地下管網(wǎng)在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程的加快，各種各樣、縱橫交錯的管道構成了地下錯綜復雜的管網(wǎng)系統(tǒng)。地下管網(wǎng)系統(tǒng)在城市日常生活、生產中處于舉足輕重的地位，因此地下管網(wǎng)的在線監(jiān)測和故障排查工作也越來越引起人們的重視。根據(jù)管道內介質的不同可以把管網(wǎng)系統(tǒng)分為非流體管道和流體管道，非流體管道如電力電纜管道；流體管道如給水管道、排水管道、燃氣管道等。到目前為止，關于地下管網(wǎng)的整體性監(jiān)測和診斷的有效方法還比較少，并且大多集中在單一長距離管道離線研究方面

2、。
　　針對地下管網(wǎng)在線監(jiān)測和故障診斷問題，本文分別選取了固體介質類的電力電纜和流體介質類的給水管道進行了研究。
　　對于電力電纜的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷問題，首先進行了電纜絕緣故障的定性研究，探討了地下電纜發(fā)生絕緣故障時的零序電流信號變化規(guī)律，建立了電纜仿真模型，仿真分析結果表明，附加低頻交流法的零序電流信號可以靈敏的監(jiān)測到具體某根電纜的接地故障情況。根據(jù)此方法可以在復雜龐大的電力電纜網(wǎng)絡中快速的判定具體那根電纜發(fā)生了故障。其

3、次進行了電力電纜的故障定位算法研究，研究了小波分析在電纜故障行波信號處理方面的優(yōu)勢，利用小波分析提取信號模極大值法可以準確的找到故障行波反射波頭的位置，從而實現(xiàn)電纜故障的定位。搭建了三相電纜的30km、50km和80km下的單相接地故障、兩相接地故障、單相斷路故障的電纜故障模型，經(jīng)過仿真計算，結果表明應用小波分析電纜故障行波信號法可以準確的判定電纜的故障位置，誤差不超過5％。
　　對于流體管道中給水管網(wǎng)的在線監(jiān)測和故障診斷研究，運

4、用 EPANET和模糊聚類分析方法討論了給水管網(wǎng)壓力檢測點的布置選擇，提出來一種更優(yōu)化合理的檢測點布置方法。計算結果對比表明，運用新方法得到的壓力檢測點位置更準確，大大減少了監(jiān)測點的不確定度和冗余度。對于給水管網(wǎng)的泄露故障定位，研究了神經(jīng)網(wǎng)絡非線性映射理論在給水管網(wǎng)故障定位中的應用，并在 EPANET中建立給水管網(wǎng)的泄露故障模型，采用神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練和驗證，結果表明基于神經(jīng)網(wǎng)絡方法對給水管網(wǎng)的泄露故障可以起到很好的定位效果，定位誤差在2