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接触网污秽绝缘子泄漏电流在线监测系统的研究
| 论文题名： | 接触网污秽绝缘子泄漏电流在线监测系统的研究 |
| 关键词： | 接触网;污秽绝缘子;泄漏电流;在线监测;快速傅里叶变换;图形化编程;铁路电气化 |
| 摘要： | 接触网是铁路牵引供电系统的主要组成部分，是实现铁路电气化不可或缺的基础设施。绝缘子是电气化铁路接触网和其他设备实现机械支撑、电气绝缘的重要器件，在接触网可靠运行中起着重要作用。如今我国高速铁路不断发展壮大，接触网的运行环境变得复杂多样，绝缘子绝缘性能对铁路安全可靠运营的影响越来越大。如果接触网绝缘子由于染污发生污闪，将直接影响牵引供电系统可靠运行以及列车的安全运营，所以目前对绝缘子性能进行在线监测变得尤为迫切与重要。 本文首先通过对绝缘表面放电现象形成及绝缘子污闪机理的研究，对表征绝缘子绝缘性能参量方法的比较分析可知，绝缘子泄漏电流具有易采集、宜在线监测、包含信息全面以及动态直观反映绝缘子性能的特点，所以选择接触网绝缘子泄漏电流来表征绝缘子状态，同时选取工频泄漏电流有效值(Ie)、最大值(Imax)、频率特性以及环境参数作为绝缘子泄漏电流在线监测中所需的重要特征参量，进而设计了基于泄漏电流的绝缘子性能在线监测系统。其次通过对系统可行性以及功能、性能需求的分析，改进并确定了系统整体方案，即采用分布式绝缘子泄漏电流监测分机对绝缘子进行现场监测和远程监测评估。再次依据系统功能要求，对数字信号处理器、模数转换器等芯片进行选型，利用所选芯片设计了电源电路、中央主控与外围电路、信号调理电路、泄漏电流信号变送与釆集单元、近距远程串口通信单元等多种功能电路单元。然后在 CCS开发平台上开发完成了数据高速高精度采集、存储、传输程序，设计了包括最大值提取、有效值计算、特殊数据筛选、高频脉冲计数等功能的泄漏电流特征量实时提取分析程序；同时采用LabVIEW图形化编程的方法搭建接触网绝缘子泄漏电流远程监测诊断软件，该软件具有泄漏电流全波形监测、特征量显示、数据存储、快速傅里叶变换分析等功能。 利用所设计的系统对特性已知的信号进行数据采集与特性分析，将分析结果与理论结果进行对比，完成了对诊断监测系统的测试及校正，并在高压实验室对设计的诊断监测系统进行泄漏电流信号实测试验。试验结果表明：设计的接触网污秽绝缘子泄漏电流监测系统对泄漏电流信号的釆集速度快、精度高，对特征量的计算分析合理精确，能够直观地显示信号波形，准确地监测绝缘子性能，监测系统上位机操作简洁方便，存储的数据能应用于绝缘子污闪预测等。 |
| 作者： | 令尹均 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 张友鹏;刘伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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