基于非线性超声的电缆硅橡胶界面压力检测方法

电缆附件与本体之间的界面压力对电缆长期稳定运行起决定性作用。针对压力传感器测量法会损坏界面绝缘特性的问题,提出一种基于非线性超声的电缆硅橡胶界面压力无损检测方法。首先对超声波在硅橡胶-交联聚乙烯界面的传播特性进行分析,得到非线性系数与界面压力的关系。然后基于脉冲反射法搭建非线性超声试验平台,以平板硅橡胶和交联聚乙烯为研究对象,对其界面压力进行非线性超声检测。理论与试验结果均表明,随界面压力增大,界面一次回波幅值减小,回波时间减小,非线性系数增加。该结果表明非线性超声可以有效评价电缆硅橡胶复合界面压力状态,为后续电缆附件曲面结构的界面压力检测提供有力支撑。

风力发电机叶片防除冰涂层(二):温升数值计算及防除冰性能

针对电热超疏水涂层覆冰过程中表现出的三类不同冰层形貌,该文建立了电加热融冰数值计算模型,并对仿真计算结果进行了相应的试验验证,验证结果与仿真结果基本一致,该模型能有效模拟融冰过程和温度分布。临界融冰功率的计算结果表明,电热超疏水涂层融冰所需功率大于非超疏水电热涂层,尤其在乳突状冰层出现后,融冰功率将大幅增加。电热超疏水涂层防冰试验结果表明,在雨凇覆冰环境中,超疏水性能单独作用时,叶片在覆冰前期能延缓覆冰;电热性能与超疏水性能共同作用时,叶片无覆冰形成。电热超疏水涂层用于风力发电机防覆冰具有较好的效果,但用于覆冰后的融冰时将需要更多的能量。

10 kV电缆接头局部放电趋势分析及预警方法研究

电缆接头是局部放电频发的位置,针对目前对局部放电趋势研究的不足和预警不及时的问题,提出了一种基于Mann-Kendall检验法和长短期神经网络(LSTM)的局部放电的趋势分析和预警方法。为了清晰地揭示局部放电数据的趋势特征,文中采用Mann-Kendall检验法对采集的暂态地电压(TEV)数据进行处理,定量计算趋势变化及突变点检测。文中提出基于Mann-Kendall检验法和LSTM算法的综合预警模型,该模型利用LSTM预测TEV序列幅值,并用Mann-Kendall计算预测值的趋势参数,通过综合考虑TEV幅值大小和趋势参数实现了电缆接头局部放电主动预警。算例结果表明,Mann-Kendall能清晰揭示局部放电变化趋势,LSTM对局部放电数据预测效果良好,基于二者构建的预警模型能较好地对局部放电进行预警。

虑及互耦效应的线缆辐射EMI建模

并行布线结构的开关电源线缆是开关电源辐射电磁干扰EMI(electromagnetic interference)的重要干扰源。针对并行线缆间辐射场互耦效应机理不明晰使得辐射电磁干扰预测不准确的问题,提出1种虑及线缆间互耦效应开关电源线缆的辐射电磁干扰模型。通过对描述线缆互耦效应的互阻抗建模,得到描述开关电源线缆辐射特性的辐射EMI输入阻抗模型,进而得到虑及互耦效应开关电源线缆的辐射EMI模型;搭建辐射EMI测试实验平台进行测试。实验结果表明,所提虑及互耦效应的辐射电磁干扰模型能够更为准确地预测开关电源线缆的辐射电磁干扰。

高压XLPE电缆缓冲层缺陷研究现状综述

高压交联聚乙烯电缆因缓冲层缺陷引发的故障频发,已严重威胁到电力系统的安全运行。本文首先介绍了缓冲层的基本结构和作用,并在此基础上梳理了目前国内外对于缓冲层失效的相关研究;其次从缓冲层的材料特征和内部结构等角度结合电场仿真来分析缺陷发生的主要原因;之后对缓冲层缺陷中出现的白色粉末绝缘性能和理化特征进行总结,并提出其形成机理;最后对缓冲层缺陷的检测手段进行汇总,提出使用计算机断层成像技术对电缆缓冲层缺陷进行检测以弥补现有检测手段的不足,并建议对铝护套及缓冲层的材料或结构进行优化,以预防缓冲层缺陷的生成。

基于灰色系统理论的电网工程绿色建造模糊综合评价模型

为贯彻落实绿色发展理念,提升现有电网工程绿色建造评价方法的全面性、系统性以及客观性,提出了一种基于灰色系统理论的模糊综合评价模型。通过研究影响电网工程设计、施工与交付等环节的重要绿色评价因子,构建了多层次的绿色建造评价指标体系。并基于灰色系统理论确定指标权重,建立了多层级模糊综合评价模型。同时选取电网工程案例来进行验证,证明了该模型能够科学、合理地确定各指标的权重,从而为电网工程绿色建造评价及不断优化提供了支撑。

基于时域BLT方程的带绝缘线缆束场-线耦合模型

为研究外场辐照下复杂线缆系统(多导体、非线性负载、带绝缘层)终端电压/电流时域响应特性规律,提出了复杂线缆束在入射场激励下的终端响应建模方法。研究在时域内重塑多导体BLT方程,在兼顾计算效率、易于向线缆网络扩展的基础上,解决了线缆束端接非线性负载的终端时域响应求解问题;并通过引入介质层系数,修正了BLT方程源矢量项,解决了常规BLT方程忽视绝缘层对入射场畸变效应而导致的误差问题。最后,将计算结果同时域有限差分法和有限积分法计算结果进行对比,验证了模型在处理复杂线缆场线耦合问题上的准确性。

太阳能光伏电缆标准的分析

对太阳能光伏发电系统及电缆进行了概述,对国内外太阳能光伏电缆标准进行了比较,对太阳能光伏电缆击穿案例进行了分析,并提出太阳能光伏电缆标准的完善方向和未来展望。

10 kV电缆中间接头绝缘用硅橡胶内部典型缺陷的超声信号表征方法

电缆中间接头的绝缘状态对电缆安全稳定运行起重要作用。针对太赫兹成像技术的不成熟和有限元分析法的局限性,本文提出一种电缆附件硅橡胶内部典型缺陷的超声信号表征方法。首先通过仿真设计硅橡胶中不同类型的典型缺陷,然后对超声检测仿真中接收的反射回波进行时域特征量和相关性分析,得到时域波形特征量与缺陷尺寸、角度的相关系数。最后基于脉冲回波法搭建超声试验平台,对含缺陷的平板硅橡胶样品进行超声检测试验。结果表明:硅橡胶内部缺陷的尺寸、角度与一次回波的振幅峰值具有良好的相关性,且相较于气泡类缺陷,裂纹类缺陷检测结果受缺陷角度的影响更大,不同角度缺陷的振幅峰值差异较大。说明超声信号可以有效表征电缆附件硅橡胶内部典型缺陷。

电、热、力仿真研究平滑铝护套高压XLPE电缆缓冲层设计

平滑铝护套电缆可有效规避皱纹铝护套电缆缓冲层缺陷,但目前国内对其缓冲层结构设计最优参数尚不明确。通过对绝缘膨胀进行计算、试验验证及公式修正,研究平滑铝护套电缆绝缘膨胀及间隙设计;建立平滑铝护套电缆仿真模型,分析有无空气间隙对电场分布的影响,以及不同缓冲层厚度对平滑铝护套电缆温度、热应力分布的影响;建立平滑铝护套电缆简化结构四点弯曲仿真模型,研究在重力作用下其机械应力分布。结果表明:综合重力、绝缘膨胀等因素,220 kV 1200 mm^(2)平滑铝护套电缆缓冲层和铝套之间的负间隙大小建议设计为1.3~1.6 mm。在平滑铝护套电缆缓冲层设计时,应在满足绝缘热膨胀的同时尽可能减薄缓冲层的厚度,提高电缆载流量,避免铝护套承受过大的热应力。

电化学方法下的聚β-环糊精吸附苯胺特征

聚β-环糊精(聚β-CD)是通过电化学合成法制备的一形状类似β-环糊精(β-CD)锥筒型的β-环糊精聚合物。苯胺是一种危害较大的环境污染物之一,聚β-CD包合吸附苯胺(An)的机制研究对今后聚β-CD去除苯胺具有重要的意义。在298.15~323.15 K的温度范围内,以电聚合法合成的聚β-CD/聚苯胺(PANI)复合材料的荷电量为吸附量,通过6种吸附等温模型(Langmuir、Freundlich、Langmuir-Freundlich、Temkin、Henry和BET)和4种动力学方程(准一级动力学、准二级动力学、颗粒内扩散及Elovich方程)的拟合,考察了聚β-CD包合吸附苯胺过程中的等温模型及其吸附动力学特征。结果显示,在此温度范围内,Langmuir-Freundlich、Temkin等温吸附模型适合描述聚环糊精对苯胺的包合吸附,说明聚β-CD包合苯胺是单分子层与多分子层吸附共存,且其吸附热与温度呈线性关系,吸附热随表面覆盖率增加而下降;准一级动力学模型更适合模拟聚β-CD包合吸附苯胺的反应过程,表明聚β-CD包合吸附苯胺以物理吸附为主,因此聚β-CD可以应用于苯胺的去除。

基于生成对抗网络的电缆局部放电异常自动监测设计

电力设备运行过程中,电缆绝缘损伤、内部缺陷、外部环境等因素容易造成电缆局部放电异常,进而引发电力事故和断电故障。为了及时、有效地监测电缆局部放电异常,在生成对抗网络环境下完成电缆局部放电异常自动监测。根据电缆内部结构分析电缆局部放电原因,利用生成对抗网络重构插补缺失数据,获取完整电缆运行数据。建立随机矩阵,获取电缆运行数据的概率密度函数,提取特征向量,构建特征指标矩阵对特征向量实施奇异值分解,辨识电缆局部放电状态,实现电缆局部放电异常的自动监测。实验结果表明:所提方法在提取电缆局部放电信号脉冲时波形振动幅度小且波形完整;电缆局部放电位置定位与实际位置一致;电缆局部放电位置的相对误差低于1%。

高压电缆用交联聚乙烯绝缘材料

聚乙烯材料具有优良的介电性,其作为高压电缆绝缘材料的应用愈加广泛。但交联聚乙烯的导电性会随着电荷积聚以及温度梯度出现明显的变化,影响绝缘材料性能的发挥。本文综合分析了交联聚乙烯材料在高压电缆中的研究重点,希望能够为未来交联聚乙烯下料的进一步改性提供参考。

建筑直流电缆的研发与应用

随着实现“双碳”目标关键技术“光储直柔技术”的发展,建筑直流配电系统亟需与之配套的直流配电电缆。通过对建筑直流电缆在研发和应用等方面的梳理,分析直流配电系统电缆应用现状和存在问题,提出建筑直流配电系统应采用专用的直流电缆。

民用建筑阻燃电缆型号标注问题探讨

在介绍国家认证认可监督管理委员会、中国质量认证中心和四川消防研究所2024年分别发布的文件精神对阻燃电线电缆型号标注作出规定基础上,就与阻燃电缆相关的国家标准GB/T19666-2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》和GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》进行对比分析,提出民用建筑阻燃电缆选型及标注的建议。

石墨烯/涤纶导电纤维的制备与性能研究

为了研究涤纶纤维(PET)在不同配比的石墨烯导电浆料浸渍并烘干后对其导电性能的影响,以机械法制备的1μm~3μm的石墨烯作为导电相,采用聚酯树脂作为粘结剂制备石墨烯导电浆料,随后将经过去油粗化处理的涤纶纤维浸渍在石墨烯导电浆料中浸渍一定的时间,后取出烘干从而制备出石墨烯导电纤维。采用电阻测试仪对制备出的不同导电纤维单位长度的电阻进行测试,采用单纤维强力仪测试其力学性能,采用同步热分析仪测试其热力学性能。研究表明∶该涤纶导电纤维在二次浸渍纤维能使纤维的导电性和均匀性有所提升,在加入去离子水90 g、分散剂0.75 g、聚酯树脂为WPU608以及石墨烯与聚酯树脂的比为5∶1导电性能达到最佳且为0.565Ω·cm。

基于TCN-BiLSTM网络的电力电缆故障诊断

为了提升电力电缆故障诊断技术的准确率,解决传统电力电缆诊断过程中操作复杂、可靠性低和精准度不够等问题,提出了一种基于TCN和BiLSTM的电力电缆故障诊断方法。该方法的核心是使用Matlab/Simulink搭建三相电缆的仿真模型,按照电缆的实际参数设置模型,然后提取出电缆的四种短路故障:单相接地短路、双相接地短路、双相相间短路以及三相短路的电压信号。构建电缆故障样本集,搭建TCN和BiLSTM网络对电缆故障信号进行特征提取和序列捕捉,通过与TCN网络和CNN-BiLSTM网络进行实验对比,以及对从淮南某煤矿采集到的数据进行验证,证明该方法对电缆故障诊断具有良好的性能。

局放检测技术在电力电缆故障在线监测中研究及应用

局部放电检测是评估交联聚乙烯电力电缆(Cross Linked Polyethylene Cable, XLPE)绝缘状况的重要手段。文中研制了一套应用于中压XLPE电缆的局部放电在线监测系统,详细阐述了其工作原理、硬件组成、软件设计及实现方案。该系统通过监测XLPE电缆接地线中的局部放电信号,来综合评估XLPE电缆的绝缘状况。现场运行结果表明,该系统稳定、可靠。

基于ATP-EMTP的海上风电送出海缆工频过电压仿真分析

海底长电缆线路的充电电容较高,在不同的运行工况下会产生较严重的过电压,而在高抗退出运行情况下,陆上架空送出线路故障产生的过电压会传送至海底电缆。结合工程实际,基于ATPEMTP软件对某海上风电场220 kV送出海缆及架空线路进行建模,对不同运行工况下送出海缆工频过电压、送出架空线路短路故障及断线故障时的海缆工频过电压进行仿真计算,结果表明,合理的高抗配置方案可有效降低海上风电送出海缆的工频过电压水平。

功率器件封装用Cu-Sn全IMC接头制备及其可靠性研究进展

随着功率半导体器件的服役环境越来越恶劣,以碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体凭借其优异的高温性能成为行业应用主流。但目前尚缺乏与之相匹配的低成本、耐高温的互连材料,成为了制约行业发展的瓶颈。Cu-Sn全金属间化合物(IMC)因其成本低、导电性好且满足低温连接、高温服役的特点被认为是理想的SiC芯片互连材料之一。针对功率半导体器件封装,对国内外近年来Cu-Sn全IMC接头的制备方法和可靠性进行了分析和综述,并讨论了目前亟待解决的问题和未来的发展趋势。