摘要: 船用电力电缆因敷设环境复杂，工作环境较为恶劣，更加容易发生各种类型的故障，为此需要定期对其进行故障诊断检测。本文以船用乙丙橡胶绝缘低压电力电缆为研究对象，根据现有常用故障诊断技术时域反射法（Time Domain reflectometry，TDR）所存在的... 展开 船用电力电缆因敷设环境复杂，工作环境较为恶劣，更加容易发生各种类型的故障，为此需要定期对其进行故障诊断检测。本文以船用乙丙橡胶绝缘低压电力电缆为研究对象，根据现有常用故障诊断技术时域反射法（Time Domain reflectometry，TDR）所存在的局限性，借鉴和吸收国内外先进的理论和经验，将新兴诊断技术频域反射法（Frequency Domain reflectometry，FDR）、时频域反射法（Time Frequency Domain Reflectometry，TFDR）应用于电力电缆，通过原理和方法上的比较研究，通过仿真实验验证其在电力电缆应用中的可行性，从而为船用电力电缆旳故障诊断提供精确度更高、可诊断故障类型更多，故障测量距离更为广泛，实际工程应用中发展前景更好的检测方法。 本研究主要内容包括：⑴船用电力电缆的等效数学模型。以船用乙丙橡胶绝缘电力电缆的实际物理结构为基础，建立其数学等效模型，分别对电缆的一次参数和二次参数等进行依次计算，并对电磁波在电缆中的运行规律进行了分析说明。⑵电缆故障诊断原理的研究。将FDR和TFDR两种新兴方法应用在船用电力电缆故障诊断上。FDR法以驻波反射计法（Standing Wave Reflectometry，SWR）为基本原理，向待测电缆输入正弦扫频信号，根据驻波信息中的频率差进行故障定位。TFDR法以高斯包络的线性调频信号作为入射信号，并用魏格纳-威利时频分布（Wigner-ville distribution，WVD）和交叉相关检测技术对入射和反射信号进行处理，从而对被测电缆进行故障诊断。⑶电力电缆故障诊断仿真实验研究。在PSPice软件和Matlab软件环境下建立船用电力电缆故障仿真模型，通过设置不同的故障类型（高阻、低阻、开路）和故障距离，将常用的TDR方法和所提出的两种新兴方法（FDR和TFDR方法）进行对比分析，实验结果表明FDR和TFDR方法能够很好地弥补TDR方法不能测量高阻故障和测量盲区等缺点。FDR和TFDR方法在船用低压电力电缆故障诊断仿真实验中有很大的优越性，测量精度较TDR方法高，且TFDR法的时频互相关处理技术可以准确地分辨出多重故障，且对短距离的电力电缆故障有较高的测量精度。 收起