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研究生: 張家豪
Jia-Hao Chang
論文名稱: 中壓電纜絕緣劣化趨勢之研究
A Study on Medium-Voltage Cable of Insulation Deterioration Trend
指導教授: 吳瑞南
Ruay-Nan Wu
口試委員: 張宏展
Hong-Chan Chang
謝宗煌
Tsung-Huang Hsieh
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: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 58
中文關鍵詞: 局部放電乙丙烯橡膠電纜絕緣狀態趨勢極化指數試驗
外文關鍵詞: partial discharge, ethylene propylene rubber(EPR), insulation state trend, polarization index(PI)
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為避免電廠的中壓設備因電力電纜絕緣材料無預警崩潰,導致機組降載或停機,因此本文以中壓設備常用之乙丙烯橡膠電纜 (ethylene propylene rubber, EPR)電力電纜作為局部放電的試驗對象。研究方法係以金屬針尖插入EPR絕緣切片,並提高電壓進行加速老化試驗。在試驗過程中定時擷取局部放電信號,並將信號經由濾波及雜訊處理後將資料轉換成:放電次數、最大放電量、放電總和、平均放電量、放電功率。絕緣劣特徵萃取是應用Pearson相關係數進行相似度比對,以相似度程度高之數據代表電力電纜絕緣特徵參數劣化序列。
由特徵參數劣化序列結果得知:劣化初期之界限為特徵參數劣化序列數值0.3362,劣化中期與末期之界限為特徵參數劣化序列數值0.365。當特徵參數劣化序列劣化末期數值接近0.5883時,即代表此時電力電纜絕緣體崩潰。
為了預防電力電纜突發性故障,於劣化中期時,可搭配發電廠常用之定期電纜檢測方式,如絕緣介質電力因素、極化指數試驗、紅外線熱影像等相互比對,以提高電纜檢測與診斷準確性。


In order to avoid power plant medium equipment due to power cable insulation material without warning collapse, Resulting in the plant reduce load or stop running. So this is in medium equipment commonly used as an EPR power cable partial discharge test object. Research method to insert metal tip section EPR insulation and apply high voltage accelerated aging test. Time during the test capture in the PD signals and noise signal by filtering and data processing will be converted into: discharge number, max discharge, discharge of sum, average discharge, discharge of power. Feature extraction is to apply insulation Pearson correlation coefficients of similarity compared to a high degree of similarity of data representative of characteristics parameter of power cable insulation deterioration series curve.
Through the result of characteristics parameter of deterioration series curve. In the early stage characteristics parameter of insulation deterioration series boundary is 0.3362,While during the middle stage and the last stage boundary is 0.365. When the last stage characteristics parameter of deterioration series values close to 0.5883, power cable insulation material will collapse.
In order to prevent sudden power cable fault. When the middle stage of the power cable deterioration, can be used with power cables test methods commonly used in the power plant. Example: power factor tip-up, polarization index and infrared thermal imaging crossing comparison as a reference for the power cable degradation trend. To supply the accuracy in cable detection and diagnosis.

中文摘要 I Abstract II 誌謝 IV 目錄 V 圖目錄 VIII 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 研究背景及動機 1 1.2 研究目的及方法 2 1.3 論文各章節概述 5 第二章 絕緣老化及局部放電檢測 6 2.1絕緣老化概述 6 2.2 局部放電介紹 7 2.2.1 局部放電定義 7 2.2.2 局部放電原理 9 2.2.3 局部放電種類 11 2.2.4 電樹與水樹差異 12 2.3 EPR電力電纜介紹 15 2.3.1電纜構造 15 2.3.2地下電力電纜埋設方式 19 2.3.3中壓EPR電力電纜定型試驗 19 2.4 常見電力電纜定期維護試驗 23 2.5 局部放電檢測方法 25 2.5.1 電氣檢測方法 25 2.5.2 非電氣檢測方法 28 第三章 局部放電試驗架構 30 3.1 局部放電檢測系統試驗迴路介紹 30 3.2 被試物試驗迴路及接線說明 32 3.3 試驗程序 34 3.4 資料擷取方式及試驗結果 34 第四章 試驗資料前處理方法 36 4.1 資料前處理流程之說明 36 4.2特徵參數萃取 41 第五章 局部放電趨勢演進分析 47 5.1特徵參數相似度比對說明 47 5.2 特徵參數相似度比對計算結果 48 5.3 絕緣劣化趨勢分析 51 第六章 結論與未來展望 53 6.1 結論 53 6.2 未來展望 53 參考文獻 55 作者簡介 58

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