本文關(guān)鍵詞：光纖復(fù)合礦用電纜的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：溫度監(jiān)測是保障礦用電纜安全運(yùn)行的重要手段。分布式光纖對溫度具有很高的敏感性,并且具備抗電磁干擾、防火防爆等突出優(yōu)點(diǎn),因此本文提出“光纖復(fù)合礦用電纜的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)”這一課題。通過復(fù)合電纜的設(shè)計(jì)研發(fā),有助于解決礦用電纜監(jiān)測困難的問題。本文以10kV高壓礦用電纜為研究對象,進(jìn)行光纖測溫理論與電纜溫度傳導(dǎo)機(jī)理分析,開展新型光纖復(fù)合礦用電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真、制造及工藝、型式試驗(yàn)等方面的研究,最終研制出新型光纖復(fù)合礦用電纜,并驗(yàn)證其工程應(yīng)用的可行性。本文主要取得的研究成果為：(1)深入研究光纖測溫原理與電纜熱傳導(dǎo)理論,明晰光纖感溫技術(shù)與溫度解調(diào)方式,掌握電纜的熱傳導(dǎo)機(jī)制；在研究四種典型光纖復(fù)合電纜結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出適合于礦用電纜的光單元偏置式復(fù)合結(jié)構(gòu)。(2)應(yīng)用ANSYS軟件進(jìn)行電場與溫度場的仿真分析,分別獲得光纖復(fù)合前后的電場影響規(guī)律以及溫度場分布規(guī)律,得到光纖纖芯與電纜導(dǎo)體線芯溫度傳導(dǎo)梯度的關(guān)系式Y(jié)=0.95419X+0.91629,并指出光纖材料導(dǎo)熱系數(shù)與光纖溫度敏感性呈負(fù)的e指數(shù)關(guān)系。(3)開展光纖復(fù)合礦用電纜的制造及工藝研究,包括確定光單元的鎧裝加強(qiáng)結(jié)構(gòu)與材料參數(shù)以及縱向敷設(shè)加絕緣固定的復(fù)合方式,設(shè)計(jì)光纖復(fù)合礦用電纜的加工工藝,著重分析了連硫工藝和成纜工藝等關(guān)鍵工藝,并提出電纜接頭預(yù)留處理工藝以及光電分離技術(shù)設(shè)計(jì)思想,最終實(shí)現(xiàn)復(fù)合電纜的樣本制作。(4)開展光纖復(fù)合礦用電纜樣本的電氣性能與光纖衰減性能的試驗(yàn)驗(yàn)證,電纜4小時(shí)工頻耐壓滿足34.8kV,絕緣電阻為1402MΩ·km,850nm光纖衰減為2.43dB/km,1300nm光纖衰減為0.57dB/km,均符合電纜的性能標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)電纜滿足光纖測溫的性能要求,為光纖復(fù)合礦用電纜的工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合電纜 光纖測溫 設(shè)計(jì)與仿真 制造工藝 型式試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD605
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 礦用電纜與檢測技術(shù)9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究情況10-14
• 1.2.1 光纖測溫技術(shù)10-12
• 1.2.2 光纖復(fù)合電纜12-14
• 1.3 光纖復(fù)合礦用電纜的探索14
• 1.4 本文研究內(nèi)容14-16
• 2 光纖測溫定位機(jī)理與電纜熱傳導(dǎo)理論16-27
• 2.1 光纖的測溫定位機(jī)理16-20
• 2.1.1 光纖的散射16-17
• 2.1.2 拉曼散射測溫的原理17-18
• 2.1.3 溫度解調(diào)的計(jì)算方法18-19
• 2.1.4 光時(shí)域反射定位原理19-20
• 2.2 電纜熱傳導(dǎo)理論分析20-26
• 2.2.1 礦用電纜的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行環(huán)境20-21
• 2.2.2 傳熱學(xué)原理21-22
• 2.2.3 電纜線芯發(fā)熱計(jì)算22-23
• 2.2.4 介質(zhì)損耗計(jì)算23-24
• 2.2.5 礦用電纜等值熱路模型24-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 3 光纖復(fù)合礦用電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析27-47
• 3.1 復(fù)合電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-31
• 3.1.1 常見光纖復(fù)合電纜結(jié)構(gòu)性能分析27-30
• 3.1.2 光纖復(fù)合礦用電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30-31
• 3.2 復(fù)合電纜的電場有限元分析31-36
• 3.2.1 物理模型的建立31-33
• 3.2.2 復(fù)合電纜電場分析33-36
• 3.3 復(fù)合電纜溫度場仿真分析36-45
• 3.3.1 復(fù)合電纜穩(wěn)態(tài)溫度場分析36-40
• 3.3.2 電纜暫態(tài)溫度場仿真分析40-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 4 光纖復(fù)合礦用電纜制造技術(shù)研究47-55
• 4.1 礦用電纜材料選擇47-49
• 4.2 光單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和植入方式49-50
• 4.3 復(fù)合電纜加工工藝50-52
• 4.4 復(fù)合電纜端頭處理工藝52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 5 樣品性能測試55-66
• 5.1 試驗(yàn)平臺的搭建55-56
• 5.2 電纜型式試驗(yàn)56-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：884509