高效综采技术的发展大型、特大型现代化矿井逐步建立采煤综采综掘设备得到广泛应用煤矿井下供电负荷大幅度增加采煤机容量达到供电距离逐步加大。为了提高煤矿井下电网供电能力降低能量损耗等级电压供电方式得到大范围推广。矿用高压电缆是煤矿井下电能传输的重要媒介它对煤矿安全生产及负荷的稳定性起着至关重要作用。因矿用高压电缆的运行环境特殊经常遭遇淋水、潮湿、冒顶、拖拽等环境影响并长期遭受到电、热、化学等应力联合作用易出现水树枝或电树枝长此以往会使电缆绝缘老化从而导致电缆绝缘水平降低缩短电缆使用寿命引发电缆各种短路及接地故障的发生甚至造成瓦斯、煤尘爆炸等重特大事故的发生。因此研究矿用高压电缆绝缘状态在线监测方法开发矿用高压电缆绝缘状态在线监测系统实时在线监测电缆运行状态对提高煤矿井下电缆供电可靠性、保证煤矿供电安全、避免因电缆绝缘劣化而引起事故发生具有重要的现实意义。论文讨论了矿用高压电缆故障类型、故障原因以及故障特征量提取方法开发了基于绝缘电阻及线芯温度的矿用高压电缆绝缘状态在线监测系统。通过对电压信号、电流信号、温度信号的检测、提取实现对矿用高压电缆绝缘状态在线监测为矿用高压电缆连续、可靠、安全运行提供保证。本文的主要研究内容如下：在查阅大量国内外相关文献的基础上结合现场考察情况阐述了涂笥酶哐沟缋陆峁梗致哿松罹┑缦低缋孪呗妨臃万方数据式研究了电缆故障类型及故障原因分析了电缆故障分类方法确定了电缆故障类型与故障特征量的关系为综合各量对电缆绝缘水平进行有效的评估和监测提供依据。在深入讨论电缆绝缘特性基础上分析了接地线电流、绝缘电阻、介质损耗等故障特征量探讨了故障特征量与绝缘劣化程度的关系研究了现有电缆绝缘在线监测方法。结合矿井电缆线路实际情况确定绝缘电阻和线芯温度为监测特征量建立了绝缘电阻参数识别模型和温度暂态模型设计了矿用高压电缆绝缘状态在线监测系统方案。依据检测信号特征设计了电压信号调理电路、电流信号调理电路、温度信号调理电路、供电电路及钚∠低车龋⒍运杓频挠布电路进行测试。测试结果表明所设计的硬件电路可靠性高稳定性强达到预期设计目标。在所设计硬件基础上设计了系统软件程序主要包含数据采集程序如电压信号有效值采集程序、电流信号有效值采集程序、温度信号有效值采集程序、模型参数识别程序、线芯温度推算程序和通讯程序。应用程序基于镅圆捎媚？榛椒ㄉ杓疲嘈唇峁辜虻ィ葱行矢摺Ｈ砑魇表明程序设计合理满足设计要求。按照系统设计方案在实验室条件下搭建矿用高压电缆在线监测实验平台进行硬件电路与软件程序联调。调试结果表明硬件电路可准确采集故障特征信号软件程序设计合理实现了对矿用高压电缆绝缘电阻和线芯温度在线监测为下一步工作奠定了坚实的基础。关键词：矿用高压电缆绝缘状态在线监测模型识别太原理工大学硕士研究生学位论文万方数据业—保瑆．獁”瑂—．琧癝“．．瑃．琣瓸瑃瑂瑆瑀瓵琧万方数据甌