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近年来,电力电缆作为城市电网中的重要组成部分,由于其容易敷设、运维简便、绝缘性能优良和耐高温等优点,被广泛应用于电力线路中。但倘若电力电缆一旦发生故障,带来的损失是不可估量的,若能够尽早发现电力电缆绝缘中潜在的缺陷故障就显得十分关键。局部放电(Partial Discharge,以下简称PD)是在电力电缆中一项十分常见的劣化现象,且局部放电是又电力电缆绝缘故障的先兆,因此,如何可以更加有效检测局部放电成为了提高电力电缆绝缘状态检修水平的关键和重点。 实践经验证明,研究分析电力电缆局部放电,对电力电缆能否长期运行稳定有着很重要的意义。本文首先通过分析局部放电产生的机理和振荡波电压测试系统(Oscillation WaveTest System,以下简称OWTS)原理及其定位技术来阐述并计算局部放电过程中的一些物理量,并确定这些物理量为检测电力电缆局部放电的主要研究对象。 为验证工频电压与振荡波电压下的PD起始电压两者之间具有较高的等效性这一特点,本文根据10kV交链聚乙烯(以下简称XLPE)电力电缆中常见的故障事故统计和缺陷故障原因分析,确定了3种典型的缺陷(电缆接头含杂质、电缆终端应力锥附近含划痕、电缆主绝缘含气隙)作为本文的研究的重点。然后采用电场仿真软件ANSOFT Maxwell搭建了10kV交链聚乙烯电力电缆的三种二维缺陷模型,根据经验公式和缺陷的尺寸大小分别计算出(工频情况下的)不同缺陷的电缆局部放电起始电压,并将其加载到与之相对应的电缆模型中,从而仿真计算出相应的电缆绝缘缺陷处的PD电场强度。最后通过仿真不同OWTS电压下的电缆电场分布与上述仿真研究中PD的电场强度进行比较分析。 针对如何能够抑制局部放电检测中噪声和周期窄带的干扰信号,本文采用软件方法对其处理,并提出了一种新的去噪方法——偏微分方程(Partial Differential Equation,以下简称PDE)和小波相结合的方法,与传统的小波去噪方法相比,当取合适的迭代次数时,该方法能够更好地去除干扰信号且失真度较小,并较好地保留局部放电信号的边缘。 利用振荡波逐级加压测试系统方法对上述所建的10kV XLPE电缆缺陷模型仿真实验,数据结果表明,OWTS仿真实验中的PD起始电压与利用电场计算的振荡波电压下的值相差不大,说明借助电场仿真软件分析,可以为振荡波电压测试系统更加有效地检测10kVXLPE电力电缆局部放电提供一种新的思路和方法。