非接触式柔性自偏置磁电电流传感器设计与应用

针对电网中现有电流传感器存在的易磁芯饱和、体积大、响应带宽窄、制备成本较高等问题,设计了一种柔性自偏置磁电电流传感器。首先,测试了磁电电流传感器在零偏置状态下的磁电性能,磁电电压系数可达17.65 V/(cm·Oe),表明传感器在零偏置状态下具有优异的磁电响应性能;然后,通过搭建的电流测试平台对传感器电流检测能力进行了验证,结果表明,传感器在谐振及工频频率时都具有良好的电流监测能力,且在工频电流50 Hz时灵敏度为33.07 mV/A,具有优异的灵敏度和线性度;最后,设计的磁电电流传感器在电力电缆护层环流监测业务上进行了试点应用,运行良好,表明非接触式柔性自偏置磁电电流传感器在电网非接触电流检测领域具有很大的应用价值和广阔的应用前景。

水冷壁管接头开裂原因

某电厂发生锅炉水冷壁管开裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试等方法分析了水冷壁管开裂的原因。结果表明:水冷壁管接头对接环焊缝焊接产生了残余应力,材料中存在焊接缺陷,在高温、高压环境下,缺陷逐渐扩展为孔洞,并对其他管壁造成冲蚀破坏,最终导致水冷壁管开裂。

动车组车顶隔离开关用支柱绝缘子污秽状态下的电场分布特性研究

研究污秽状态下支柱绝缘子的电场分布特性有助于理解其放电机理。文中以FQJG2-30-16-400-M型车顶复合支柱绝缘子为研究对象,进行如下研究:对绝缘子表面进行淋雨试验,同时施加40 kV工频电压,靠近金具部分的伞裙首先发生闪络,且出现了干燥带,伞裙边缘形成大粒径的水珠时,容易引发表面放电。利用COMSOL有限元分析软件在绝缘子靠近金具的伞裙表面设置干燥带和水珠,护套表面存在干燥带时,电场畸变明显,杆径处的干燥带场强最大,上表面干燥带场强大于下表面干燥带场强,干燥带场强最大值随着干燥带数量增加反而减小。绝缘子表面出现水珠时,水珠附近的场强明显增大,越靠近中轴线水珠表面电场强度越大。靠近高压端的水珠的最大电场强度受半径的影响较大,低压端则不明显。

多物理场耦合下不同短路与接地故障对变压器绕组状态影响的仿真研究

为研究不同短路与接地故障对变压器多次冲击后绕组状态的影响,基于变压器电、磁、热、力物理场理论,搭建了三相变压器的三维模型,考虑了温度对绕组材料属性的影响,采用迭代方法对电磁-热场进行了双向耦合仿真,然后将各故障类型下的电、磁和温度等物理量导入瞬态结构场,实现了绕组形变位移的仿真计算。结果表明,变压器内部的最大漏磁密对应故障为低压侧三相短路;绕组中部线饼服从整体磁密分布,其余部分线饼呈现一端大,另一端小的分布规律;绕组最高温度对应故障为低压侧三相短路,最高温度为97.36℃,位于A相低压绕组0°处;单次冲击下,位移最大对应故障为低压侧三相短路,其出现在高压绕组-20°~20°范围、高度1/3~2/3范围内;多次冲击后,绕组最大累积位移对应故障为低压侧两相接地,累积位移随冲击次数的增加而增加,直至趋于饱和。研究为变压器的多物理场耦合数值仿真提供参考。

基于改进SSD算法和紫外成像的悬式绝缘子放电严重程度评估

为实现基于边缘检测的悬式绝缘子放电日盲紫外成像智能评估,论文搭建了悬式绝缘子污秽放电试验平台,获得了相对光斑面积等紫外参数并提出了放电严重程度判据,建立了不同放电程度的紫外图像样本数据库;采用改进的SSD模型对紫外放电视频流进行训练,实现了模型参数缩减以及训练收敛速度的提升。研究结果表明:采用改进后的SSD模型对放电图像进行训练,模型文件大小为4.5MB,具有良好的嵌入式检测性能;在模型训练过程中,设计了自主更新学习率机制,使得模型的收敛速度提升约3.5倍,收敛值降低1/2。可将绝缘子的放电严重程度智能评估为“slight”、“moderate”、“heavy”、“worse”四个等级,论文的研究成果为边缘侧基于紫外成像的电力设备放电严重程度的实时评估提供了新思路。

交流电压下污秽成分对瓷绝缘子泄漏电流及闪络电压的影响研究

绝缘子在户外的表面污秽成分十分复杂,绝缘子表面电导特性和污闪电压在不同污秽成分的影响下有明显差异。选取4种典型污秽成分进行了试验研究,对比测量了涂刷不同污秽成分的绝缘子表面泄漏电流和闪络电压,获得了污秽成分对绝缘子泄漏电流特性和闪络电压的影响特性。试验表明,绝缘子泄漏电流最大值随着湿度和可溶性物质附着密度(SCD)的增加而增加,不同污秽成分在SCD较小时,区分度不高。绝缘子的闪络电压主要与可溶污秽成分的电导率、溶解度、电离特性和不溶污秽的成分组成以及它们相互间的影响有关。不同单种无机盐污秽成分的绝缘子闪络电压由低到高依次为:NaCl、NaNO_(3)、MgSO_(4)、CaSO_(4)。不同混合无机盐污秽的绝缘子闪络电压均随着混合污秽中所含CaSO_(4)质量分数的增加呈上升趋势。

环氧树脂与聚四氟乙烯表面性能的研究

为了研究不同材料绝缘子的表面性能,以环氧树脂和聚四氟乙烯(PTFE)为研究对象,首先通过表面能测试,获得不同材料绝缘子的粘附特性,然后通过试验研究不同粒径金属微粒在自然粘附状态下对绝缘子沿面闪络特性的影响。结果表明:PTFE绝缘子的表面能为30.44 mJ/m^(2),低于环氧树脂绝缘子的表面能,PTFE的黏度更小;随着附着在绝缘子表面的金属微粒粒径的减小,环氧树脂和PTFE绝缘子的沿面闪络电压逐渐增大,且两种材料的绝缘子沿面闪络性能相近;采用PTFE界面取代原有的环氧树脂界面,可以减少由金属微粒引起的绝缘故障。

10kV智能干式变压器设计浅析

针对10kV干式变压器运维智能化较低的现状,本文作者将传感器和变压器融合设计,形成三种差异化智能配置方案,实现变压器的运行状态和运行环境信息采集。使用基于拉依达准则的野点剔除和基于滑动窗的平局值滤波对绕组温度和铁心温度信号进行预处理,以消除传感器的随机误差和粗大误差,在变压器或运行环境异常时发出告警信号和联动控制信号,并能实现剩余寿命的预测,最后通过云平台实现干式变压器的集中统一管理,提高运维效率和故障响应速度。

基于云边协同的智能制造系统中的实时数据处理与分析研究

旨在探讨基于云边协同的智能制造系统中的实时数据处理与分析的方法与应用。随着制造业的数字化转型,实时数据处理与分析对提高生产效率和质量至关重要。作为一种新兴的计算范式,云边协同允许将数据处理任务分布到边缘设备,以满足实时性要求。提出了一种基于云边协同的框架,通过实验验证了其有效性。结果表明,所提出的框架能显著提高数据处理效率,满足实时性需求,为智能制造系统的数字化转型提供了有力支持。

基于非线性结构分析的架空输电线路风致位移响应研究

高压输电线路的稳定性和可靠性是影响电网安全稳定运行的重要因素。因此,开展输电塔线体系的风致响应研究,一直是输电工程技术领域的研究热点。以220 kV输电线路为例,进行了脉动风场的数值模拟,分析了塔线体系的振动形态,重点研究了风载荷作用下导线的振动形态以及在不同工况下由导线振动引起的位移变化。深入分析了输电线路的瞬态动力学响应,包括对架空输电线路的模态分析、风载荷下的振动过程以及不同工况下塔线的位移变化。结果表明:铁塔与导线的振动主要为一阶模态、二阶模态低频振动;导线的振动模式主要影响塔线体系的振动,不同时刻下振动位移的最大值对系统安全运行有更严重的影响。研究分析结果对输电线路的防风抗灾、安全稳定运行具有指导意义。

车载储氢气瓶超声导波探头设计

设计了一种由连接器、线圈、永磁体、磁致伸缩带、铁芯、填充材料、外壳及手柄等主要组件构成的扭转模态导波探头,应用设计的超声导波探头进行了Ⅲ型车用高压储氢气瓶上模拟裂纹缺陷的超声导波检测,基于检测结果验证了探头的设计可靠性和使用效果。此探头理论上能够在检测对象上任意移动,适用于常规超声导波初步整体检测后的局部损伤和缺陷详细检测,具有较高的周向定位准确性和变截面检测灵敏度。

小麦种植下不同病虫害的防治策略研究

小麦作为人类重要的食物来源,是全球主要的粮食作物之一,然而各种各样的真菌性、细菌性、病毒性以及昆虫和节肢动物的害虫对小麦的生长发育往往造成很大影响,对小麦的产量具有十分严重的影响。为探究不同病虫害对小麦生长的影响机理和进而制定有效的防治策略,本文探讨了小麦种植过程中常见的病虫害问题以及相应的防治方法。本研究丰富了小麦种植的相关理论基础,为小麦种植产业提供科学、有效的病虫害防治策略,为小麦产业的可持续发展做出了贡献。

基于改进残差网络和InfoGAN的变压器局部放电故障诊断方法研究

油浸式电力变压器作为电力系统的重要设备,对其绝缘状态进行科学诊断具有重要意义。目前,变压器局部放电故障诊断存在因样本匮乏或不均衡造成分类器泛化能力不足,最终导致识别准确率较低的问题。为此,提出了一种基于改进残差网络(ResNet)和信息生成对抗网络(information maximizing generative adversarial nets,InfoGAN)的变压器局部放电故障诊断方法。首先通过试验平台采集4类典型局放故障的PRPD谱图,然后利用InfoGAN对谱图进行样本增强并评估增强效果;最后,通过在残差块中嵌入注意力机制挤压激励(squeeze and excitation,SE)模块,得到改进残差网络模型,并利用该模型对故障类型进行识别。结果表明,InfoGAN可以有效丰富样本及其多样性;在样本数充足的条件下,改进的残差网络SE-ResNet18识别率可达99%,相比于其他经典CNN网络识别效果更优,且显著优于传统机器学习算法BPNN和SVM。

动车组避雷器受潮故障特征量的变化特性研究

为研究动车组避雷器在受潮情况下的故障特征量变化,搭建了避雷器人工受潮试验平台,控制避雷器分别达到轻度受潮、中度受潮和重度受潮3种状态。试验研究了不同受潮情况下避雷器的直流伏安特性、直流参考电压、0.75倍直流参考电压下的泄漏电流、交流电压下的泄漏电流等特征;同时设计水煮试验开展了相关测试,并与人工受潮试验结果进行了对比和验证分析。人工受潮试验结果表明,避雷器在受潮后的伏安特性曲线发生了明显的变化,泄漏电流由阀片本体的泄漏电流和筒壁泄漏电流组成,并且随着电压升高,环氧筒筒壁电流将占主导分量;避雷器直流参考电压U1m A在重度受潮时下降了6.8%,已经低于规程要求的5.0%;其0.75倍U1m A下的泄漏电流在轻度受潮时较正常状态增加了6倍,结合水煮试验可知,在受潮避雷器恢复干燥后,0.75倍U1mA下的泄漏电流也恢复到了正常值,即该故障特征量仅在避雷器受潮时反映灵敏;避雷器阻性电流在正常情况下占全电流的10%~20%,受潮后阻性电流占比达到了正常状态下的4倍,即阻性电流对受潮故障反映更加灵敏。

极不均匀电场中叠层间位芳纶纸和纤维素纸的局部放电特性对比分析

间位芳纶纸具有优异的绝缘强度和耐热性,是纤维素纸的理想替代品。为研究干式工况下间位芳纶纸对纤维素纸的可替代性,对比了叠层间位芳纶纸和纤维素纸在极不均匀电场中的击穿强度,并对叠层间位芳纶纸与纤维素纸开展了阶梯升压和恒定电压下的局部放电测试。结果表明,极不均匀电场中间位芳纶纸的干式击穿电压约为纤维素纸的2倍,且随着叠层数的增长,二者的击穿强度差异性变小;升压局放中,在电场强度低于两种绝缘纸各自击穿强度的50%时,两种绝缘纸的放电特征相近,进一步提高电场强度后,间位芳纶纸出现了更剧烈的沿面放电,放电量约纤维素纸的6倍;恒压局放中,间位芳纶纸在放电起始阶段放电更为剧烈,最大放电量在6500~43000 pC之间变化,而后在6500 pC上下小幅度波动,临近击穿时最大放电量剧增到49966.9 pC。局放使间位芳纶纸呈现更加严重的纸张缺陷,这源于击穿对短切纤维与浆粕界面的破坏导致浆粕脱落及损伤。

混杂纤维层数对再生混凝土力学性能的影响研究

为改善再生混凝土的强度和韧性,采用质量分数为12%的粉煤灰代替部分水泥,并以占总质量百分比为28%的再生粗骨料代替部分天然粗骨料配制的再生混凝土作为基准组,以此进行不同层数混掺纤维的再生混凝土试验。研究结果表明:增加混杂纤维的撒布层数能够提升再生混凝土的抗压强度,但提升的程度有限;当混杂纤维层数为2层时,能够使混凝土的劈裂抗拉强度显著增加;随着混杂纤维层数的不断增加,再生混凝土的拉压比表现出先增大后减小的变化趋势,弹强比则先减小后增大趋势;再生混凝土力学指标均处于良好状态的最佳纤维撒布层数为4层。

高速公路改扩建方式和交通组织发展研究总结

随着早期建设的高速公路使用寿命逐步萎缩以及近些年车辆数激增带来的巨大交通压力,我国已进入高速公路改扩建的快速发展阶段。为能够全面和深入了解我国高速公路改扩建的发展规律和特征,整理统计和分析了新近我国实施的117个高速公路改扩建项目,里程规模超10000 km。首先,从高速公路改扩建规模、时间、方式、车道数量等方面总结我国高速公路改扩建方式的发展特征;其次,分析了改扩方式对改扩建期间施工交通组织方式的影响,对改扩建期间的保通方向、保通车道数、保通车型及保通速度进行整理分析,总结我国高速公路改扩建施工交通组织方式的发展规律和特点。

紫外成像法在变电站电晕放电检测中的应用研究

电晕是变电站内十分普遍的一种放电现象,也是高压设备可能存在缺陷或故障的征兆信号。采用"日盲"型紫外成像仪在不同的气象环境下对多座500 kV变电站进行了现场检测,发现了部分设备的电晕放电现象。对上述放电现象进行了分类,并对放电原因进行了分析,结合实验室的研究和现场测试,提出了结合设备的放电位置、放电强弱、放电形态、放电机理并结合气象因素进行放电评估的综合分析方法,实际应用证明了该方法的有效性。

高压电气设备紫外成像检测管理系统的开发与应用

紫外成像是检测高压电气设备外部放电的一种新方法,根据该检测方法的特点,采用Delphi软件和SQL Server2000数据库开发了一套紫外成像检测管理系统,实现了对检测信息的有效管理,系统还采用了MATLAB图形用户接口(GUI)编写了部分紫外图像处理程序,结合实验室研究和现场测试建立的设备放电知识库初步实现了对设备的状态评估,有助于指导现场检修。该系统已经在工程实际中进行了应用,效果良好。

淋雨对短空气间隙操作冲击放电影响的实验研究

为研究降雨条件下空气间隙的操作冲击放电特性,通过实验对比研究获得了干燥和淋雨条件下间隙距离为10～60 cm球-板、棒-板间隙正极性操作冲击放电曲线。研究表明淋雨造成球-板间隙正极性操作冲击击穿电压降低幅度大于棒-板间隙;雨量大小对棒-板间隙击穿电压的影响不明显;雨量为0.5～3.9mm/min时,直径10cm球电极间隙距离30cm,操作冲击击穿电压较干燥条件降低15.8%～32.6%;雨水电导率为100～2000μS/cm时,击穿电压随电导率的增加而降低,但随着间隙距离的增加,球-板、棒-板间隙操作冲击击穿电压降低幅度减弱,且雨水电导率对球-板间隙操作冲击击穿电压的影响更为明显;雨水的存在会使放电时延较干燥时有变短趋势,使间隙在波前击穿的几率增大,且雨水通道会影响放电的发展路径。