8 / 2021-05-18 18:00:02

单相XLPE海底电缆中局放超声信号传播过程的仿真研究

现有的电力装备声场仿真中常见的频域仿真只针对传播后期能量的分布，时域仿真更关注能量在初期的传递过程。因而在仿真海底电缆中的局放超声信号时，传播初期存在着复杂的暂态过程更适合时域仿真，尤其是传播过程涉及到多频信号在各层材料间多次折反射的叠加，频域仿真难以解决。本文首先针对单相XLPE海底电缆建立了包含铜芯、半导电屏蔽层、绝缘层等总计11层结构的全尺寸切片模型，利用时域仿真获得局放超声信号在海底电缆多层结构中的传播过程，得到放电产生的局放超声信号在多次折反射后形成了纵波与横波叠加的多频非周期信号。随后发现由于折反射的影响，能量在各层材料间逐渐向外释放，最终表现为外层光纤单元中的纤芯应变先增大后减小，其峰值应变接近pε量级。最后本文总结了三种常见位置的放电缺陷引起的局放超声信号在海底电缆层间传播情况的对比，对于预埋光纤传感器检测海底电缆的局放超声信号提供了理论指导，并给出了信号衰减强度的经验公式。