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研究生: 張加明
Chia-Ming Chang
論文名稱: 電力電纜接頭瑕疵演進之絕緣狀態警示研究
Study on the Insulation Status Warning For Power Cable Joint's Defect Evolution
指導教授: 吳瑞南
Ruay-Nan Wu
口試委員: 謝宗煌
none
張宏展
none
張建國
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 94
中文關鍵詞: 局部放電電纜接頭狀態評估瑕疵演進
外文關鍵詞: partial discharge, cable joint, status assessment, defect evolution
相關次數: 點閱:203下載:2
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  • 電力電纜設備在電力系統的分布區域廣闊,巡檢與維修皆極為困難且經濟效益不高,當故障或瑕疵發生時,大多直接汰換排除。本文以電纜接頭做為試驗對象,在接頭接續處製做兩種瑕疵,並以高電壓進行加速老化試驗,試著從中找出共同的老化規則。從試驗所得之局部放電資料中,經由濾波、化簡、資料轉換及特徵萃取後再利用移動平均法,完成104種特徵曲線的建立。
    經由特徵篩選,本文找出在不同的放電演進階段中,不同瑕疵或相同瑕疵的共同特徵,據此建立一套評估電纜接頭絕緣狀態的警示系統,用以進行電纜接頭絕緣故障警告。本文在14組試驗樣本資料的測試後,獲得的絕緣故障警告位置約在試驗週期的74.7%,較以往研究約50%左右的位置更接近絕緣故障點,表示不僅能更準確評估電纜接頭故障,且更符合經濟效益。


    Because power cable equipment in electric power system is distributed a wide range, inspection and maintenance are extremely difficult and uneconomical. When a fault or defect occurs they often replace the fault cable instead of repairing. In this thesis, the connected point of the power cable joint was tested by two kinds of artificial defects, and then performing the accelerated aging experiment to find out the general rules. The measured partial discharge signal from each test was subject to filtering, simplifying, transforming, feature extraction, and then by means of moving average methods to establish 104 types characteristic curves.
    This thesis found the common feature in each defects or the same defects with different time periods to set up a insulation status warning system for power cable’s defect, and the system can warning for power cable fault. After testing 14 sets data by using this warning system, the result could indicate insulation destroyed location in power cable more precisely (approximately 74.7% of the experimental period) than before (50% of the experimental period) . That means that this system could evaluate the cable joint fault accurately and economically.

    目錄 中文摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究方法與步驟 2 1.3 章節概述 4 第二章 局部放電及地下電纜接頭簡介 6 2.1 局部放電簡介 6 2.1.1 局部放電定義 6 2.1.2 局部放電原理 9 2.1.3 局部放電類型 10 2.1.4 局部放電檢測 14 2.2 電力電纜及接頭簡介 17 2.2.1 電力電纜 17 2.2.2 電纜接頭 19 2.2.3 電纜接頭的原理 21 第三章 電力電纜局部放電檢測系統 24 3.1 局部放電試驗架構 24 3.2 被試物瑕疵種類 30 3.3 試驗規劃程序 31 3.4 試驗結果 33 第四章 局部放電資料處理與分析 35 4.1 資料處理程序 35 4.1.1 濾波轉換 35 4.1.2 資料化簡 36 4.2 特徵參量建立 41 4.2.1 相位解析 41 4.2.2 碎形維度 48 第五章 電力電纜接頭絕緣狀態分析 50 5.1 特徵趨勢圖 50 5.1.1 平滑特徵趨勢線 50 5.1.2 特徵值篩選 52 5.2 共同趨勢分析 54 5.3 分段趨勢分析 59 5.3.1 前期趨勢分析 59 5.3.2 後期趨勢分析 62 5.4 電纜接頭絕緣狀態警示系統 66 5.4.1 警示系統建立 66 5.4.2 系統測試 71 第六章 結論與未來展望 74 6.1 結論 74 6.2 未來展望 75 參考文獻 77 附錄 79 圖目錄 圖1-1 研究規劃流程圖 3 圖2-1 局部放電常用名詞示意圖 8 圖2-2 局部放電過程 9 圖2-3 絕緣層空洞放電示意及等效電路圖 10 圖2-4 電暈放電示意圖與相位圖 11 圖2-5 沿面放電示意圖與相位圖 12 圖2-6 內部放電示意圖與相位圖 13 圖2-7 電樹放電示意圖 14 圖2-8 直接測量法之串聯耦合法示意圖 15 圖2-9 直接測量法之並聯耦合法示意圖 16 圖2-10 平衡法量測 16 圖2-11 電力電纜示意圖 17 圖2-12 25kV級高壓電纜直線接頭示意圖 20 圖2-13 電纜加壓之等電位線示意圖 21 圖2-14 電纜電位線受吸引或排斥而偏心 22 圖2-15 電纜末端產生放電情況示意圖 23 圖2-16 電纜頭分散集中電位線示意圖 23 圖3-1 局部放電試驗架構示意圖 25 圖3-2 試驗電源升壓架構設備 26 圖3-3 限流電阻 27 圖3-4 電容分壓器 28 圖3-5 局部放電量測裝置 28 圖3-6 衰減電路與保護電路示意圖 29 圖3-7 電纜接頭構造示意圖(正常無瑕疵型) 30 圖3-8 電纜接頭之絕緣層間隙瑕疵(A類) 31 圖3-9 電纜接頭之絕緣層空洞瑕疵(B類) 31 圖3-10 電壓加壓程序示意圖(一) 32 圖3-11 電壓加壓程序示意圖(二) 33 圖4-1 資料處理流程圖 35 圖4-2 濾波轉換流程圖 36 圖4-3 相位視窗示意圖 37 圖4-4 放電演進示意圖 37 圖4-5 38kV之q-φ-t圖譜 38 圖4-6 相位解析圖的映射轉換示意圖 39 圖4-7 放電強度分布示意圖 43 圖4-8 偏態分布情形示意圖 45 圖4-9 峰態分布情形示意圖 45 圖4-10 放電資料區域擷取示意圖 46 圖4-11 104個特徵參量示意圖 49 圖5-1 電纜接頭絕緣趨勢分析流程圖 50 圖5-2 A3樣本之全週期放電量總和 51 圖5-3 A3樣本負放電區域及其對應放電參量圖 52 圖5-4 B2樣本負放電區域及其對應放電參量圖 53 圖5-5 正放電區域的放電總和-相位分布之相位重心 55 圖5-6 負放電區域的放電總和-相位分布之相位重心 57 圖5-7 正放電區域的放電總和-相位分布之峰態 60 圖5-8 正放電區域的放電總和-高度分布之標準差 61 圖5-9 正放電區域之密集度 61 圖5-10 正放電區域之起始相位 63 圖5-11 正放電區域的放電總和-相位分布之偏態 65 圖5-12 電纜接頭絕緣狀態警示系統流程圖 68 表目錄 表3-1 電纜接頭瑕疵樣本試驗結果 34 表5-1 初步篩選後27種特徵參量 54 表5-2 12組樣本之正放電區域的放電總和-相位分布之相位重心值 56 表5-3 12組樣本之負放電區域的放電總和-相位分布之相位重心值 57 表5-4 共同趨勢之特徵決策套用情形 58 表5-5 前期瑕疵辨識決策規則與結果 62 表5-6 A類瑕疵後期絕緣狀態決策規則與結果 64 表5-7 B類瑕疵後期絕緣狀態決策規則與結果 66 表5-8 電纜接頭絕緣狀態警示決策規則 67 表5-9 特徵參量需求表 70 表5-10 A13與B14樣本測試結果 73

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    無法下載圖示 全文公開日期 2018/08/02 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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