用折线法确定避雷针保护范围的防雷漏洞与改进

用现行折线法确定避雷针高度为h的保护范围,由于没有考虑h的有效保护范围的影响,单支h及两支等高h之间的保护范围均存在防雷漏洞。分析了这些防雷漏洞,并对折线法进行了改进:设h=30 m时h在0.5h高度处的有效保护半径为r_(h/2)=15 m,h的圆锥体及圆台体保护范围的地面有效保护半径分别为r_(01)=30 m,r_(02)=45 m,推导出当h>30 m时,h对圆锥体的保护角α′及h在任意高度处的保护半径r_(x)的计算公式;取D<2r_(01)或D<2r_(02)限制两支等高h的针间距离,按h_(0)=r_(01)或h_(0)=r_(02)为半径的圆弧确定两支等高h的针间保护范围。改进后随着h的增高,α′减小,r_(h/2)、r_(01)、r_(02)保持不变,单支h的保护范围被拉高变窄,单支h及两支等高h之间的保护范围均在h的有效保护范围之内,有效堵住了折线法的防雷漏洞。

某热电联产电厂双机组跳闸事故分析及解决措施

电网系统发生线路外部破坏事故时,某热电联产电厂双机组同时跳闸,引发全厂停电及1台锅炉发生干锅事故。对比两侧保护动作情况列出动作时序图,分析机组跳闸原因,提出解决措施。全面提高了该热电联产电厂机组的运行可靠性,降低了线路外部发生破坏事故时对电厂及电力系统的影响,保证了电力系统安全稳定运行。

预制综合管廊U盾架管机施工技术研究与应用

为探索预制综合管廊盾架一体化施工关键技术,提升预制综合管廊机械化施工水平及效率,以雄安新区某综合管廊项目为依托,对U盾架管机开挖、推进、调向等关键技术进行研究。通过构建U盾架管机推进受力模型,探索掌子面预留核心土对推进阻力的影响,得出不同断面管节所需的管节密封压紧力对应的核心土欠挖量,验证U盾架管机采用主顶油缸压紧管节密封的可行性;采用插刀、推板超欠挖进行辅助纠偏,联合主顶油缸、铰接油缸分组协同控制,将掘进姿态控制在±20 mm以内;针对U盾架管机平、纵断面折线转弯工况,采用可调节环宽的楔形过渡桥施工技术,实现最大7.7°水平折线转弯、70‰纵坡折线转弯;同时,对U盾部分与架管机部分在掘进、调向、管节安装过程中的协同施工技术进行研究。现场应用试验表明:U盾架管机施工可以满足预制综合管廊沟槽开挖、设备推进、掘进调向、管节安装等工序的一体化施工需求。

避雷器通流容量对220kV线路断线谐振过电压影响分析

本文作者针对220kV变压器出现的铁磁谐振过电压问题,分析了金属氧化物避雷器(MOA)通流容量对谐振过电压的影响作用。首先,搭建了包含站用变压器铁心非线性电感、断口电容和避雷器等元件构成谐振系统,从数学分析避雷器对断线谐振过电压的抑制机理;其次,根据实际系统参数搭建了220kV输电系统断线谐振仿真模型,分析了避雷器对过电压的影响作用,同时还考虑了不同断线位置、不同线路长度等工况对避雷器通流容量水平的影响,确定了容易引起避雷器击穿风险的断线故障位置和线路长度。研究结果不仅可以解释避雷器在晴好天气被击穿的事件原因,也可为避雷器选型及维护提供参考。

基于改进Faster R-CNN的输电线路断股识别算法研究

为解决输电线路断股图像识别不精确的问题,设计了一种基于改进Faster R-CNN算法的输电线路断股识别检测方法。该方法利用DenseNet121代替VGG16,并融合各密集块的输出特征;同时,采用Soft-NMS算法取代NMS算法来缓解重叠目标漏检的问题。实验结果表明,更换特征提取网络后,mAP达85.1%,且特征融合后的mAP达到了90.2%,相比改进前提升5.1%。采用Soft-NMS算法后,mAP提升了1.6%。最终改进后的模型mAP从80.8%提高到了92.5%,证明了改进后的算法能有效提高检测能力。

基于零序分量的电网断线故障分析

当线路发生断线故障时,断线相电流降为0,零序电流上升,零序功率为正方向。因此,基于零序分量的分析,继电保护可准确地识别出断线故障并动作跳闸,从而防止线路非全相运行。以一起断线故障为例,分析零序保护在断线故障中的识别和动作过程,以利于继电保护人员在电网发生跳闸事故时及时做出判断并进行处置。

基于机器学习算法的10kV配网断线故障定位方法研究

为减小10kV配网断线故障定位误差,提高定位准确性,利用机器学习算法,提出了一种全新的10kV配网断线故障定位方法。首先,利用数据采集设备,实时采集配网运行数据;其次,从采集到的数据中,选择与断线故障相关性较高、对断线故障敏感且区分度高的特征;在此基础上,利用机器学习算法,初步判定故障区段,进而在该区段内精确定位故障。实验结果表明,提出的方法应用后,断线故障定位最大误差值不超过0.09km,展现出卓越的定位精度和稳定性。

大跨度S形舞台升降台设计

针对大跨度S形舞台升降台设计中的难点进行分析,优选多组多点钢丝绳卷扬提升方式,采用双驱动系统同步驱动,并阐述多分段刚性传动轴的折线布置方法。结合工程实例提出经济、合理的设计方案,为此类设备的设计提供参考。

架空线路断股缺陷的轴向温升特性及识别方法

运行中的户外架空输电线路断股缺陷将引发局部过余温升,温度极大值出现在缺陷处,并向无缺陷区域迅速衰减。基于温度分布的红外热成像技术能识别断股缺陷程度,但不同的风速会显著影响观测对象表面温度,为红外热像检测带来困难。为研究低风速下架空线路断股处轴向温度分布,以LGJ-240/30钢芯铝绞线为例,在重庆大学输配电装备及系统安全与新技术全国重点实验室的人工气候室对其进行热循环试验。通过人工破坏制造断股缺陷,利用自制集风装置调节风速,交流大电流发生装置提供稳定的焦耳热源,得到断股数对线路缺陷背侧最大温升与轴向无缺陷区域温差的影响规律,并基于此提出风速为1~3m/s时,线路断股数红外识别方法,最后通过在雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站进行自然实验对该方法进行验证。结果表明:架空输电线路发生断股后,缺陷温度极大值与非缺陷区域正常温度的轴向温差随风速增大迅速减小;轴向温差θ和风速u拟合关系式中,描述传热项的拟合系数b随载流量、断股数增加而增加;在低风速条件且线路载流量为360、480及600A,断股数大于3时,通过提出的方法断股数识别准确率大于90.1%,断股缺陷识别率大于94%,解决了低风速下红外热巡检工程无法实施而错失最佳检修时间的难题,使线路检修效率大幅提高,从而保障电网安全稳定运行,对架空输电线路红外热巡检工程具有指导意义。

采样点数对圆柱体计算尺寸评定结果的影响

针对在进行圆柱体计算尺寸评定时采样点数选取的问题,对基于折线和弧线表征的圆周轮廓的计算尺寸进行了研究,提出了一种基于折线和弧线的圆周轮廓表征方法,建立了其周长和面积评定模型,分析了采样点数对圆柱体计算尺寸的影响。首先,对圆柱体轮廓要素的提取进行了阐述,确定了圆柱体径向尺寸的系统误差,并提出了基于折线和弧线表征的圆周轮廓周长、面积和体积的计算方法,建立了圆周轮廓的周长直径、面积直径和体积直径的评定模型;然后,对不同采样点数时,基于折(或弧)线的圆周轮廓周长计算值与(椭)圆周长之差、折(或弧)线的圆周轮廓面积计算值,与(椭)圆面积之差分别进行了理论计算;最后,采用7种采样点数分别对试样的圆周轮廓进行了采样,基于所建立的计算尺寸评定模型,对试样的周长直径、面积直径和体积直径进行了评定;并依据理论计算和实验,研究了采样点数对圆柱体计算尺寸的影响。研究结果表明:采用折线表征圆周轮廓时,采样点数对其周长直径、体积直径的评定结果影响较大,对其面积直径的评定结果影响相对较小;采用弧线表征圆周轮廓时,采样点数对其周长直径、面积直径和体积直径的评定结果影响均非常小。

分层土中盾构隧道掌子面极限推力研究

在盾构隧道开挖过程中,掌子面受力十分复杂,盾构机对掌子面的推力对维持掌子面前方土体的稳定起着关键性作用,为此,基于筒仓理论和极限平衡法,改进传统楔形体模型,考虑盾构隧道掌子面处土体分层对掌子面极限推力的影响,建立折线型滑动模型,推导掌子面极限推力的计算公式。依据实际工程建立相应的数值模拟模型,并对计算公式中各参数敏感性进行分析。研究结果表明:考虑掌子面土体分层时极限推力的数值模拟解与由本文所得公式计算的理论解误差很小,验证了本文所述模型和计算方法的可靠性与准确性;掌子面极限推力随隧道埋深和直径增加而增大;分层土中引起极限推力变化的主要土体是上层软弱土;盾构直径越大,土体黏聚力和内摩擦角对极限推力的影响越大,且内摩擦角对极限推力的影响更显著;当盾构直径较小时,土体黏聚力和内摩擦角对极限推力的影响较小。

带钢板暗支撑叠合板式剪力墙恢复力模型研究

大量的研究结果表明,在叠合板式剪力墙中引入钢板暗支撑能够有效提高叠合板式剪力墙的抗震性能。为了指导该种带钢板暗支撑叠合板式剪力墙的抗震设计,利用已有的带钢板暗支撑叠合板式剪力墙的试验数据,基于四折线骨架模型,对开裂点、屈服点、峰值点、极限点的荷载、位移及刚度进行计算分析,同时采用逐步回归分析得到了残余位移计算模型,进而构建了带钢板暗支撑叠合板式剪力墙的恢复力模型。通过与试验结果的对比发现:建立的四折线骨架模型获得的各受力阶段的荷载、位移及刚度与试验结果吻合良好,提出的逐步回归分析得到的残余位移模型可以较好地预测带钢板暗支撑叠合板式剪力墙各加载循环的残余位移,因此,文中提出的恢复力模型与残余位移模型能够较为真实地反映带钢板暗支撑叠合剪力墙的滞回特性,可为其抗震设计提供理论依据。

折线型复合式滑坡渐进破坏稳定性状态的力学判别

折线型复合式滑坡各区段岩土体性质及应力状态的差异加剧了稳定性判别的难度,以该类滑坡为对象,研究其渐进破坏稳定性状态演化的力学判别。结合滑带土应变软化特性构建滑坡力学模型,将其渐进破坏过程划分为8个演化阶段,并依据静力平衡条件及传递系数法建立与之对应的稳定性计算方程,以示滑坡渐进发展中由首尾向中部区段间的荷载传递机制,揭示滑坡局部和整体所受荷载、应力分布与稳定性状态间的量化差异及演变规律。研究结果表明:演化初期滑坡稳定性降幅较小,当渐进破坏发展至中部锁固段时,滑坡稳定性开始大幅衰减。处于滑坡自主助力阶段之前于首尾两端布设的防治工程将是节能高效的,若处于该阶段内则需结合扰动荷载传递位置及自主荷载积累的大小来判定防治部位,错过该治理关键阶段应考虑以锁固段的稳定为主。

10 kV绝缘架空线路雷击断线仿真分析

为研究10 kV架空绝缘线路雷击断线机理,基于COMSOL建立绝缘导线烧蚀模型,对导线受到雷电流和工频短路电流时的烧蚀状况进行仿真,然后建立导线受力模型,分析导线被烧蚀时的受力情况。根据仿真结果,雷电流仅在导线绝缘层留下一击穿孔;若不考虑外力影响,工频电弧能在1.3 s内将绝缘导线烧蚀熔断。绝缘导线的力学仿真结果显示,导线在烧蚀处的张力发生突变,并且受到线间电动力及电弧电磁推力的作用。结合理论分析得出雷击断线的主要原因是导线在热学及力学共同作用下发生塑性形变及脆性断裂,造成断线,断口介于塑性断裂和脆性断裂之间。该仿真研究可为10 kV架空绝缘导线的防雷提供参考。

接触网断线落在碳纤维车体的过电压仿真分析

电气化铁路运行环境的复杂性使接触网存在断线的可能,断开的接触网导线落在动车表面容易形成车体过电压。为了评估碳纤维动车车体由于导电性劣于传统铝合金车体而引起的过电压危害,基于某公司设计的半碳纤维半铝合金司机室车体结构,建立了动车组浪涌过电压电路模型。通过仿真求解接触网断线落在动车司机室车顶时司机室不同位置浪涌过电压的传输特性,得到车体过电压最大幅值26 kV,在60μs内快速衰减,对车载电子设备造成安全隐患,并提出将车载设备的接地线缆直接连接在车厢的接地碳刷附近,为司机室车体的过电压防护设计提供理论依据。

基于Model Builder的圆弧自动化折线技术在勘测定界中的应用研究

研究了土地勘测定界工作中圆弧如何转换为折线的技术方法,该技术方法基于Model Builder,实现了圆弧转折线的自动化操作,解决了人工进行圆弧转折线费时费力的缺点,大大提高了圆弧转折线的效率。该方法不同于只能用程序语言实现圆弧折线化的技术研究,不擅长程序二次开发的技术人员可以快速掌握,还可以为同行提供相关技术方法借鉴,以化解工作中遇到的同类难题。

风力发电机组叶片引下线断线检测技术

叶片引下线断裂检测是风力发电机组叶片定检的常规检测项目之一,风机叶片引下线如出现断裂故障没及时发现,将直接威胁风机的安全运行。目前,在风电行业叶片引下线断线检测普遍采用欧姆法进行检测,存在检测效率低、检测成本高、安全性差等问题。为改善风力发电机组叶片引下线断线检测技术,相关高校对检测方法和仪表技术进行了研究,提出了以行波法为代表的新检测方法。从行业应用的角度对当前关于叶片引下线断裂故障检测技术进行分析,从检测原理、技术特点、仪表状况等方面比较各种方法的优缺点。对风力发电机组叶片引下线断线检测技术的未来发展趋势进行了展望。并探究了叶片引下线断裂在线检测的方法,更好地满足当前迅速发展的风电行业,极大程度地保护了运维人员的人身安全。

折线边坡在露天煤矿应用研究

在对露天煤矿产生滑坡原因分析的基础上,总结实际正在建设的露天煤矿发生的滑坡事故,根据该项目独特的地质条件、煤层覆存条件、自然条件及项目发展中存在的问题,论述了折线边坡应用在安全稳定性上存在的优势,对减少投资、提前投产、安全治理等方面都有重要意义。

折线形胶凝砂砾石坝三维静力有限元分析

以贵州地区某中型水库工程胶凝砂砾坝方案为案例,建立折线形胶凝砂砾石坝及地基的三维有限元计算模型,模型中考虑地基和坝体材料的非线性特性、坝段间接触特性、地应力平衡等。基于ABAQUS三维有限元计算,研究该方案蓄水工况和施工期工况下建坝引起的地基应力变化及各坝段的变形情况,为该项目方案决策提供理论依据。经计算分析,断层破碎带和影响带附近的地基应力及坝体变形均较大,不能满足地基承载力要求和坝段变形控制要求,需提出工程处理措施或其他技术方案进行优化。该有限元计算结果对类似工程如折线形刚性坝、胶凝砂砾石坝以及宽断层破碎带筑坝具有一定的借鉴意义。

以断线前后线电压相量的变化特征为判据的配电网断线故障检测方法

配电网深入用户侧,运行环境复杂,种种因素会导致配电网线路断线故障。断线故障相对于短路故障特征不显著,监测装置不容易察觉到。文章讨论的配电网断线故障检测方法是基于故障前后线电压相量变化情况为判据来判断断线点位置的方法。此方法相对于以负序电流变化情况为判据的方法、以零序电流幅值差为判据的方法,不存在配电线路轻载或空载时失灵的问题和数据的同步采集问题,提高了断线故障检测的准确度。