档端横向位移激励下架空导线非同期摇摆分析

紧凑型架空导线非同期摇摆是导致相间风偏闪络事故发生的直接原因,然而相对于单相导线与绝缘子的风偏响应研究,不同相导线非同期摇摆的理论研究还较为缺乏,本质机理尚不明确。为探究架空导线非同期摇摆机理,以档端横向位移激励为研究切入点,建立了大风工况下存在档端位移激励的架空导线风偏摆动计算模型,推导得出模型稳态响应的非线性渐进解,直观展现了档端激励与导线响应之间的数学关系,分析了架空导线非同期摇摆的参变响应特性,并通过工程实例绘制了非同期摇摆时程响应曲线图与参变响应折线图。研究表明:档端横向位移激励能改变架空导线风偏运动的重力参数,可以导致不同相导线非同期摇摆现象的发生;架空导线动态响应幅值与档端位移激励幅值、水平张力呈正比,与档距、导线单位质量呈反比。

大风区接触网线路参数对附加导线舞动的影响

针对大风环境下兰新高速铁路接触网附加导线发生剧烈舞动以及线间放电的现象,依据接触网附加导线结构特点,建立了附加导线有限元计算模型,并对附加导线进行找形计算。采用谐波叠加法模拟接触网附加导线处的随机风场,并对导线模型施加风荷载,利用无条件稳定Newmark法以及荷载增量法,分析接触网线路参数对附加导线舞动及线间距离的影响规律,并给出相应的舞动防治措施。结果表明:40 m及更小档距对导线在低风速及高风速下的舞动均有明显的抑制效果;将附加导线运行张力提高至6.5 kN,导线阻尼比提高至1.5%及以上能有效降低两条导线的舞动剧烈程度;接触网附加导线的档距过大,运行张力及阻尼比过小,将导致导线舞动时悬挂点张力过大,易引起导线掉线、断线等事故;随附加导线档距减小、运行张力及阻尼比增大,线间最小距离呈递增趋势;不同线路参数下(档距、运行张力及阻尼比)附加导线舞动时线间最小距离均随风速增大出现减小趋势。本研究可为兰新高铁大风区段接触网附加导线舞动及线间放电的防治提供有效的理论依据。

基于鲸鱼优化算法的架空导线温度计算方法

架空导线运行温度是电网系统的重要监测参数。文章提出一种基于鲸鱼优化算法(whaleoptimization algorithm,WOA)的架空导线温度计算方法。将架空导线温度值作为鲸鱼位置,利用IEEE标准计算对应的载流量,将其和额定载流量的差值作为适应度函数,通过迭代求解最优鲸鱼位置,作为最终的温度值计算结果。利用IEEE标准所提供的计算样例对所提方法进行有效性验证。实验对比WOA、粒子群优化算法(particleswarm optimization,PSO)和灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)3种启发式算法的性能,结果表明WOA算法的准确率相比PSO和GWO更高,对100组温度值计算结果的平均误差仅为0.00001℃,误差和仅为0.000982℃;同时WOA算法的运行时间更短,综合性能最优。

基于光纤传感稳态热容平衡模型的架空线路导线温度监测

架空线路温度监测过程中,受环境温度、日照等因素的影响,导致其监测数据失真,降低监测准确度。提出基于光纤传感器的架空线路导线温度监测方法。建立架空线路导线的稳态热容平衡模型,分析影响导线温度相关因素。通过光纤温度传感器得到热膨胀的反应系数,计算求得光纤布拉格光栅对温度变化的灵敏度系数,构建传感稳态热平衡方程。结合环境温度、风速和日照辐射等参数,利用导线温升公式计算出传感导线各部位热阻值,获得相对应温度监测数据,实现架空线路导线温度监测。实验结果表明,所提方法在不影响线路正常运行情况下,实验测得导线上表面、侧方位和下表面的温度分别为27.8℃、26.6℃和23.4℃,温度监测准确,误差小。

基于绿色现代数智供应链体系的架空绝缘导线采购价格预测

根据电网公司架空绝缘导线采购数据开展价格预测分析,对研究对象的重要原材料价格建立时间预测模型,预测原材料价格走势,并利用聚类分析和描述统计法找到最合适的企业信息。综合考量价格影响因素,提出净单价概念,拟合净单价与购买数量的线性关系,以此构建规划方程,得到最优的购买数量和最低净单价。根据不同的原材料、企业所在地址和最优规划模型确定最佳的采购方案,得到具有参考意义的采购价格,为公司的采购决策提供数智支撑。

解析铁道行业标准《电气化铁路刚性悬挂接触网汇流排及零部件》

为便于电气化铁路接触网专业人员准确理解和使用TB/T 3252—2022《电气化铁路刚性悬挂接触网汇流排及零部件》,介绍TB/T 3252—2022的修订背景、修订原则和主要修订内容,解析TB/T 3252—2022中增加的汇流排及零部件技术指标和相关检验项目等。TB/T 3252—2022的发布,为提高我国电气化铁路接触网用汇流排质量技术水平提供了必要的规范性文件。

工业污染区架空导线腐蚀状态评价及机理研究

通过工业污染区架空线路导线的外观形貌观察、腐蚀坑深度测量、抗拉强度、伸长率、扭转次数及电阻率等理化及电气试验,以及与同型号新导线检测结果的数值比对,探究导线腐蚀对其力学、导电及防腐性能的影响,另外,通过铝线及镀锌钢线的断口分析、腐蚀物成分、镀锌钢线的镀层厚度观测,研究工业污染环境下钢芯铝绞线的腐蚀机理及控制措施,提出了新的镀锌钢线锌层厚度检测评估方法,为架空输电线路腐蚀状态评价及运维检修策略提供技术依据。

基于CNN-LSTM模型的绝缘架空导线局部放电识别研究

绝缘架空导线相较于传统的裸露导线具有更好的绝缘性能,但当其掉到地上或被树枝等异物击中时,不会引起过电流,这使得标准保护设备往往难以检测到这些故障,而此类故障通常会引起局部放电(PD)现象。提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和长期短期记忆神经网络(LSTM)的PD模式识别算法。该算法通过映射加权和学习参数矩阵赋予LSTM隐含状态不同的权重,从而减少历史信息的丢失并加强重要信息的影响作用,最终实现对PD活动的检测与识别。在VSB公开的ENET数据集上,提出的方法对正常类型和故障类型的识别精度分别达到了90.44%和90.33%,并与多种算法进行了比较,结果表明所提出的方法具有更高的识别精度。

一种考虑环境温度和风速影响的风电场极限增容方法

当前风电场送出容量计算中只考虑了风速的影响没有考虑环境温度的作用,且对架空导线极限载流量的分析没有考虑风电特殊的工作环境,造成风电场线路输送资源的浪费,因此提出一种考虑环境温度和风速影响的风电场极限增容方法,最大化开发利用风电资源。首先,在传统风机出力模型的基础上增加环境温度的影响,改进风机出力模型;然后,通过架空导线热平衡方程,建立考虑环境温度和风速共同影响的导线极限载流模型;最后,通过绘制风电场风机总出力曲面和导线极限载流曲面在环境温度和风速坐标系内的分布情况,将风机出力与导线极限载流特性进行匹配,得到风电场最大可允许的输出容量。仿真结果表明,相同导线截面的风电送出线路有一定的输送功率裕度,确定风电场极限输送容量、提高风电场的经济效益对指导风电场增容具有重要意义。

夏季运营环境下西宁市某型号架空导线温度场变化规律

特殊、多变的高寒区气候条件导致架空导线的温度场变化较大,影响导线丝温度变形和分层应力波动,进而引发疲劳断股问题。因此,开展在高原寒区运营环境下架空导线温度场变化规律研究具有重要意义。本文基于二维稳态热平衡控制方程,考虑输电导线内部钢芯和铝导线丝的接触构造及孔隙,建立一套架空导线径向温度场数值求解方法。将该方法应用于JL/G1A-630/55-48/7型钢芯铝绞线,研究其径向温度分布规律和在不同环境下架空导线的温度场变化规律。结果表明:导线内存在不容忽略的径向温度差,风速、光照强度及环境温度对架空导线温度场有较大的影响。

新型抗冰雪耐候平行集束架空电缆研制

为解决严苛环境下,尤其是北方冰雪环境下,架空线路面临的抗冰雪性能弱、承载能力不足及机械强度低下等问题,设计了新型抗冰雪耐候平行集束架空电缆。采用高强度平行集束结构和抗冰雪设计,导线横断面设计为类机翼结构,绝缘层与连筋在上表面形成相切的平面或微弧形接触面,并将加热元件嵌入连筋下方,有效减少冰雪在导线表面的附着,显著提高了融冰效率。同时,针对圆形导体的局限性,设计了铝合金异形导体及其加工工艺,结合型线分层微压缩绞合技术,将紧压系数提升至97%以上,外径缩小约5%,成本节省约1.5%,抗拉强度提高30%以上,显著提升了架空线路在复杂条件下的综合性能。研制的产品为复杂地理环境和气候条件下的电力输送提供了高效、经济且耐用的解决方案,对提升架空线路的整体性能具有重要意义。

局部瞬时激励下架空导线微风振动波的传播演化

微风振动是架空导线疲劳断股、断线的重要原因。为分析局部锁定后导线的微风振动过程,将架空导线简化为张力主导的无限长连续弦模型,考虑局部锁定的随机性和瞬时性,将导线在任意时刻任意位置形成的局部锁定简化为瞬时脉冲激励,采用积分变换法获得了系统在时间和空间上的双格林函数解,分析了脉冲波在弦模型中的传播过程和固定约束边界的反射规律。进而采用局部脉冲激励法对导线内行波的传播演化特性进行试验研究,采用高清摄像机对振动波进行捕捉,基于自编程序进行视频图像处理及分析。结果表明:自编程序能够提取标记测点的瞬时位移,脉冲波在传播过程中波速恒定、波面轮廓能够保持较好的形态不变形。局部瞬时激励形成的脉冲波沿导线向两侧档端传播,在经过档端约束后形成反射波沿导线传播,两侧形成的反射波相遇后相互叠加引起导线持续振动。试验现象与理论分析一致。

相似性度量与牛顿插值融合的架空输电线弧垂测量方法

架空输电线路导地线弧垂是架线施工质量和线路安全运行的关键指标之一,针对目前弧垂测量方法在准确性、便捷性等方面存在的不足,提出了一种基于激光测距与光栅测角技术的输电线路弧垂测量数学模型,并在该模型的基础上,针对单根导线测量鲁棒性不足的情况,提出一种基于相似性度量与牛顿插值法相融合的多分裂导线弧垂测量数据质量评估优化算法,实现对数据集的补偿与弧垂计算。与点云提取电力线方法相比,该测量方法只需通过少量测量数据即可拟合出导线模型并计算出弧垂值。以220 kV双分裂导线为测量对象,进行试验验证,并与现有测量方法弧垂测量值作比较,试验结果表明数据优化后的弧垂误差率最大为1.47%,证明了该方法的准确性,能够满足工程现场测量精度要求,并提高了架空输电线路弧垂测量工作的安全与效率。

碳纤维复合芯导线缺陷检测技术现状及进展

碳纤维复合芯导线有着低密度、高强度、高弹性模量、低线损等诸多优点,可以大幅度提升线路的运输容量,但是因为不耐弯折与其他人为因素使得其内部存在各种缺陷,最终导致断线事故的发生,严重危害线路的运行安全。分析了碳纤维复合导线的应用现状,总结了几种碳纤维复合芯导线的常用无损检测技术,针对各种技术的原理和特点进行了分析,简要叙述了相关技术的优点与不足。最后指出碳纤维复合芯导线的无损检测技术依然需要大量的研究工作。

考虑温差特性的导线疲劳损伤在线监测技术

针对架空导线在实际工况中受自然环境影响出现导线断股现象,开展钢芯铝绞线(aluminum conductor steel reinforced, ACSR)断股稳态温度与断股后疲劳损伤方面的研究。首先,以LGJ-240/30型号导线为例搭建损伤导线载流试验平台,分析导线在不同损伤条件下的温度特性,利用测温数据线性拟合出损伤导线局部温度与断股之间的关系。其次搭建对应导线的有限元模型,通过计算损伤导线的单位产热率,对损伤导线截面的温度特性进行数值模拟;利用损伤导线与无损导线之间的温度差,拟合损伤导线局部温度与断股之间的关系,验证试验得到的线性关系。最后,针对导线的运行工况,由理论研究确定关键运行参数,提出一种输电线路疲劳损伤监测系统,该系统已应用于广东省某220 kV输电线路,成功对此线路的疲劳损伤状态进行实时监测。

基于GA-BP算法的输电线路弧垂预测模型

针对实时获取输电线路的弧垂工作量大、操作繁琐的问题,构建GA-BP神经网络模型对弧垂进行计算。将风速、辐照度、导线温度和导线载流量、弧垂作为训练神经网络的参数,并比较了GA-BP模型与传统BP模型之间的差异。仿真结果表明,GA-BP模型的误差率小于2%,相比BP模型,其收敛性能较好、计算精度较高。

架空导线防护润滑脂的制备及作用机理

为了研制一种具有减摩抗磨和抗腐蚀性能的润滑脂,提高架空导线的耐磨损和抗腐蚀性能,利用原位聚合法制备了核壳结构的二氧化硅-聚苯胺纳米添加剂,考察了二氧化硅-聚苯胺添加剂对聚脲润滑脂理化性能、抗腐蚀性能和摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对磨损表面进行表征分析。结果表明,所制备的核壳结构二氧化硅-聚苯胺添加剂为球形,粒径为80~100 nm;当二氧化硅-聚苯胺的质量分数为3%时,润滑脂具有较好的抗腐蚀和减摩抗磨性能,分析表明润滑脂的抗腐蚀性能主要归因于聚苯胺的钝化作用机制,减摩抗磨性能主要取决于“修补效应”、“滚动效应”、表面润滑保护膜等多种减摩抗磨机制的协同作用。

外层铝线松股对钢芯铝绞线发热的影响

为研究架空钢芯铝绞线的外层铝线松股对电流分布、欧姆损耗及架空导线温度的影响,对LJG-300/40型钢芯铝绞线建立三维有限元模型,将模型分别设定为未松股、最外层铝线松股和外2层铝线松股的场景,分别进行电磁场仿真和自然对流条件下的温度场仿真。分析结果表明:最外层及外2层铝线松股时,整个导线横截面的电流分布发生变化,钢芯中通过的电流增大,导线的欧姆损耗增大;在自然对流条件下,导线松动的程度会影响散热速度和导线温度,外层铝线松股时会使钢芯铝绞线温度上升。

一种不停电修复10 kV架空裸导线的方法

10 kV架空导线主要架设在道路两侧等人员车辆密集场所,对地距离有限,易遭受大型施工机械误碰、树木压覆以及雷击等事故,引发导线损伤、断股等故障。根据10 kV架空裸导线因外力破坏造成的线径损伤,结合现有新工具、新材料和新工艺,提出一种不停电剪断重接架空裸导线的方法,保证修复后导线的机械强度、电气性能均符合运行标准要求,且修补过程线路用户用电不受影响。

架空导线用纤维增强复合材料芯现状及未来

纤维增强复合材料具有强度高、密度小、低膨胀、耐腐蚀等显著优点,是良好的架空导线加强芯材料。本文梳理了架空导线用纤维增强复合材料芯的发展历程,分析了各类纤维增强复合材料芯的优势和劣势,厘清了各种材料的发展脉络及其技术逻辑,分析了当前纤维增强复合材料研究、应用中的不足,指出了未来研究的关键技术和关注点。