温度影响下碳纤维导线分层力学特性有限元分析

为探明温度对碳纤维导线分层力学特性的影响,考虑拐点温度,利用电热模块施加不同电压得到多种温度,并计算分析不同温度和拉断力条件下碳纤维导线的各层、各股和各截面应力应变分布.研究结果表明:拐点温度后,碳芯受到正向应力但铝绞线承受负向应力,使碳纤维导线失去了承担拉断力的作用;各股线的最大应力和应变均出现在线的两端,倒角位置的应力和应变结果略大于对应股线主体上的应力;碳纤维导线各个截面的最大应力均为正值,均出现在碳芯上,其靠近外力施加端截面的最大应力出现突然下降的现象;碳纤维导线更适用于各种温度条件,但应注意导线两端夹持位置和梯形截面中小截面的力学特性变化.

多能互补发电系统故障识别与测距方法

随着大量新能源的接入,使得多端柔性直流系统(modular multilevel converter based multi-terminal direct current, MMC-MTDC)故障特征愈加复杂,快速准确的故障识别与测距是亟需解决的关键难题之一。为此,提出了一种风-光-储-蓄互补发电站经柔性直流输电外送系统故障识别与测距方法。首先,搭建风-光-储-蓄互补发电站经柔直外送系统,在此基础上,提出了一种Teager能量算子能量熵的新方法,利用测量点正负极Teager能量算子能量熵的比值构建故障选极及区段识别判据。接着,针对已识别的故障线路,提出变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)与Teager能量算子(teager energy operator, TEO)相结合的故障测距方法。最后,利用PSCAD/EMTDC进行仿真,结果表明所提识别方法可以准确判断故障所在线路,所提测距方法能在故障发生2 ms时间窗内实现故障测距,误差率不超过2.55%,并具有较高的耐过渡电阻能力。

麻栎木热解过程的热质变化行为及其动力学

为了解麻栎木热解特性,采用TGA/DSC同步热分析仪对其热解过程的失重机制和热行为进行了研究,采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法计算了该过程的表观活化能,通过Malek方法得到了麻栎木热解最概然机理函数。研究结果表明:麻栎木的热解过程分为干燥、预热、挥发分析出和炭化4个阶段,在挥发分析出阶段质量损失最大,达71.24%。麻栎木热解过程既包括吸热反应也包括放热反应,随着升温速率的增加,其TG曲线和DTG曲线均向高温方向移动。FWO法和KAS法计算得到的表观活化能(E)范围分别为226.79~258.17 kJ/mol和229.22~260.8 kJ/mol,相关系数(R^(2))均在0.94以上,E随转化率变化趋势一致。Malek法计算结果表明:麻栎木热解机理在转化率小于0.5时符合三维扩散机理(Jander方程);在转化率大于0.5时符合成核生长机理(Avrami-Erofeev方程,n=3/2)。

高压输电线软体巡检机器人磁致动机制及PI滑模控制研究

为解决高压输电线刚性悬臂巡检机器人尺寸大、笨重、越障不灵活、效率低等问题,设计一种高压磁致动软体巡检机器人,利用载流线圈在高压直流环形磁场中受到的安培力驱动软体机器人以柔顺和蠕动方式高效灵活地跨越多种障碍物。对该机器人进行本体构型设计并分析其工作姿态,实现稳定巡检功能;对磁致动驱动器进行理论设计和分析,利用Comsol仿真软件对其所需驱动力进行仿真,验证理论的可实行性;通过拉格朗日法对高压磁致动软体巡检机器人进行动力学建模,构建系统动力学方程,获取机器人的关节角度、速度、加速度之间的关系;最后,通过MATLAB利用基于PI滑模控制法对简化后的高压磁致动软体巡检机器人动力学模型实行速度和角速度高精度追踪仿真。仿真结果表明:在滑模控制下,角度在1.5 s追踪上理想信号,角速度在0.3 s后追上理想信号,证明基于PI的滑模控制器能够实现对高压磁致动软体巡检机器人的有效控制。

基于GS-SVR的架空输电线路工程投资估算预测研究

传统的投资估算编制模式存在过度依赖定额的现象,随着大量工程造价数据的积累,利用其实现投资估算,以弥补传统定额计价模式的不足,能够对建设项目工程造价起到总体控制作用。文章以架空输电线路工程为例,基于支持向量回归机(Support Vector Regression,SVR)研究架空输电线路工程投资估算问题。结果表明:通过选取影响架空输电线路工程投资估算的主要指标,构建基于SVR的架空输电线路工程投资估算模型,并利用改进的网格搜索法(Grid Search,GS)优化模型参数,得到基于GS-SVR的投资估算预测模型;与传统的线性回归和SVR模型相比,GS-SVR模型表现出更为良好的性能。

架空输电线路通用型闭式卡具的研制与应用

在输电线路检修作业中,常使用闭式卡具对单片异常绝缘子进行更换。分析了闭式卡具存在的缺陷;阐述了通用型闭式卡具从设计、3D建模、选材到生产的全过程,并对实物进行了检测;随后介绍了通用型闭式卡具现场作业使用方法,并结合实际案例对应用效果进行了分析;对通用型闭式卡具的研制与应用工作进行了归纳总结,展望了推广前景,并提出了进一步改进意见。通用型闭式卡具可用于更换70~240 kN多种型号瓷质与钢化玻璃绝缘子,并将塔上作业时间较少约58%,极大地提高了作业效率。

10kV架空线路间隔棒安装机器人上下线辅助系统研究

针对已研发的10 kV架空线路相间间隔棒安装机器人需要在地面完成上线和下线的问题,综合考虑上线和下线过程中机器人的安全防坠落、吊装时吊环的防滑以及高空远距离完成摘钩和挂钩等操作,研究了适合远距离摘挂的吊环,选用了不同的上下线吊钩以及同步上线或下线的电动绞盘系统,上下线辅助系统由举升杆、新型吊环、上下线吊钩、电动绞盘等组成。通过模拟试验验证了方案的可行性,试验结果表明:本辅助系统可帮助工作人员在地面完成对10 kV架空线路相间复合间隔棒安装机器人的上下线操作。

基于SAO-LSTM的输电线路微气象预测

针对输电线路微气象数据存在周期性和关联性导致预测精度低的问题,提出一种雪消融优化器优化长短期记忆神经网络(SAO-LSTM)的输电线路微气象预测模型。首先利用主成分分析法对微气象数据进行降维;然后利用LSTM算法构建预测模型;最后利用SAO算法优化LSTM模型的三个参数,提高预测精度。在对比实验中,SAO-LSTM对比LSTM在平均绝对误差降低至0.958,均方根误差降低至1.294,确定系数提高至96.30%。实验证明基于SAO-LSTM的输电线路微气象预测模型能有效提高预测精度。

基于深度学习和无人机图像的架空线路缺陷巡检综述

架空输电线路巡检是电网运维工作的一项重要内容,利用无人机进行线路巡视检测已成为运维人员完成电力巡检工作的重要手段。首先,文中概述无人机巡检任务中人机协同作业系统以及无人机智能自主作业系统的架构;其次,分析当前架空输电线路缺陷巡检领域数据集状况以及数据扩增技术;再次,综述基于深度学习的无人机图像缺陷检测典型方法以及评价指标,并对比总结各种方法的优缺点;然后,讨论无人机图像视觉检测方法中图像采集规范、数据集形式、缺陷检测算法专业化应用等对架空线路缺陷的检测效果,指出图像检测指标和类别定义在电力巡检专业化领域中的不足;最后,探讨基于深度学习的无人机图像缺陷巡检的未来发展方向。

面向架空输电线路的防外破装置设计

针对传统防外破技术抗干扰能力弱、适配性低、报警效果差以及平板电容型传感器对称结构中存在的边缘效应问题,研制一种适用于多组态与多电压等级架空输电线路的防外破装置。首先,分析感应电压与场强关系,进行等位环结构改进并完成PCB设计制作,利用Ansys Maxwell搭建多组态与多电压等级架空输电线路仿真模型,为报警阈值设定提供理论依据;其次,完成防外破装置的硬件与软件设计,实现不同线路情况下的电压档位选择、电场信号采集处理以及声光报警等功能;最后,搭建10 kV模拟架空输电线路高压实验环境并进行现场验证,测试分析装置的工作性能。结果表明,所设计的防外破装置感应电压测量平均相对误差在3%以内,与测试电压线性相关系数R=0.9997,其变化规律符合电场分布规律;现场报警成功率为100%,装置稳定可靠、兼顾精准性与线性度要求。

基于绝缘套管的10 kV架空裸线接地故障监测与防治技术研究

树障问题是造成10 kV配电线路接地故障的主要原因,严重制约着末端配电线路的供电效率。针对10 kV架空线路穿越林木区频繁面临的接地现象,提出采取敷设带电流监测绝缘套管的方案对树障区裸线进行保护,以防止接地故障发生,降低配网线损,提升供电效率。首先分析了树障接地问题产生的机理;然后详细阐述了基于绝缘套管的接地故障监测与防治方法;第三,研制了带电流监测功能的简易型绝缘套管;最后,该成果在国网浙江省电力公司某配电线路试用,对该研究成果的实效进行了检验,获得了用户的好评。

异物隐患对输电线路安全运行的影响及管控措施

介绍异物隐患的基本情况及其分类,研究分析在不同因素下各种异物对输电线路的影响,从而制定合理的运维管控措施,帮助运维人员有效提高工作效率,保障电网安全稳定运行。

无人机技术在输配电架空专业中的应用

主要探讨了无人机技术在输配电架空线路中的应用。通过对无人机在线路巡检、故障检测与定位、电线杆架设、数据收集与分析以及架空线路维护等方面的分析,阐述了无人机在该领域的优势。无人机的应用不仅提高了工作效率、降低了成本,还保障了人员安全,为输配电架空线路的运维带来了创新和发展。同时,文章展望了未来无人机的发展趋势和研究方向,包括智能化、多传感器融合、续航能力提升、5G技术应用、人机协同以及标准化和规范化等。这些发展趋势将进一步推动无人机在输配电架空线路领域的应用,为电力行业的可持续发展提供支持。

重覆冰区域风电送出线路中节能导线的应用研究

开展节能导线的应用研究,对重覆冰区域风电送出线路的安全、经济运行具有重要意义。以湖南某110 kV风电送出线路工程为例,针对其重覆冰、低损耗小时数的特点,从电能损耗、覆冰弧垂及过载能力、经济费用等方面对3类节能导线、钢芯铝合金绞线和普通钢芯铝绞线进行了应用分析。分析结果表明:在15 mm中冰区和20 mm重冰区,JL3/G1A-400/50型钢芯高导电率铝绞线更优;在30 mm重冰区,考虑弧垂特性和排杆需要,不适合采用节能导线,推荐采用钢芯铝合金绞线。

浅谈四川高海拔地区500 kV输电线路防雷措施

概述了四川省高海拔地区地理位置、地形地质等基本情况,简要分析了地闪密度实际情况。根据近年来雷击跳闸情况,结合典型500 kV线路设计情况,从减小地线保护角、加强线路绝缘、降低接地电阻、加装线路避雷器等方面提出防雷措施,以期为同类工程设计提供参考。

压接型IGBT芯片的参数分散性对其并联时关断均流的影响

压接型绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的多芯片并联关断期间会出现严重的不均流现象,直接影响到器件的关断可靠性。文中重点研究压接型IGBT芯片参数对其并联时关断均流的影响,首先,根据IGBT单芯片的关断机理和波形,分析芯片参数对IGBT单芯片关断各个阶段内集电极电流变化的影响规律;其次,定义多芯片并联关断波形中出现的第一类及第二类电流竞争峰谷,建立针对第一类电流竞争峰谷的随机分布模型,获得芯片参数以及并联数目对关断均流的影响规律,通过并联双芯片的双脉冲实验,验证所得规律的有效性;最后,结合分析结果提出阈值电压与饱和压降的相互补偿以及保持阈值电压差与跨导差异号等芯片筛选建议。研究成果可以为并联压接型IGBT芯片的参数筛选工作提供指导。

影响半密闭腔室弧后气体绝缘恢复的涡环现象观测与分析

多腔室灭弧间隙在配网防雷中受瞩目,其工作时电弧喷出与空气对流换热成气体射流,射流与周围流体速度差形成剪切层,进而可能演变为涡环结构,促进弧后气体冷却与绝缘恢复。涡环形成受腔室结构影响,优化结构可提高涡环形成概率,增强灭弧效果。因此,通过搭建纹影观测平台观测弧后气体的逸散过程,研究了不同腔室结构参数对弧后气体涡环形成以及气体密度恢复的影响,分析了涡环对于促进弧后气体冷却的效果。基于纹影观测结果,采用有限元仿真分析软件,仿真分析了弧后气体涡环的形成过程。仿真结果证明了合理设置腔室出口直径可增大弧后气体涡环的形成概率,涡环夹带环境冷空气进入弧后气体热核,促进弧后气体的冷却与绝缘强度恢复。

横向振动条件下防振锤螺栓松动关键影响因素

线夹螺栓松动导致的防振锤滑移问题普遍存在于架空输电线路中。为研究影响防振锤线夹螺栓松动的关键因素,分析了螺栓松动的主要原因,建立了横向振动条件下导线对防振锤线夹的激振力模型,在理论分析的基础上结合工程实际确定了影响螺栓松动的主要参数。通过正交试验获得各因素不同水平组合条件下螺栓紧固力矩的衰减值,并对其进行极差分析和方差分析,明确了各因素对螺栓松动影响的主次顺序、显著性及显著水平。结果表明,防振锤振动频率越高、振幅越大螺拴越容易松动,与工程实际相符,从而验证了所确定因素的关键性和合理性,可为工程实践提供理论和技术方面的支撑。

输电架空线索道渡线技术应用

为了解决在输电线路建设中受地形及跨越条件等因素影响,从而导致以往常规搭设跨越架方法无法实施,因占地费用高昂、手续烦琐等情况无法进行跨越架占地搭设的问题,本文通过采用索道渡线的方式,可以避免因采用搭设跨越架的方式而产生的种种问题,采用索道实现导地线展放。文章针对索道渡线装置结构进行了详细分析,对索道渡线的施工方法及施工过程中的安全注意事项进行了阐述,可为今后电网建设和电力行业发展方向提供一些有效建议。

架空输电线路隐患在线监测方案研究

随着行波法故障测距稳定性以及成熟性的不断提升,故障时刻行波信号中包含的其他信息正逐步被挖掘。从行波法故障测距角度出发,利用行波故障测距原理,结合宽频带传感器以及隐患预警系统算法判定输电线路中是否存在隐患放电情况,开发了一套架空输电线路隐患监测系统。该系统基本可实现架空输电线路的隐患预警,从而辅助输电线路现场运维人员进行故障排查,减小输电线路因隐患发展成故障跳闸。