轻质高绝缘复合芯体制备及其在66 kV复合横担中的应用

随着“双碳”战略的逐步落实,新型复合材料横担正逐步代替铁制横担,在电力线路中的应用日益广泛。文中制备得到密度为1.1 g/cm^(3)的66 kV轻质高绝缘复合绝缘横担,并对其进行吸水率、染料渗透、水扩散泄漏电流、击穿强度、热诱导、机械及电气试验。试验结果表明:填充芯体材料样品的质量吸水率为0.141%,水扩散泄漏电流小于103.3μA,交流击穿强度大于71 kV/cm,各项性能指标均达到DL/T 1580—2016棒形复合绝缘子用芯棒技术规范对于理化性能、电气性能及机械性能的标准要求,样品及横担整体无明显缺陷,横担耐老化性较好。同时,轻质高绝缘复合绝缘横担微观界面结合良好,绝缘性能优于传统实心横担,满足新型电力系统清洁低碳、安全可靠的应用需求。

10 kV配网耐张型复合绝缘横担研究综述

复合绝缘横担具有轻质高强、绝缘可靠性高且防雷效果优异等特点,正逐步在10 kV配电线路中得到推广应用。围绕配网耐张型复合绝缘横担结构设计、耐久性研究及性能测试三个问题,首先综述10 kV配网耐张型复合绝缘横担的发展现状,指出研究必要性,进而针对其设计依据、现有设计型式、以疲劳振动老化为代表的耐久性研究进展及关键性能测试与评估展开论述,同时分析目前存在的问题及有待解决的困难,最后结合应用情况进行总结与展望,以期为配网耐张型复合绝缘横担的结构优化、性能提升以及后续大规模应用提供参考。

水分侵入下复合绝缘横担FRP/RPUF界面的老化特性研究

为研究水分侵入下复合绝缘横FRP/RPUF界面的老化特性,制备了FRP/RPUF界面试样,采用湿热老化方法加速水分在FRP/RPUF界面中的侵入与破坏进程;通过吸水率、剪切强度及泄漏电流测试结果,结合SEM、FTIR和TGA等表征技术,分析水分侵入下担FRP/RPUF界面的老化特性。结果表明:水分侵入会使FRP/RPUF界面受潮塑化,并使界面剪切强度降低、泄漏电流增大,但上述破坏作用会随着水分散失而减弱;水分还会使FRP/RPUF界面材料发生水解反应,造成局部缺陷,同时使杂质离子增多,进一步破坏界面的力学性能与电气性能。

交叉耦合馈电的小型化八臂缝隙螺旋天线

研究了一种应用于卫星导航终端的小型化交叉耦合馈电八臂缝隙螺旋天线。八条缝隙螺旋臂作为天线的辐射单元,蚀刻在FR4介质基板构成的方形柱状结构的外表面。馈电网络为上、下相互正交四分之三圆环的交叉偶极子微带线结构,延伸至了外表面且实现了交叉耦合馈电。天线尺寸为0.082λ0×0.082λ0×0.130λ0(λ0为中心频率1.561 GHz对应的自由空间波长),实测结果显示,|S11|≤-10 dB的阻抗带宽为1.554 GHz~1.591 GHz,3 dB轴比带宽为1.535 GHz~1.594 GHz。在北斗卫星导航系统B1频段中心频率(1.561 GHz)和全球定位系统L1频段中心频率(1.575 GHz)处的增益分别达到了2.56 dBi和2.75 dBi。该天线采用八臂缝隙螺旋和交叉偶极子臂耦合馈电相结合的结构,实现了较好的圆极化性能,同时具备宽频带和小型化的特点。

基于ADAMS/Car的电动赛车双横臂前悬架运动学优化

不等长独立双横臂悬架具有卓越的操纵稳定性,但结构复杂,成本较高,在高档汽车和赛车中具有很广阔的市场。文章旨在通过ADAMS仿真软件,对电动赛车前悬架进行优化设计,通过构建不等长独立双横臂前悬架模型,核对相关参数,并进行仿真分析,深入研究了定位参数的变化趋势。基于分析结果,成功优化了前悬架设计,提高了赛车的操纵稳定性。这一研究不仅为赛车前悬架的优化提供了理论依据,也为高档汽车和赛车市场带来了技术革新,展示了优化设计的可行性和有效性。

110kV双回路新型复合横担输电塔受力性能研究

为研究110kV带二分拉杆的FRP复合横担双回路输电塔受力性能,采用有限元软件ANSYS建立复合横担塔分析模型,了解不同工况下输电塔的受力状态,对整塔位移和杆件轴力进行分析,得到各种荷载组合情况下的塔体受力情况,并与角钢塔对比。结果表明:复合横担塔以90°大风工况为控制工况;各工况作用下,钢构件的最大应力约为300MPa,位于塔腿主材处,复合材的最大应力约141MPa,位于复合材料拉杆处,塔体应力在安全裕度内,满足强度要求。

水分侵入对复合绝缘横担FRP/RPUF界面影响的有限元及分子动力学仿真研究

复合横担在高压输电工程中广泛应用,近年来却多次发生水分侵入导致包含FRP/RPUF界面的复合横担失效事故。为此结合有限元仿真、分子动力学仿真获得了水分侵入下复合横担界面劣化机理:初期水分在内外浓度差的驱使下侵入材料内部,逐渐达到饱和后,吸水以通过氢键重组的方式与界面的亲水基团结合的化学吸湿为主;随后由于界面在长期界面失配应力以及化学分解等作用下产生了裂纹、细缝等水分子团簇通过通道,水分主要通过这类通道侵入复合绝缘横担内部。

基于改进灰狼算法的交叉滚子轴承自动装配机械臂轨迹规划

针对交叉滚子轴承人工装配存在的效率低、成本高和误差大等问题,设计一种4自由度机械臂,可对交叉滚子轴承进行自动装配。为提升机械臂的工作效率,以时间为适应度函数,提出了一种基于3-7-3多项式插值函数的改进灰狼算法(Improved Gray Wolf Optimizer,IGWO)对机械臂运动轨迹进行优化;该算法用非线性控制因子替代线性控制因子,并与天牛须搜索(Beetle Antennae Search,BAS)算法相结合,能够避免陷入局部最优,提高算法的求解效率和精度。仿真结果表明,与灰狼算法(Gray Wolf Optimizer,GWO)相比,改进灰狼算法运动时间缩短了17%,效率得到明显提升,且各个关节的轨迹曲线光滑连续。研究为机械臂的后续运动控制等奠定了基础。

三臂越障输电线路中的封网机器人设计与实现

阐述三臂越障输电线路封网机器人中的行走模块、夹紧模块和越障模块设计,分析机器人的实践应用。该机器人的应用可以初步实现在输电线路中替代人工进行封网作业。

碳纤维麦弗逊悬架控制臂铺层优化

根据3种极限工况的悬架硬点载荷,结合复合材料经典层合板理论和对称平衡的铺层设计方法,开展复合材料控制臂的纤维铺层角度设计,并使用OptiStruct软件以1个超级层关联4个单层铺层的方法进行铺层优化设计。进而通过拓扑分析的方法获得需要加强的区域,利用铺层尺寸优化方法对控制臂进行形貌优化设计,在满足使用要求的前提下实现较原金属结构减重64%。提出一种非均匀截面结构的铺层优化方法,对复杂截面复合材料结构铺层优化具有一定的指导意义。

10kV线路防雷击及污闪的绝缘塔头和横担

为了提高绝缘水平,增大放电路径,有效防止雷击跳闸及污闪事故,解决10 kV配电线路易发生雷击闪络或雷击断线、污闪及其他原因闪络的问题,试验研究了配电线路防雷击、污闪的绝缘塔头和横担,并对针式绝缘子与绝缘横担的组合绝缘体进行了相关的电气和机械性能试验。试验结果表明,采用绝缘横担与绝缘子组合,可显著提高雷电闪络电压和污闪电压及配电网的安全运行水平和供电可靠性,简化配电线路带电作业程序。

10kV小电阻接地系统单相接地故障时的跨步电压仿真与实验研究

围绕某市10 kV配网改消弧线圈接地为小电阻接地系统的工程,对馈线首末端发生单相接地故障时的接地故障电流进行了计算分析。采用四层土壤模型,对馈线发生单相直接对地短路时的跨步电压分布进行了有限元仿真计算;并对馈线首末端均发生单相直接对地短路以及单相经横担对地短路时的跨步电压进行了实验研究。仿真与实验结果的对比表明两者基本保持一致。最后提出了降低跨步电压对人身安全的威胁的措施。

500kV绝缘横担杆塔电气性能分析

随着国家加大超/特高压输电线路的建设力度,对输电线路杆塔的绝缘性能要求也越来越高。结合绝缘杆塔的国内外研究应用现状,提出绝缘杆塔的结构型式;以绝缘横担杆塔为例,参考500 kV单回路酒杯型杆塔,计算了绝缘横担杆塔和普通铁塔的绝缘水平,并在此基础上分析了两者在电气性能上的差异;从减少绝缘子片数和缩短横担长度2个方面分析了其对绝缘杆塔电气性能的影响。研究结果表明:绝缘横担杆塔在工频电压、操作过电压以及雷电过电压下的绝缘裕度都要高于普通杆塔;要实现绝缘杆塔安全性和经济性的统一,可以在减少绝缘子片数的同时适当缩短绝缘横担长度。

长横担输电塔风致薄弱部位及加强措施

以沿海地区某220kV长横担角钢输电塔为原型,通过气弹模型风洞试验考察结构的气动失稳趋势及薄弱部位,结合数值分析研究抗风加强措施.塔头部位由于不利的气固耦合效应,在高风速下出现了较明显的弯扭耦合振动现象;塔身下部长斜材在风振激励下,产生局部振动,面外位移增大,易引发构件的压弯破坏.分别采取增强塔头斜材和增设横隔面等措施对原结构进行抗风加强设计.后续试验结果和理论计算均表明:加强横担之间的斜材对减小塔头扭转振动的效果明显;在长斜材节段处增设横隔面可以抑制局部振型的提前出现,有效地降低斜材的压弯应力,从而提高整塔的极限承载能力.

750 kV酒杯型复合横担杆塔电场仿真计算及电晕试验

750 kV酒杯型复合横担杆塔的横担部分同时承受电气和机械荷载,其运行电压等级高,绝缘结构复杂,电位、电场分布不均匀,影响线路长期稳定运行。以750 kV酒杯型复合横担杆塔为研究对象,应用三维有限元分析方法,建立了750 kV酒杯型复合横担杆塔的三维仿真模型,计算了各相复合横担在不同方案下的电位、电场分布,设计了各相复合横担的均压屏蔽装置,优化了均压屏蔽装置的结构参数。电场计算结果表明优化后的均压屏蔽装置能使复合横担各关键位置电场强度满足控制要求,真型塔头电晕试验结果表明复合横担绝缘子及金具在1.2倍试验电压下未发现可见电晕放电,可应用于实际工程。

输电线路杆塔横担及斜材等效模型研究

为了对雷击杆塔时的波过程进行分析,在已有杆塔主体等效模型基础上,研究了杆塔横担及斜材的等效模型。运用平行多导体等效阻抗的相关理论方法对杆塔横担的等效模型进行分析,通过在杆塔主体等效阻抗模型基础上乘以斜材修正系数的方法对杆塔斜材的等效模型进行分析,斜材修正系数包含的电容及电感修正系数分别通过分析斜材引起的电场能量及磁场能量变化来计算得到。计算结果表明,电容及电感修正系数分别为0.9895及0.8360,同时推导出斜材修正系数为0.8272。按照得到的杆塔横担及斜材等效阻抗模型计算方法,对500kVSZC3型杆塔模块化划分,建立了其雷击波过程分析研究时的等效阻抗模型。

750kV输电线路复合横担均压特性

复合横担首次应用于国内750 kV线路,由于电压等级高,结构复杂,均压、均场问题突出,需要对其均压特性进行深入研究。运用三维有限元分析软件ANSYS,考虑杆塔、大地、导线以及相间影响等因素,计算了复合横担在不同设计方案下的电位、电场分布,研究了中间法兰以及横担端部配置均压环、屏蔽环对复合横担电位分布的影响,对比了750 kV线路直线塔绝缘子串与复合横担的电位分布。复合横担最终选择在最初设计方案的基础上取消悬垂串、增加横担长度并配置合理的均压屏蔽装置的方案,其电位分布优于750 kV线路直线塔。经过中国电力科学研究院电气试验验证,复合横担电气性能良好,满足运行要求。

复合绝缘横担界面特性检测研究现状

随着我国电网建设的深入推进和持续发展,复合绝缘横担因其独特的优势受到广泛的关注。然而其在国内外尚处于起步阶段,运行数量以及运行年限有限,对于复合绝缘横担界面问题研究尚不充分。为保证电网安全运行,进行复合绝缘横担的界面特性的研究具有十分重要的意义。该文综述目前复合横担发展现状与进展,结合绝缘界面评估的相关基础,分析复合绝缘横担界面类型与界面问题产生的原因。对界面的宏观与微观检测方法进行综述,对各种检测方法的适用性及有效性进行分析,同时介绍相应的界面模型,并对复合横担界面特性检测进行总结和展望,以期能为复合绝缘横担未来的大范围应用与推广提供借鉴。

基于模糊滑模控制的双6-DOF机械臂协同控制方法

目前,双机械臂搬运系统的传统搬运策略存在搬运效果差、双机械臂同步性较差等问题,同时双机械臂的轨迹规划只针对末端轨迹,并未考虑运动状态下机械臂关节处产生的力矩。通过建立UR5机械臂的模型,分析双机械臂搬运状态的运动特点,建立了一种新的基于模糊滑模控制的双机械臂协同控制方法。首先通过对双机械臂建立运动学闭链约束关系,使得双机械臂能够实现期望轨迹运动,其次建立双机械臂的相邻误差交叉耦合同步策略,意在解决双机械臂之间的同步性问题,最后提出的模糊滑模控制策略,通过建立滑模面和滑模趋近律,实现机械臂的轨迹跟踪效果与关节处的控制输入稳定。最后通过对UR5机械臂进行滑模控制仿真,验证了该策略的可行性。

全方位角度风作用下铁塔风荷载分配系数特性研究

准确确定铁塔风荷载是输电铁塔设计的关键一环,全方位角度风荷载分配系数的选取是否合理将直接影响到铁塔的设计指标。在对规范中塔身、横担风荷载的计算原理进行梳理和分析的基础上,通过对IEC 60826和BS 50341规范中关于塔身和横担风荷载的剖析,推导了线路前后侧塔身和横担360°风吹时角度风荷载分配系数计算公式,给出了不同正侧面投影面积比值时的角度风荷载分配系数,分析了分配系数的特点。通过对比研究揭示了塔身和横担角度风荷载分配系数的特点,研究结果可作为输电杆塔抗风设计的一种参考。