[硕士论文]城市轨道交通直流馈出电缆在线监测技术.pdf

上海交通大学
博士学位论文
城市轨道交通直流馈出电缆在线监测技术
姓名:沈小军
申请学位级别:博士
专业:高电压与绝缘技术
指导教师:江秀臣
20070501
摘要城市轨道交通直流馈出电缆在线监测技术城市轨道交通运输安全是一个庞大复杂的系统工程,影响其安全运营的因素有很多,供电是主要因素之一。由于敷设环境差,直流馈出电缆容易因绝缘老化、受损发生故障,严重威胁着城市轨道交通的供电安全。因此开展直流馈出电缆绝缘诊断相关技术研究,不仅具有巨大的经济效应,更具有巨大的社会效应。当前,直流馈出电缆绝缘诊断主要依靠离线周期性测试和各类保护的动作报警。论文首先分析了现行诊断技术的不足,指出现行诊断技术由于其被动性以及局限性已不能满足轨道交通安全运营的需求,应对直流馈出电缆绝缘实施在线监测技术。由于直流馈出电缆在线监测技术国内外未见报道以及交流电缆在线监测技术不能移植于直流馈出电缆在线监测的现状,论文首先从直流馈出电缆故障分析入手,分析了直流馈出电缆故障原因,建立了具有工程意义的直流馈出电缆故障模型。针对直流馈出电缆无接地线,提出采用差量直流电流法解决了电缆直流泄漏电流的在线检测问题,并初步研究了低频叠加法监测直流馈出电缆的可行性,给出了工作原理及还需解决的问题。针对泄漏电流检测直流馈出电缆绝缘破损故障效果不佳的问题,研究了直流馈出电缆破损状态下的放电机理及特征,提出采用直流放电法检测直流馈出电缆破损故障。研究结果表明检测直流馈出电缆是否发生放电能够较好的发现直流馈出电缆破损故障。论文采用实验室试验和现场实测的方法研究了直流馈出电缆放电监测中存在的干扰信号及其特征。研究结果表明直流馈出电缆的电气接线以及负荷特点决定了其放电监测中存在大量的干扰信号,干扰信号包括白噪声、交流侧放电脉冲、直流侧其它设备的放电脉冲、整流装置产生的整流脉冲、机车启动制动产生的电流脉冲、随机性干扰脉冲以及其它电子设备产生的周期性窄带信号。文中还研究分析干扰信号时域与频域特征,并结合直流馈出电缆放电信号特征给出了相应的虾?蒲Ъ际跷被嶂卮蠊ス叵钅上海交通人学博貉宦畚摘蛰第
抗干扰措施。论文研究并构建了直流馈出电缆绝缘诊断专家系统。直流馈出电缆绝缘诊断专家系统采用基于规则的专家系统实现,系统通过采用数据处理后提取的放电信息,直流泄漏电流幅值信息作为电缆绝缘性能诊断的特征参数,进而根据所获得的特征参数值来进行直流馈出电缆绝缘性能的判别。论文以上海地铁直流馈出电缆为工程背景,研制出一套直流馈出电缆在线监测系统。研制的监测系统通过监测直流馈出电缆放电信号和直流泄漏电流信号综合评估电缆绝缘状况。实验室试验及现场运行结果表明综合监测直流泄漏电流和直流放电信号能够较好及时地诊断出电缆故障,研制的系统稳定、可靠,能够评估直流电缆绝缘状况。关键词:城市轨道交通、直流馈出电缆、在线监测、故障诊断、专家系统.=煌ㄈ搜Р﹍学位论史捅璺第页
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学位论文作者签名:渺十辱上海交通大学学位论文原创性声明日期:押瓿г马颜本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
指导教师签名:雷学位论文作者签名:澎寸孚保密口,在一年解密后适用本授权书。日期:汩诤冶日日期:汩闖‘月咨日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于:不保密囵。朐谝陨戏娇蚰诖颉”/
第一章绪论城市轨道交通背景知识二十世纪城市人口迅速增加,导致车辆增多,给城市带来交通拥挤、环境污染与能源危机等一系列问题。世界上不少城市不同程度地存在着“乘车难”和“行路难”的问题,发展城市公共交通、缓解交通拥挤、是当前世界大城市迫切需要解决的问题。城市轨道交通以其快速、安全、准时、载客容量大及能耗低且污染轻等特点而成为解决大中城市交通拥堵的首选方案【城市轨道交通是指在轨道上行驶或以导向系统行驶的、服务于城市的交通。一般认为,城市轨道交通包括轻型轨道、高架铁路和地下铁路等几种方式S⒐是世界上最早将轨道交通用于城市交通的国家,同时也是世界铁路系统最为发达的国家之一【。伦敦是地铁的发源地,年建成世界上第蹩焖俟