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压力波法模型电缆空间电荷测试研究

绝缘材料 2016年第1期49卷 62-65页

作者：朱智恩杨黎明李栋郭世忠南京南瑞集团公司国网电力科学研究院南京210000

根据压力波法空间电荷测量的基本原理,研制了一套可用于模型电缆试样的压力波(PWP)法空间电荷测试装置。该装置具有高于PEA法的信噪比,原始信号无需处理即可用于空间电荷性能分析。利用此装置分别对交流和直流XLPE电缆进行了空间电荷测... 详细信息

根据压力波法空间电荷测量的基本原理,研制了一套可用于模型电缆试样的压力波(PWP)法空间电荷测试装置。该装置具有高于PEA法的信噪比,原始信号无需处理即可用于空间电荷性能分析。利用此装置分别对交流和直流XLPE电缆进行了空间电荷测试。结果表明:随着外加电场的升高,空间电荷明显增多。另外,直流电缆绝缘中的空间电荷明显小于交流电缆绝缘中的空间电荷。

关键词：空间电荷压力波法空间电荷测试系统电缆

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压力波法输气管道水合物堵塞检测系统

压力波法输气管道水合物堵塞检测系统

作者：王哲大连理工大学

学位级别：硕士

油气开采后通常采用管道输送方式将油气从气田运送到储存地,再分配到各个地点。油气管路系统运行过程中遇到低温或压力波动可能发生石蜡、水合物、沥青等堵塞情况。而水合物堵塞问题在天然气运输管道中较为常见。当堵塞到达一定程度后... 详细信息

油气开采后通常采用管道输送方式将油气从气田运送到储存地,再分配到各个地点。油气管路系统运行过程中遇到低温或压力波动可能发生石蜡、水合物、沥青等堵塞情况。而水合物堵塞问题在天然气运输管道中较为常见。当堵塞到达一定程度后会影响管路的正常运行,甚至导致管道局部压力增大而发生管道损坏等事故。及时发现并清除管内堵塞是保证油气管道高效安全运行的重要保障。另一方面,在实际工程中实现对管道运行情况的实时监测能掌握管路何时、何处发生堵塞,以及管路产生堵塞的原因,进而可以根据管道运行条件对管道水合物堵塞进行有效预防。压力波法可以实现输气管道堵塞的远程、非介入检测,能够定位堵塞发生的位置、堵塞段的长度以及管道堵塞程度(面积)等堵塞重要参数。本论文针对输气管道工程中的水合物堵塞检测问题,设计开发了一套压力波法管道水合物堵塞检测系统。通过模拟输气管道搭建、传感器选型、检测精度校验等工作,实现了检测系统对输气管道堵塞位置、堵塞长度和面积的准确检测。该系统能够为实际输气管道运输工程提供有效的检测方案,并可以根据检测数据开发相应的监测与检测理论模型,从而为输气管道水合物堵塞的预测和预防提供支撑。首先结合工程实际搭建了模拟输气管路,并对传感器和阀门进行选型。采用小于系统管径的管段模拟管路堵塞,可以实现堵塞位置和堵塞长度的调节。输气模块采用气瓶组加缓冲气罐的方式,能够维持入口压力稳定实现稳定注气。采用工业控制计算机和数据采集板进行测量和采集,通过Labview软件编程实现数据存取和参数设置等功能,能够实现动态和静态压力的数据采集并实时显示。其次在本实验系统上进行了检测精度验证实验。操作电磁阀快速关开在管道内产生压力波,通过检测压力波的反射时间、振幅变化推算堵塞位置、长度和程度。实验结果表明:压力波法对堵塞前沿的定位准确性较高,对于较长堵塞段的长度检测精度较高,但对堵塞程度的检测误差较大。动压传感器的检测频率高于50kHz时会产生高频采集时间参数失真,因此实验中要选取50kHz以下的动压采集频率。系统测试中发现快速关开阀门产生的压力波会有振荡冲击波的产生,导致压力波强度衰减,是影响堵塞程度检测精度的主要原因。作者认为在堵塞程度检测中不能仅通过振幅进行分析,建议在后续的研究中充分考虑压力波在管内传播过程中的衰减,提高管内堵塞面积的检测精度。

关键词：输气管道水合物堵塞压力波法堵塞位置堵塞程度

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基于压力波法的天然气管道堵塞检测方法研究

基于压力波法的天然气管道堵塞检测方法研究

作者：宋波凯长江大学

学位级别：硕士

随着我国社会经济的不断发展,人民群众的生活质量和水平不断提高。现如今,我国对天然气的消耗正在不断增加,天然气已成为人们日常工作、生活中不可缺少的消耗能源。管道运输是天然气能源的主要运输方式之一,为实现天然气行业健康可持续... 详细信息

随着我国社会经济的不断发展,人民群众的生活质量和水平不断提高。现如今,我国对天然气的消耗正在不断增加,天然气已成为人们日常工作、生活中不可缺少的消耗能源。管道运输是天然气能源的主要运输方式之一,为实现天然气行业健康可持续发展的战略目标,我国已开始着手建立趋于完善的天然气供输管网系统。然而,随着时间的推移,我国部分天然气管道将进入事故频发的老龄化阶段。另外,因为管道设计缺陷、自然环境条件复杂、管道跨越地区多、流体介质类型多样、管材腐蚀老化、人为因素等原因,在天然气管道运输过程中很可能发生堵塞等事故。管道堵塞是日常维护中难以发现的,不但会影响正常的生产,后期的排堵工作也会消耗大量的人力物力,给人们的生命财产和生存环境造成巨大的威胁。为确保天然气在运输过程的安全性、经济性、环保性,提高天然气管道的使用寿命,需要我们不断加强对天然气管道的建设和维护。所以,对天然气管道堵塞检测方法进行深入研究,探寻一种有效实用的管道堵塞检测方法是非常有必要的。本文对基于压力波法的天然气管道堵塞检测技术进行了研究。根据天然气管道堵塞的类型建立物理模型;基于管道流体力学和热力学的相关理论,建立完整的天然气管道堵塞非稳定流动数学模型;分析总结各种数值计算方法的原理和特点,优选特征线法作为模型求解方法,提出适合管道堵塞的边界条件,通过软件Matlab设计模型验证程序;通过对管道瞬变流过程的分析,介绍基于压力波法的管道堵塞检测与定位方法,推导压力波在管道介质中的传播速度计算公式,提出确定非完全堵塞检测特征的方法;采用小波变换法对压力波信号的处理技术进行研究,模拟小波消噪过程,对比优选小波基函数,提出判断信号在某点是否有奇异的方法,得到压力波法和小波变换法相结合的堵塞定位方法;通过软件Matlab对天然气管道稳定运行、发生完全堵塞及发生非完全堵塞三种情况进行了数值模拟仿真。模拟结果表明,本文建立的天然气管道堵塞瞬变流模型正确性较高;完全堵塞时堵塞点定位相对误差为1.76%;非完全堵塞时堵塞点定位相对误差为0.95%。因此,本文研究的基于压力波法对天然气管道堵塞进行检测是可行的,且精度较高,满足工程要求。

关键词：天然气管道堵塞检测瞬变流压力波法数值模拟

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基于压力波法的给水管道堵塞检测研究

基于压力波法的给水管道堵塞检测研究

作者：夏瑞丽哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着经济的不断发展和城镇化的不断推进,管道运输以其性能平稳、效率高、成本低等优点已成为五大运输方式之一。但是随着管道运行时间的增加,由于各种原因,管道不可避免地会出现堵塞现象。管道堵塞后势必会影响生产,增加运营成本... 详细信息

近年来,随着经济的不断发展和城镇化的不断推进,管道运输以其性能平稳、效率高、成本低等优点已成为五大运输方式之一。但是随着管道运行时间的增加,由于各种原因,管道不可避免地会出现堵塞现象。管道堵塞后势必会影响生产,增加运营成本,严重时会使管道漏失,甚至引起爆管事故,威胁着人们的生命和财产安全。因此,寻求一种有效、实用的方法对管道堵塞同时进行定位和定量检测具有重要的研究意义。传统的压力波法对管道堵塞进行检测时,大都将压力波法同小波变换或相关性分析法等结合在一起对堵塞进行定位,没有进行定量。鉴于压力法堵塞定位的优越性,本课题从理论上进一步研究用压力波法确定堵塞量的方法,从而实现用压力波法对堵塞位置和堵塞量同时进行辨识,主要做了以下研究:首先,介绍了两种形式的堵塞模型,通过算例分别对管道中有堵塞和无堵塞的情况进行模拟计算,并研究堵塞位置和堵塞量对堵塞引起的压力突变的影响。结果表明:管道有堵塞和无堵塞时的瞬变压力波响应有很大的差别,并且堵塞位置不同时,压力突变产生的时刻不同,堵塞量不同时,压力突变的大小不同,可以根据这个规律对堵塞位置和堵塞量进行辨识。其次,根据以上得出的管道中有堵塞时瞬变压力波的传播规律,进一步对压力波法检测堵塞的方法进行研究,主要是定量研究,结果表明:从理论上可以计算出阀门局部阻力系数与压力突变量之间的关系式、管段堵塞面积与压力突变量之间的关系式,并得到了管段堵塞时确定堵塞长度的公式。最后,将压力波法应用于阀门开启状态检测和管段堵塞检测,通过算例和实验数据分别对其验证,对不同测点的压力响应进行分析,并研究堵塞长度对反射波第一个反射量的影响,结果表明:用压力波法确定阀门开启状态、管段堵塞位置和堵塞量是可行的,且在产生激励的位置设置检测点对堵塞进行定位最精确,检测点距离堵塞越近,对堵塞进行定量越精确;当管段堵塞长度较短时(负的反射波在堵塞段中的传播时间小于关阀时间),压力波法对管段堵塞进行堵塞量辨识较困难。

关键词：堵塞检测压力波法瞬变流系统辨识阀门开启状态

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基于压力波法的供水管道漏失检测系统研究

基于压力波法的供水管道漏失检测系统研究

作者：李志昌哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

输水管道是城市管网系统中不可或缺的组成部分,但是随着自然腐蚀、人为破坏、年久失修等各种问题的出现,逐渐造成了输水管道泄漏现象的频繁发生。管道泄漏会造成大量的水资源浪费,带来的其他后续损失也远大于泄漏本身,因此管道漏失逐渐... 详细信息

输水管道是城市管网系统中不可或缺的组成部分,但是随着自然腐蚀、人为破坏、年久失修等各种问题的出现,逐渐造成了输水管道泄漏现象的频繁发生。管道泄漏会造成大量的水资源浪费,带来的其他后续损失也远大于泄漏本身,因此管道漏失逐渐成为一些水务企业急于解决的难题。随着城市管道的不断扩建,管道系统变得更加复杂,管道泄漏的原因也更加多样,传统的管道泄漏检测方法难以适用于当下管道系统。在我国城镇化升级和数字化转型交织的背景下,数字化城市“血管”应运而生。本文研究基于压力波法的管道漏失检测方法,研究开发管道漏失检测系统,通过实验验证该系统的有效性和可行性。首先,本文介绍了国内外在管道漏失检测方法上的发展现状及发展趋势,结合管道所处环境,确定了基于压力波法的管道漏失检测方法,为了更好的得到管道中的压力波信号,本文对管道泄漏原因和压力波的产生机理、传播特性、衰减规律、影响因素、处理办法及漏点定位原理等方面的深入研究。其次,从工程实际应用的角度出发,兼顾考虑成本和功能的条件下,设计基于单片机的硬件采集装置,其中包括压力波采集模块、数模转换模块、数据传输模块、显示模块及报警器模块等,结合压力波检测方法进行相应的软件开发,并实现了泄漏点定位及漏失量的检测。最后,为了验证检测方法的正确性、检测系统的实用性及对误差有更深入的认识,搭建实验台,开展检测方法及检测系统的验证实验。实验结果显示,检测系统可以有效的检测出输水管道泄漏点的位置和漏失量的大小,基于压力波法的管道漏失检测系统具有稳定性高、高效节能的特点。管道漏失检测系统可以为输水管道的安全运行提供保障,并有效避免了水资源的浪费,具有重要的理论意义和实用价值。

关键词：漏失检测系统压力波法漏点定位单片机

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基于压力波法的混输管道堵塞检测及定位研究

内江科技 2019年第6期40卷 35-36页

作者：付运金吴文秀黄远翔长江大学机械工程学院

近年来,在经济上迅速的发展和城市化的加快,管线运输以其稳固的可靠性、输送高效以及成本低等优点,已经成为企业和国家优先选择的运输方式之一。但随管道运行时间的累积,管道堵塞已经成了非常常见的安全问题。尤其是在油气水多相混输管... 详细信息

近年来,在经济上迅速的发展和城市化的加快,管线运输以其稳固的可靠性、输送高效以及成本低等优点,已经成为企业和国家优先选择的运输方式之一。但随管道运行时间的累积,管道堵塞已经成了非常常见的安全问题。尤其是在油气水多相混输管道中,极易形成水合物和油的凝结造成管道堵塞。因此,寻找一种对混输管道堵塞的检测及定位有效的、实用的方法具有非常重要的意义。基于此情况,通过对比管道运输中经常使用到的几种堵塞检测及定位技术,最后考虑采用压力波法来确定判定混输管线堵塞所在位置。

关键词：混输管道混输管线压力波传播速度正压波压力波法管道堵塞

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激光压力波法测量中的误差分析

激光压力波法测量中的误差分析

第十三届全国工程电介质学术会议

作者：马朋张冶文郑飞虎安振连同济大学波尔固体物理研究所

本文从激光压力波法的测量原理出发,对使用该方法测得的实验信号中出现的测量误差的可能来源进行了探讨。针对实际测量系统的物理长度,讨论了空间电荷测量过程中信号传输所引起的额外误差。实验表明测量系统中的多次波反射导致了测量误... 详细信息

本文从激光压力波法的测量原理出发,对使用该方法测得的实验信号中出现的测量误差的可能来源进行了探讨。针对实际测量系统的物理长度,讨论了空间电荷测量过程中信号传输所引起的额外误差。实验表明测量系统中的多次波反射导致了测量误差的产生,并讨论了减小该测量误差的可能性与极限值。

关键词：压力波法测量误差电磁波反射

来源： cnki会议评论

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电子束辐照后聚甲基丙烯酸甲酯的电荷特性

材料研究学报 2005年第4期19卷 431-436页

作者：郑飞虎张冶文宫斌陈玲燕徐加强王传珊同济大学同济大学波耳固体物理研究所教授上海市200092 上海大学

用电子束辐照的方法将电荷引入聚甲基丙烯酸甲酯中,研究了电子束辐照对样品电导率、介电常数的影响,以及电荷脱阱对样品的破坏行为.结果表明,电介质的击穿并不总是发生在电荷的注入过程中,也可以发生在空间电荷的脱阱过程中.同时探讨了... 详细信息

用电子束辐照的方法将电荷引入聚甲基丙烯酸甲酯中,研究了电子束辐照对样品电导率、介电常数的影响,以及电荷脱阱对样品的破坏行为.结果表明,电介质的击穿并不总是发生在电荷的注入过程中,也可以发生在空间电荷的脱阱过程中.同时探讨了注入电荷在样品内的输运情况和空间电荷脱阱对样品的破坏机理.

关键词：有机高分子材料空间电荷效应破坏电导率压力波法电子束

绝缘电介质薄膜中空间电荷分布测量技术的研究进展

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高电压技术 2020年第7期46卷 2460-2470页

作者：郑飞虎张冶文同济大学电气工程系上海201804

绝缘电介质薄膜广泛用作为高压电气设备中的绝缘材料和传感器件中电介质功能材料,如果用在直流高压应用条件下,空间电荷分布是其重要的特性表征。如果用于功能电介质,空间电荷分布是其功能实现的决定性因素之一。为此总结了厚度为数微... 详细信息

绝缘电介质薄膜广泛用作为高压电气设备中的绝缘材料和传感器件中电介质功能材料,如果用在直流高压应用条件下,空间电荷分布是其重要的特性表征。如果用于功能电介质,空间电荷分布是其功能实现的决定性因素之一。为此总结了厚度为数微米至几十微米的薄膜电介质中空间电荷分布测量方法的研究进展,按照测量的空间分辨率分别介绍了压力波法、热扰动法、电声反射法和基于飞秒脉冲激光器光电测量方法的测量原理。比较了这几种测量方法的特点,讨论了影响测量分辨率的几个关键因素:如对介质的扰动方式、对介质响应信号的探测方式以及对响应信号处理的解卷积方法。压力波法和热扰动法是其中较为成熟有效的测量方法,分辨率介于亚微米及数微米之间,扰动方法及信号监测都相对容易实现,而热扰动法虽然较容易实现亚微米分辨率,但数据处理较为繁琐。目前还处于试探阶段的电声反射法的测量基于网络分析仪,具微米级空间分辨率。基于飞秒脉冲激光器光电测量法是对传统压力波法或电声脉冲法的改进,通过太赫兹窄脉冲扰动,利用光电方式实现极高带宽测量,能够实现数十纳米级空间分辨率。

关键词：薄膜电介质空间电荷分布空间分辨率压力波法热扰动法电声反射法光电测量法