高壓輸電鐵塔智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及高壓套管絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

高壓輸電鐵塔智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)XXXXX科技有限公司目錄第一章需求分析 3第二章系統(tǒng)介紹 32.1系統(tǒng)概述 32.1.1智能視頻監(jiān)控 42.1.2智能視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì) 42.2系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介 52.3系統(tǒng)組成 72.3.1前端設(shè)備 72.3.2SmartTrack智能圖像處理器 82.3.3傳輸網(wǎng)絡(luò) 112.3.4監(jiān)控指揮中心 11第三章公司介紹 123.1公司簡(jiǎn)介 123.2企業(yè)文化 133.3組織結(jié)構(gòu)圖 133.4成功案例 14高壓輸電鐵塔智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)第一章需求分析某企業(yè)一些位于特殊地區(qū)的高壓輸電鐵塔，距離施工工地比較近，一些大型工程車(chē)輛經(jīng)常從其附近經(jīng)過(guò)或在其附近工作，這些車(chē)輛體積龐大，工作時(shí)的高度往往達(dá)到甚至超過(guò)了輸電鐵塔的高度，稍不注意就會(huì)刮斷輸電線(xiàn)路，造成電力供應(yīng)的中斷，同時(shí)附近施工車(chē)輛及人員極有可能發(fā)生觸電事故，造成不可挽回的損失。針對(duì)這種情況，急需利用技術(shù)手段建立一套可靠的自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，在重要電力設(shè)施附近設(shè)立安全區(qū)域，禁止大型工程車(chē)輛進(jìn)入該區(qū)域，保證電力設(shè)施的安全，從而保證電力的正常供應(yīng)。XXXXX科技有限公司研發(fā)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)（IVSS）融合了計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等多項(xiàng)現(xiàn)代高科技技術(shù)。該系統(tǒng)不僅可以做到傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，還可以通過(guò)對(duì)視頻圖像的智能化處理自動(dòng)識(shí)別不同的物體，區(qū)分畫(huà)面里的人、車(chē)、動(dòng)物等元素，過(guò)濾掉較小的物體，提取用戶(hù)關(guān)心的大型車(chē)輛信息，一旦有危險(xiǎn)的大型車(chē)輛進(jìn)入視頻畫(huà)面，系統(tǒng)立即產(chǎn)生報(bào)警信息，以聲音和電腦對(duì)話(huà)框的方式通知管理人員。管理人員可通過(guò)設(shè)立在現(xiàn)場(chǎng)的高音喇叭，對(duì)入侵車(chē)輛進(jìn)行喊話(huà)，使其迅速撤出安全區(qū)域。本過(guò)程也可以通過(guò)播放錄音，由系統(tǒng)自動(dòng)完成。該系統(tǒng)還可用于對(duì)變電站及重要電力設(shè)施進(jìn)行的防盜、防破壞看護(hù)。第二章系統(tǒng)介紹2.1系統(tǒng)概述智能視頻監(jiān)控是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控為基礎(chǔ)，但又有別于一般的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控，它是一種更高端的視頻監(jiān)控應(yīng)用。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別不同的物體，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫(huà)面中的異常情況，并能夠以最快和最佳的方式發(fā)出警報(bào)和提供有用信息，從而能夠更加有效的協(xié)助安全人員處理危機(jī)，并最大限度的降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。2.1.1智能視頻監(jiān)控智能視頻監(jiān)控（IVSIntelligentVideoSurveillance）是基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景的視頻圖像內(nèi)容進(jìn)行分析，提取場(chǎng)景中的關(guān)鍵信息，并形成相應(yīng)事件和告警的監(jiān)控方式，是新一代基于視頻內(nèi)容分析的監(jiān)控系統(tǒng)。如果把攝像機(jī)看作人的眼睛，而智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)或設(shè)備則可以看作人的大腦。智能視頻監(jiān)控技術(shù)借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)視頻畫(huà)面中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析，過(guò)濾掉用戶(hù)不關(guān)心的信息，僅僅為監(jiān)控者提供有用的關(guān)鍵信息。2.1.2智能視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)智能視頻監(jiān)控以普通的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控為基礎(chǔ)，除了具備廣為人知的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)外，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)還能為用戶(hù)帶來(lái)更大收益：

1）24x7全天候可靠監(jiān)控：徹底改變以往完全由安全工作人員對(duì)監(jiān)控畫(huà)面進(jìn)行監(jiān)視和分析的模式，通過(guò)嵌入在前端處理設(shè)備（智能視頻網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或智能視頻服務(wù)器）中的智能視頻模塊對(duì)所監(jiān)控的畫(huà)面進(jìn)行不間斷分析；2）大大提高報(bào)警精確度：前端處理設(shè)備（智能視頻網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或智能視頻服務(wù)器）集成強(qiáng)大的圖像處理能力，并運(yùn)行高級(jí)智能算法，使用戶(hù)可以更加精確的定義安全威脅的特征，有效降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，減少無(wú)用數(shù)據(jù)量；3）大大提高響應(yīng)速度：將一般監(jiān)控系統(tǒng)的事后分析變成了事中分析和預(yù)警，它能識(shí)別可疑活動(dòng)（例如有人在公共場(chǎng)所遺留了可疑物體，或者有人在敏感區(qū)域停留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)），在安全威脅發(fā)生之前就能夠提示安全人員關(guān)注相關(guān)監(jiān)控畫(huà)面以提前做好準(zhǔn)備，還可以使用戶(hù)更加確切的定義在特定的安全威脅出現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)采取的動(dòng)作，并由監(jiān)控系統(tǒng)本身來(lái)確保危機(jī)處理步驟能夠按照預(yù)定的計(jì)劃精確執(zhí)行，有效防止在混亂中由于人為因素而造成的延誤；4）有效利用和擴(kuò)展視頻資源的用途：對(duì)事件和畫(huà)面經(jīng)過(guò)了智能分析和過(guò)濾，僅保留和記錄了有用的信息，使得對(duì)事件的分析更為有效和直接，同時(shí)可利用這些視頻資源在非安全領(lǐng)域進(jìn)行更高層次的分析，如智能視頻系統(tǒng)還可以幫助零售店的老板統(tǒng)計(jì)當(dāng)天光顧的客戶(hù)數(shù)量，用以分析銷(xiāo)售情況等等。2.2系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介智能圖像監(jiān)控系統(tǒng)能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的警戒線(xiàn)、警戒區(qū)域，對(duì)非法穿越、非法入侵進(jìn)行告警，對(duì)接近重要看護(hù)設(shè)施人車(chē)進(jìn)行告警，向值班人員和職能部門(mén)及時(shí)提醒各種危險(xiǎn)情況發(fā)生，并可以自動(dòng)啟動(dòng)設(shè)定的聯(lián)動(dòng)預(yù)案，便于早期處理，避免危險(xiǎn)事件發(fā)生和擴(kuò)大。主要實(shí)現(xiàn)以下功能：周界入侵報(bào)警功能在監(jiān)控圖像內(nèi)設(shè)置警戒區(qū)域，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)進(jìn)入警戒區(qū)的移動(dòng)目標(biāo)，向監(jiān)控中心發(fā)送報(bào)警信息?？筛鶕?jù)實(shí)際情況設(shè)置警戒目標(biāo)的種類(lèi)，包括人、動(dòng)物、汽車(chē)等。穿越警戒線(xiàn)告警功能在監(jiān)控圖像內(nèi)設(shè)置警戒線(xiàn)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的報(bào)警進(jìn)入方向，自動(dòng)識(shí)別非法跨越警戒線(xiàn)的目標(biāo)，產(chǎn)生告警信息。同時(shí)在監(jiān)視屏上自動(dòng)彈出跨線(xiàn)的目標(biāo)及其運(yùn)動(dòng)軌跡。自動(dòng)控制功能系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)入侵目標(biāo)后可自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)播放告警錄音，以阻止“事件”發(fā)生。重要設(shè)施看護(hù)功能對(duì)野外需要保護(hù)的重要設(shè)施，在視頻會(huì)面里設(shè)置看護(hù)區(qū)域，只要有人進(jìn)入到看護(hù)區(qū)域，或因其他原因設(shè)備離開(kāi)原來(lái)位置或在畫(huà)面中消失，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生告警。2.3系統(tǒng)組成智能視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)是一套集圖像數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、圖像處理、目標(biāo)識(shí)別相結(jié)合的實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。主要有前端設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心三部分組成。系統(tǒng)圖：2.3.1前端設(shè)備前端設(shè)備主要用來(lái)采集電力傳輸鐵塔現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息，將視頻信息傳送給監(jiān)控指揮中心。主要包括攝像機(jī)、護(hù)罩、全向云臺(tái)、SmartTrack智能圖像處理器、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋等設(shè)備。根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的具體情況，在各監(jiān)控點(diǎn)安裝相應(yīng)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)（彩色或黑白、固定或活動(dòng)云臺(tái)、定焦或變焦）。在每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)可以安裝一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)，再各配備一臺(tái)云臺(tái)、防護(hù)罩及云臺(tái)控制器。每個(gè)視頻采集點(diǎn)各匹配一臺(tái)SmartTrack智能圖像處理器。監(jiān)控?cái)z像機(jī)用于各監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)視頻信號(hào)。云臺(tái)可以由控制中心的計(jì)算機(jī)控制。用戶(hù)可對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行水平360度，垂直90度及變焦控制。SmartTrack智能圖像處理器集音、視頻采集、音視頻壓縮編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、WEBServer、輸入輸出控制等功能于一體的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸設(shè)備。視頻編碼器可以接入各種模擬攝像頭，將模擬音、視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為壓縮音視頻數(shù)據(jù)流，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絇C上解碼顯示或通過(guò)視頻解碼器還原為電視信號(hào)顯示。視頻編解碼器負(fù)責(zé)把攝像機(jī)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，同時(shí)進(jìn)行壓縮，另外也傳輸控制信號(hào)，視頻編解碼器內(nèi)置10/100M網(wǎng)卡，通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接到無(wú)線(xiàn)設(shè)備上，編碼壓縮處理后的監(jiān)控信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)匯集到監(jiān)控管理中心，監(jiān)控中心能看到各監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀況，監(jiān)控人員可通過(guò)監(jiān)控中心局域網(wǎng)或Internet遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)瀏覽視頻圖像、遙控云臺(tái)。為充分保證每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的帶寬，采用MPEG4的編碼標(biāo)準(zhǔn)，帶寬占用較低，并可實(shí)現(xiàn)圖像的優(yōu)質(zhì)傳輸和存儲(chǔ)，而且傳輸距離較遠(yuǎn),適用于廣闊區(qū)域的監(jiān)控2.3.2SmartTrack智能圖像處理器SmartTrack圖像處理器是XXXXX科技有限公司研發(fā)的專(zhuān)用智能圖像處理設(shè)備，主要完成視頻圖像的采集和對(duì)煙火的自動(dòng)檢測(cè)處理、告警生成以及視頻圖像的壓縮傳輸。SmartTrack的主要性能指標(biāo)可適應(yīng)在野外苛刻環(huán)境條件下使用；高精度（最高16bits）的視頻采集；可同時(shí)處理多達(dá)4路的紅外或可見(jiàn)光波段視頻信號(hào)最小檢測(cè)10mx10m尺寸的煙火（距離10公里）；單幀檢測(cè)處理時(shí)間0.3~2秒；可自動(dòng)消除煙火檢測(cè)處理中的各種干擾因素（朝霞、晚霞、白云、樹(shù)影等以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)）；具備視頻服務(wù)器功能型號(hào)SMTK-0201SMTK-0204SMTK-0301SMTK-0304功能技術(shù)指標(biāo)參數(shù)處理能力每路視頻DSP數(shù)量2DSP3DSP視頻接口視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)兼容性MPEG-4、M-JPEG每通道最大分辨率4CIF幀速30幀數(shù)字視頻服務(wù)模擬視頻輸入通道數(shù)1414視頻輸入接口類(lèi)型PAL/NTSC制式模擬、75Ω非平衡BNC接口網(wǎng)絡(luò)帶寬要求25幀/秒（還可支持10/15/25幀率）MPEG-4：QCIF格式-128KbpsCIF格式-400Kbps網(wǎng)絡(luò)圖像延時(shí)128K-400Kbps條件下延時(shí)0.5秒（長(zhǎng)時(shí)間清晰、連續(xù)、穩(wěn)定）畫(huà)面分辨率SubQCIF、QCIF、CIF、D1等數(shù)字音頻服務(wù)編碼方式標(biāo)準(zhǔn)-ADPCM（G.723）8-96Kbps、支持音頻對(duì)講采樣頻率32/44.1/48KHz@20bits/每樣本頻率響應(yīng)20Hz-20KHz，±0.25dB音頻增益控制-90dB—-30dB，8dBlevelstep阻抗輸入10K歐姆，輸出8歐姆網(wǎng)絡(luò)接口以太網(wǎng)接口RJ-45接口2×10/100M自適應(yīng)音/視頻網(wǎng)絡(luò)協(xié)議UDP/TCP、RTP、RTCP告警/指令TCP/IP云臺(tái)控制支持各種云臺(tái)控制協(xié)議：PALC0-D、PALC0-P、YAAN云臺(tái)方向控制：8個(gè)方向光圈、聚焦、變焦：可調(diào)預(yù)制點(diǎn)：64個(gè)；報(bào)警轉(zhuǎn)向預(yù)制點(diǎn)：可選、自動(dòng)巡視：多點(diǎn)間自動(dòng)巡視串口網(wǎng)絡(luò)透明通道透明通道數(shù)2828支持PTZ●●●●RS232和RS485●●●●分立I/O接口輸入4848輸出（relay）4848網(wǎng)管接口SNMP網(wǎng)管支持SNMP網(wǎng)管尺寸及重量外形尺寸（mm）208×143×481U*19英寸208×143×481U*19英寸重量約1.5kg約1.5kg供電電壓DC5V最大功率10W40W15W60W環(huán)境條件工作溫度-20℃～+70℃儲(chǔ)藏溫度-40℃～+85℃濕度最高到95%相對(duì)濕度，非凝結(jié)SmartTrack產(chǎn)品接口內(nèi)置2端口10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)交換機(jī)。10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口：完成智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件和SmartTrack之間的全部數(shù)據(jù)通信。RS485接口：對(duì)攝像機(jī)云鏡系統(tǒng)進(jìn)行控制。RS232接口：對(duì)SmartTrack進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)或配置。告警輸入接口：外置傳感器的告警輸入。告警輸出接口：將智能告警與外部設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制。SmartTrack設(shè)備SDK開(kāi)發(fā)包：提供了全套的API接口和文檔，可用于現(xiàn)有數(shù)字視頻智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件對(duì)SmartTrack的兼容性開(kāi)發(fā)。2.3.3傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇主要根據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，做到可靠、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。在條件具備的地方可以選擇電力系統(tǒng)自有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，根據(jù)不同的傳輸質(zhì)量要求，為每路遠(yuǎn)傳的視頻圖像提供512K-2M的帶寬。在沒(méi)有電力網(wǎng)絡(luò)的地方，必須重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)。遠(yuǎn)距離傳輸視頻傳輸不外乎光纜和微波。由于電力傳輸?shù)奶厥庑?，光纜的鋪設(shè)費(fèi)用較高，且易被人為破壞，所以微波圖像傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)成為電力傳輸監(jiān)控的首選方案。微波傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)是便于架設(shè)、開(kāi)通快。由于電力傳輸鐵塔的監(jiān)控點(diǎn)本身地勢(shì)較高，所以正好克服了微波傳輸受地形限制的缺點(diǎn)。2.3.4監(jiān)控指揮中心監(jiān)控中心子系統(tǒng)是一種系統(tǒng)平臺(tái)軟件，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的各設(shè)備進(jìn)行管理和控制，其主要功能包括：用戶(hù)認(rèn)證和管理功能；設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)管理功能；視頻錄像功能；命令控制空能；報(bào)警定位功能；各種告警管理及顯示功能；電子地圖管理功能；第三章公司介紹3.1公司簡(jiǎn)介XXXXX科技有限公司是專(zhuān)業(yè)從事圖像智能識(shí)別、分析判斷及自動(dòng)處理的專(zhuān)業(yè)化研究與產(chǎn)業(yè)化公司。目前擁有三大系列、二十余種型號(hào)產(chǎn)品，其中主要核心基礎(chǔ)產(chǎn)品包括“SmartTrack圖像智能處理器”、“SmartCore圖像智能處理嵌入式軟件”和“SphereEyes全景相機(jī)”?！癝martTrack圖像智能處理器”：與監(jiān)控?cái)z像機(jī)配合工作，提供智能視頻監(jiān)控功能，如：目標(biāo)種類(lèi)識(shí)別、入侵檢測(cè)、PTZ自動(dòng)跟蹤、物品被盜和移動(dòng)檢測(cè)、煙火檢測(cè)等。避免了人工監(jiān)控存在的易疲勞、易疏忽、反應(yīng)速度慢、人工費(fèi)用高等諸多不足，為客戶(hù)提供了最佳安全監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。SmartTrack廣泛應(yīng)用于樓宇、機(jī)場(chǎng)、鐵路、工廠、倉(cāng)庫(kù)、電站、油田、森林等重要安全基地與專(zhuān)業(yè)行業(yè)，具備分立式與機(jī)架集群式兩種產(chǎn)品形態(tài)，為智能視頻綜合安防系統(tǒng)提供核心的技術(shù)與產(chǎn)品。“SmartCore圖像智能處理嵌入式軟件”：具備SmartTrack的全部功能，運(yùn)行在數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）上，為DVS視頻服務(wù)器和攝像機(jī)制造商提供智能視頻監(jiān)控的核心部件和完善的技術(shù)解決方案?？梢灾苯訉?duì)監(jiān)控畫(huà)面內(nèi)容進(jìn)行處理、識(shí)別和自動(dòng)化控制。自動(dòng)完成現(xiàn)場(chǎng)巡視、現(xiàn)場(chǎng)警告、實(shí)時(shí)告警、自動(dòng)PTZ追蹤攝影、自動(dòng)錄像等功能?！癝phereEyes全景相機(jī)”：是一種超寬視野的前端成像設(shè)備，可對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行360度無(wú)盲點(diǎn)觀察，沒(méi)有活動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)就可實(shí)現(xiàn)4種虛擬PTZ控制：360度展開(kāi)、180度×2展開(kāi)、90度×4展開(kāi)，任意區(qū)域放大。真正同時(shí)解決“看得全”和“看得清”相互矛盾的難題。具備視頻監(jiān)控智能識(shí)別與處理功能，適合全局監(jiān)控。其特點(diǎn)為外觀小巧，可隱秘安裝。XXXXX科技有限公司為北京市高新技術(shù)企業(yè)和軟件企業(yè)，目前已通過(guò)ISO9001國(guó)際質(zhì)量管理體系認(rèn)證。主要產(chǎn)品通過(guò)公安部安全與警用電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心檢測(cè)。目前擁有員工120余人，其中科研人員占60％。秉承“信任、尊重、共同發(fā)展；創(chuàng)新、拼搏、追求卓越?！钡钠髽I(yè)核心文化，致力于技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新，為用戶(hù)提供最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和最完善的解決方案。我們期望與用戶(hù)共同推進(jìn)圖像視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程，共同創(chuàng)造未來(lái)。3.2企業(yè)文化核心文化：信任、尊重、共同發(fā)展創(chuàng)新、拼搏、追求卓越發(fā)展目標(biāo)：成為圖像信息領(lǐng)域最具競(jìng)爭(zhēng)力的公司發(fā)展戰(zhàn)略：永不停息創(chuàng)新產(chǎn)品與服務(wù)，樹(shù)立國(guó)際知名品牌與形象3.3組織結(jié)構(gòu)圖3.4成功案例寶雞XX公司炸藥庫(kù)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)XX大廈智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)XX劇院智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)XXXX鋼鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)XX地區(qū)森林防火智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)330kV油紙電容式套管電磁計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師：

設(shè)計(jì)條件與任務(wù)設(shè)計(jì)條件額定電壓UA=330kV，IN=315A，最大工作電壓Um=363kV，1min工頻耐壓試驗(yàn)電壓為570kV干閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)電壓為670kV，溫閃絡(luò)試驗(yàn)電壓為510kV，1.2/50全波沖擊試驗(yàn)電壓為1050kV設(shè)計(jì)任務(wù)確定電容芯子電氣參數(shù)絕緣層最小厚度絕緣層數(shù)極板上下臺(tái)階長(zhǎng)度各層級(jí)尺寸溫升熱擊穿電壓選出上下瓷套并進(jìn)行電氣強(qiáng)度枝枝絕緣畫(huà)出極板布置圖，E-r分布圖以及裝配圖撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)原理所謂套管就是用來(lái)把電流引入或引出變壓器，斷路器或其他設(shè)備的金屬外殼，也用于導(dǎo)體或母線(xiàn)穿過(guò)建筑物或墻壁，其中最常用的是電容式套管，其一般為油紙絕緣和膠紙絕緣套管，而瓷套是外絕緣，一般認(rèn)為是輔助絕緣電容式套管具有內(nèi)絕緣與外絕緣，其內(nèi)絕緣是主絕緣，外絕緣是瓷套，如外膠紙式變壓器套管無(wú)下瓷套膠紙?zhí)坠艿碾娙菪咀邮怯珊?.05~0,07毫不透油單面膠紙和具有一定尺寸的電容極板卷制而成的圓柱電容芯子，一般高壓電容式套管的絕緣層最小厚度為1~1.2mm工頻常溫下膠紙絕緣的≤0.007油紙電容式套管的電容芯子由電纜紙多層鋁箔極板卷制而成的圓柱電容芯子，工頻常溫下，油紙絕緣的≤0.003膠紙?zhí)坠芘c油紙?zhí)坠艿谋容^機(jī)械強(qiáng)度高，法蘭可直接固定在電容芯子上，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固結(jié)實(shí)，可作45°或水平安裝膠紙?zhí)坠艹溆土可?，密封較容易在變壓器中采用時(shí)，下部不用下磁套，可以減小尺寸膠紙的耐電暈性強(qiáng)于油紙?jiān)O(shè)計(jì)內(nèi)容確定電容芯子電氣參數(shù)絕緣層最小厚度還代超高壓電容套管，一般取得很薄，約在1~1.2m左右，其目的在于提高套管的局部放電性能和選取較高的最大工作場(chǎng)強(qiáng)設(shè)膠紙?zhí)坠艿慕^緣厚度為=1.2mm，油紙?zhí)坠艿慕^緣厚度為1.2mm按最大工作電壓下不發(fā)生有害局部放電這一原則而決定，當(dāng)最小絕緣厚度確定即可計(jì)算,，由式可得局部放電起始場(chǎng)強(qiáng)其中k1取4.3（膠紙）10.6（油紙）取4（膠紙）13.5（油紙）D同取1.2mmMV/m（膠紙）MV/m（油紙）對(duì)于膠紙?zhí)坠芏裕目扇≈?，?2.1mv/m，對(duì)于油紙?zhí)坠?，因局部放電有能發(fā)展的特點(diǎn)要求應(yīng)不低于（1.5-2），以保證局部放電性能。取=2.8mv/m當(dāng)dmm和決定后，絕緣層數(shù)n即可按下式求取層數(shù)：膠紙：油紙：滑閃起始，任何極板在空氣或油中Kh=13.5時(shí)厚度最小絕緣層的滑閃電壓膠紙：與干試電壓相比，安全裕度均滿(mǎn)足校核（3）極板上下臺(tái)階長(zhǎng)度可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定上瓷套長(zhǎng)度LB，取Ls=272cm干放電平均場(chǎng)強(qiáng)約為0.3mv/m，則干閃絡(luò)電壓Uf=816kV與干試電壓相比較，安全裕度為816/6701.22進(jìn)行濕試電壓校核L=Lb=272cm裙數(shù)n取20裙間距離13.6cm裙寬度=0.5l=6.8cm裙傾角20°對(duì)于高壓套管常用下列經(jīng)驗(yàn)公式式中L—套管的瓷套的有效高度a—裙寬，0000；L—裙距，均以厘米來(lái)計(jì)U3=3.56×2.720.77+2.5×20×13.60.8=871.5kV大于濕試電壓510kV裕度=1.7沖擊電壓查圖可知，以上均有足夠裕度，1.2/50全波US=50+5.06a=50+5.06×272=1426kV安全裕度：1426/1050=1.36>1.0合格內(nèi)外絕緣的配合，除了內(nèi)絕緣的耐電強(qiáng)度應(yīng)高于外絕緣以外，還應(yīng)考慮內(nèi)絕緣對(duì)外絕緣的電場(chǎng)調(diào)節(jié)作用，即電場(chǎng)的屏蔽作用，為了屏蔽，電容芯子的接地極板應(yīng)比法蘭高出約為上瓷套放點(diǎn)距離L1的8.5-10%而芯子的最內(nèi)層極板贏低于上瓷套的上端蓋約為20-25%的上瓷套放電距離L1，這樣可以減小法蘭和上端蓋附近的電場(chǎng)集中，使上瓷套表面電壓分布較為均勻，以提高閃絡(luò)性能。因此，電容極板的上部臺(tái)階長(zhǎng)度與瓷套的放電距離有如下關(guān)系：=(8.5~10)%L1+(20~25)%L1=L1≈65%L1式中L1——上瓷套的放電距離——極板上臺(tái)階的總和，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，各臺(tái)階長(zhǎng)度相等，n為層數(shù)選擇內(nèi)絕緣對(duì)上瓷套的屏蔽長(zhǎng)度，上端為20%LB，下端為10%LB，則電容芯子的上端絕緣長(zhǎng)度=0.7Lb膠紙：油紙：令下臺(tái)階為上臺(tái)階的60％膠紙：=1.4cm油紙：=1.9cm膠紙：=3.7cm油紙：=5cm（4）各層極板尺寸（膠紙）（油紙）Ws上為在干試下端軸向場(chǎng)強(qiáng)小于平均放電場(chǎng)強(qiáng)0.65mv/m由于法蘭長(zhǎng)度L未作規(guī)定，可選擇最有利條件則（膠紙）（油紙）法蘭長(zhǎng)度Lf=Ln-(0.1Lb+9)=99-(27+9)=63cm其中9cm為選取對(duì)下瓷套的屏蔽長(zhǎng)度法蘭長(zhǎng)度Lf=64cm（油紙）下瓷套長(zhǎng)度膠紙：Lh=（8.3X1.4+9）/0.9=139.1cm取139cmL0=99+83X3.7=406.1cm取406cm實(shí)際上油紙=（62×1.9+9）/0.9=141cm=100+6.2×5=410cm實(shí)際上：補(bǔ)：沖擊電壓校驗(yàn)1.2/50金波Us=50+5.066=50+5.06×272=1426kv安全裕度：1426/1050=1.36＞1.0合格下瓷套閃絡(luò)電壓，可以放電平均場(chǎng)強(qiáng)0.65mv/m來(lái)校正膠紙：Us=1390×0.65=903.5kv＞670kv油紙：Us=1410×0.15=916.5kv＞670kv而入層的極極長(zhǎng)度在等電容的情況下，任何一層的電容為式中：Lo—最內(nèi)層（零序）極的半徑與長(zhǎng)度—最外層（接地）極板的半徑與長(zhǎng)度—相對(duì)介電常數(shù)，油紙絕緣3.5，膠紙3.8-4.5—真空的電容率，8.854×00F/m電容式根據(jù)合比定理式中，在一般情況下可取，只有當(dāng)時(shí)，則??；當(dāng)時(shí)，，在工作電壓下最內(nèi)層和最外層絕緣工作場(chǎng)強(qiáng)均為設(shè)最內(nèi)層絕緣中工作場(chǎng)強(qiáng)為時(shí)則由式可得解出零序極極半徑接地極極半徑由上式可得解出極極半徑取膠紙=4.4cm油紙（5）溫升溫升計(jì)算的目的是，校核套管在額定工作條件下最大發(fā)熱溫度不超過(guò)材料的耐熱性要求，一般油紙為105℃，膠紙為120式中—芯子浸油部分最大外半徑—導(dǎo)桿外半徑-芯子在油中的表面散熱系數(shù)，一般可取500—單位長(zhǎng)度的導(dǎo)桿發(fā)熱量（w/m），.，其中I為額定電流，R為導(dǎo)桿單位長(zhǎng)度有效電阻—套管單位長(zhǎng)度的介質(zhì)發(fā)熱量（w/m）；.其中v為額定電壓，c為套管電容；ω=2f=314,00為在工作狀態(tài)下的介質(zhì)損耗L—電容芯子絕緣部分總長(zhǎng)度對(duì)于膠紙?zhí)坠躵n=18.04cmro=4.4cm=0.22ρ—導(dǎo)體電阻率對(duì)于銅ρ=0.018[1+0.004（-20）]為導(dǎo)體的計(jì)算溫度選取額定電流的密度為2A/mm2=2A=I/2=250有效橫截面積為250，取橫截面積400，r=11.29m，R=ρ×l/Aρ=0.018[H0.004(120-20)]=0.0252L=lo=4.06m=0.01,膠紙0.03-0.01=0.0252×1/400=15.75（w/m）ω=2f=314對(duì)于油紙：rn=13.5cmr0=3.3cm=0.25=3.5ρ=0.018[1+0.004(105-20)]=0.024Ωmm2/m因?yàn)轭~定電流在2-25A/mm2，選取額定電流密度為2A/mm21/A=2 A=500/2=250mm2有效的橫截面積為250，取橫截面積300mm2，半徑r=9.77mmL=l0=410cm=4.1mtgδ=0.005，tgδ油紙0.002-0.007，λ=0.25P1=I2R=5002×0.025×(1/300)=20W/mω=2f=314（6）熱擊穿電壓熱擊穿電壓可以按單向冷卻圓柱體結(jié)構(gòu)的情況計(jì)算，由于忽略了軸向散熱，計(jì)算值常偏低，一般可利用?？藷釗舸┕阶鲇?jì)算，在交流電壓下其式為式中tgδ0——電容芯子在周?chē)h(huán)境溫度下的介質(zhì)損耗值 a——介質(zhì)損耗的溫度系數(shù) λ1εr1f——符號(hào)同前 φ(c)——與結(jié)構(gòu)尺寸和導(dǎo)散熱量有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)我國(guó)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般套管取φ(c)=0.63因此可得套管的熱擊穿電壓膠紙：λ=0.22 a=0.04/℃ f=50 εr=3.8 tgδ0=0.01油紙：λ=0.25 a=0.07/℃ f=50 εr=3.5 tgδ0=0.005

表1 膠紙層Lx(cm)Rx(cm)Er(kV/cm)層Lx(cm)Rx(cm)Er(kV/cm)04064.402142250.611.1313.41402.34.5220.843246.911.3213.42398.64.6420.344247.511.7113.43394.94.7719.945239.511.713.44396.24.919.646235.811.8913.45387.55.0319.247232.112.0813.46383.85.1618.948228.412.2613.47380.15.318.649224.712.4513.48376.45.4318.45022112.6413.49372.75.5718.151217.312.8312.5103695.7117.852213.613.0213.511165.35.8517.653209.913.2013.512361.66.0017.654206.213.3913.613357.96.1517.055202.513.5713.714354.26.316.856198.813.7613.715350.56.4518.657195.113.9413.816346.86.616.458191.414.1313.917343.16.7616.259187.714.3114.018339.46.7116.06018414.4914.119335.77.0715.861180.314.6714.2203327.2315.662176.614.8614.321328.37.2315.662176.614.8414.322324.67.5915.364169.215.1914.623320.97.7215.165165.515.3714.724317.27.8915.066161.815.5414.925313.58.0614.867158.115.7015.126309.88.2314.768154.415.8715.327306.18.4114.669150.716.0315.528302.48.5814.57014716.2015.829298.78.7514.471143.316.3516.0302958.9314.272139.616.5116.331291.39.1114.173135.916.6616.632287.69.2914.074132.216.8216.933283.99.4714.075128.516.9617.234280.29.6513.976124.817.1117.635276.59.8313.877121.117.2518.036272.810.0213.778117.