输电线路矢量电场测供一体传感器及电压反演方法

通过传感器测量电场信号并经过反演运算还原场源导体的电压值,是监测输电线路运行的可靠方法。本文提出测量矢量电场并反演计算输电线路各相电压的方法,设计球形矢量电场测量传感器,实现通过单传感器测量单点电场得到输电线路三相电压。由于电场测点包含丰富的电场能量,设计电场取能电路,实现检测装置的测供一体化。球形矢量传感器、电场取能装置的实验测试结果表明,球形矢量传感器相位偏移约1.3°,响应速度较快;反演结果线性度较好且能够实现10MHz宽频测量;取能模块在相同的实验测点加压10kV即可达到可观的mW级输出功率。

基于微分环的输电线路雷电流非接触式测量方法

雷电流的测量在电网雷电防护中至关重要,获取准确的雷电流大小以及波形才能采取正确的防雷保护措施。针对当前输电线路雷电流安全准确测量的难题,将脉冲功率测量技术中被广泛应用的微分环应用于输电线路雷电流的测量,提出了基于微分环的非接触式输电线路雷电流测量方法,并介绍了微分环测量雷电流的原理以及基于微分环的雷电流测量传感器的设计。实验室中冲击大电流的试验表明:针对不同的测量距离,通过选择适当的微分环尺寸及微分环匝数采用合理的屏蔽措施,并结合自积分,则该传感器能够准确反映被测电流的波形及幅值,且其具有安全性高、抗干扰能力强、线性度好、测量精度高等特点。最后基于FDTD建立了雷击输电线路的三维模型,对雷击瞬态磁场传播特性进行了仿真分析。结果表明:雷击输电线路时,杆塔周围的瞬态磁场能够准确地反映各导线上的电流波形及幅值情况,说明基于微分环的输电线路雷电流测量方法是可行的。

GIS设备不停电交流耐压试验时母线隔离断口击穿的仿真分析及防止措施

为检验新建GIS(气体绝缘封闭金属开关)设备是否具备投运条件,目前有效的方式是对其进行现场交流耐压试验。但对双母线接线的变电站而言,由于运行母线与试验间隔之间仅通过母线隔离开关断开,在间隔扩建或检修后的耐压试验过程中,母线隔离开关断口承受的电压为试验电压与母线运行相电压之差,如果试验电压与运行相电压相位反相达到180°时,就可能出现断口击穿进而危及GIS运行设备的情况,这将给供电可靠性带来极大的影响。基于以上问题,笔者以EMTP-ATP为仿真工具,通过建模和仿真分析了扩建的GIS设备间隔带电进行交流耐压试验过程中,母线隔离开关断口上出现极端击穿电压的情况下对GIS设备以及试验设备的影响,同时提出了解决措施,对于解决GIS设备扩建或检修间隔后的不停电交流耐压试验具有较强的参考意义和重要的推广应用价值。

纳米氮化硼对氟碳树脂超疏水涂层耐电蚀性能的影响

电弧燃烧会破坏绝缘子的超疏水涂层,通过掺杂高导热纳米颗粒可以提高涂层的耐电蚀性能。本研究采用几种丙烯酸单体共聚制备氟碳树脂,然后掺杂改性纳米SiO2和纳米BN颗粒,制备得到不同纳米BN掺杂量的氟碳树脂超疏水涂层。对涂层的疏水性、耐候性、导热性等进行测试,研究纳米BN掺杂量对涂层性能的影响。结果表明:超疏水涂层的静态接触角平均值达163°,具有优异的超疏水性和耐候性;当纳米BN质量分数为40%时,涂层的导热系数提高至0.35 W/(m·K),同时具有良好的耐电蚀性能。

基于D-S证据理论的多特征输电线路覆冰图像分类方法研究

图像分类中的图像对象往往数据量很大,同时图像对象的信息量巨大、信息冗余和高噪声的特点,图像本身不能很好地表述此类图像的特征,为存储和计算带来许多麻烦。在此提出一种基于D-S证据理论的多特征覆冰图像分类方法,在输电线路覆冰图像分类研究中,使用特征图像的集合表述待分类图像和分类,将多特征图像分类研究转化为决策问题,而后应用D-S证据理论的实现多特征输电线路覆冰图像分类。最后,实验表明了本方法在多特征输电线路覆冰图像分类中的有效性。

复合绝缘子污闪与冰闪特性及临界闪络电流研究

绝缘子的电气特性是进行输电线路外绝缘设计的关键参数之一,其临界闪络电流对绝缘子的状态评估和闪络预警有着重要的作用。以FXBW-110/100型复合绝缘子为试品,在人工气候室对该绝缘子进行了人工污秽试验和人工覆冰试验。试验结果表明:复合绝缘子污闪和冰闪电压随着绝缘子表面盐密的增加而降低,冰闪和污闪电压与盐密均满足负幂指数关系,覆冰条件下的污秽特征指数与污秽无覆冰状态下的特征指数相差不大,可将覆冰视为一种特殊形式的污秽;在相同污秽条件下覆冰复合绝缘子的闪络电压比未覆冰的闪络电压低,随着覆冰厚度的增加,绝缘子闪络电压进一步降低;复合绝缘子污闪和冰闪的临界闪络电流与盐密满足幂指数关系,污闪和冰闪的临界闪络电流均随着绝缘子表面的盐密的增加而增加,在相同污秽条件下覆冰绝缘子的临界闪络电流比未覆冰的临界闪络电流更大。

基于同频同相原理的GIS设备现场交流耐压试验方法研究及应用

GIS设备扩建部分与原有运行部分仅通过母线隔离开关断开,若采用常规调频串联谐振耐压试验方法在原有运行部分带电条件下对扩建部分进行交流耐压试验,由于试验频率在30~100 Hz之间且相位不固定,则必然存在某一时刻使得试验电压和运行电压幅值反向叠加,隔离开关断口电压最大,可能导致断口击穿进而危及GIS运行设备的情况。为解决以上问题,文中通过对试验时隔离开关断口电压进行分析,找到了降低隔离开关断口电压的途径,并依此对常规串联谐振耐压试验方法进行改进,提出了基于同频同相原理的GIS设备现场交流耐压试验方法 ,研制出同频同相交流耐压试验装置,并通过现场试验,验证了试验方法的有效性和装置的可靠性。该方法的提出,使得在原有运行部分带电条件下对扩建部分进行交流耐压试验成为现实,大大提高了供电可靠性,具有十分重大的经济价值和社会效益。

500Kv输电线路巡检机器人越障控制研究

本文基于500 KV超高压输电线路环境,设计了一种包括前后两部分,中间由一个俯仰关节连接起来,每部分都由驱动轮、夹持机构、摩擦力调整机构、手臂变距机构和开合机构组成的机械结构.结合巡检机器人的机构特点,针对越障连续性与安全性问题,介绍了一种连续越障的方法,设计了基于多传感器融合的控制方法及相应的机器人控制系统.通过地面仿真线路越障实验,实现了连续越障功能,同时确保了越障安全性并提高了巡检效率.实验表明此方法设计合理,并取得了预期的效果.

一种对称式高压巡检机器人的运动学研究

根据巡检机器人的工作环境,确定了其工作内容和设计要求,为解决目前巡检机器人存在的体积质量大、越障时间长、适应性差的问题,提出了一种新型对称式巡检机器人方案,对其机械结构方案和自主越障控制方案进行了设计,该机器人本体由完全相同的两部分对称布置,通过俯仰机构调节基座间的夹角;线上行走运动靠开合轮组机构实现,该机构同时具有开合越障功能;辅助越障靠夹持机构实现,该机构可自锁保护.开展了开合轮组和开合手抓的运动学分析,最后进行了一系列实验,实验结果表明该巡检机器人线上行走能力优秀,满足跨越简单障碍物的要求.

先支后插钢板桩围堰施工技术在水中基坑施工中的应用

以海上深水中承台施工钢板桩围堰施工为例,通过对比传统钢板桩围堰施工技术和先支后插钢板桩围堰施工技术,研究得到先支后插钢板桩围堰施工工法。文章对该工法进行了详细介绍,通过实例应用证明该工法安全可靠,施工速度快,质量好且有更好的社会效益和经济效益。

输变电设备表面青苔生长特性

高湿度地区输变电设备外易受青苔等生物的污染。青苔对环境的适应性强,在温暖湿润、光照不足的条件下能够大量生长繁殖。青苔吸水能力强,表面形貌复杂,容易沉积污秽颗粒,进而威胁电气设备安全运行。从温度、光照和pH值等角度分析了青苔生长的影响因素。

便携适配型合环换电操作机构的研制

为提高配电网的安全性,利用电动操作机构进行合环换电已逐渐成为当前新型的智能配电环网柜的必备功能。然而大多数传统环网柜由于改造难度大尚未装配电动操作机构,众多分合闸动作仍需工作人员手动操作从而无法保证工作人员的人身安全。为此研制了一种便携式通用型环网柜远程智能操控装置,用于代替人工,完成各倒闸操作,从而降低安全事故发生的可能性。该装置采用便携式、模块化设计从而便于安装和拆卸。模块化的转接头设计能适用于电力系统中不同规格的环网柜,确保现有挂网运行传统环网柜的运行可靠性。该装置技术成熟后可广泛应用于各类型的老旧环网柜的遥控式电动分合闸操作,提高工作效率,避免人工现场近距离手动操作带来的人员安全风险,同时也可作为现有新型智能配电环网柜的应急操作装置,具有广泛的应用前景。

青苔对输变电设备电气性能的影响

青苔具有极强的环境适应能力,广泛分布于输变电设备表面,从而增大了输电线路发生闪络事故的风险。笔者研究了输变电设备表面青苔的生长及分布特性。青苔是一种绿球藻和真菌共生的低等植物,在温暖潮湿、光照不足的情况下可以大量繁殖,它的分布深受环境因素的影响。同时还研究了青苔对电气设备绝缘性能的影响,青苔本身对电气性能的影响不大,主要是通过吸收空气中的水汽和盐,从而降低了设备的闪络电压,威胁电网的安全稳定运行。