基于HHT的绝缘子泄漏电流分析及放电状态分类识别

泄漏电流是污秽绝缘子在线监测参数,能动态地反映绝缘子表面的放电状态。文中开展了瓷绝缘子人工污秽放电试验,利用Hilbert-Huang变换分析了不同污闪阶段的泄漏电流固有模态函数分量、Hilbert边际谱与时频熵,从时频域及波形细节提取了15个特征量,使用主成分分析法与最小二乘支持向量机分类器对污秽放电状态进行识别。结果表明:起始放电阶段与闪络阶段的泄漏电流固有模态函数分量较多;泄漏电流的Hilbert边际谱上频率主要分布在0~150 Hz、200~250 Hz范围内;闪络前泄漏电流的时频熵值总是大于闪络后的;当训练样本数为测试样本数5倍及以上时,分类器的综合评判准确率可达99%,准确实现了污秽放电状态的分类识别。文中研究结果可为建立绝缘子污闪预警系统提供依据。

基于EWT-FE分析联合改进SVM算法的GIS局部放电诊断方法

为提高气体绝缘组合电器(Gas insulated switchgear,GIS)局部放电类型诊断的精度,提出了一种基于EWT-FE结合IHPO-SVM算法的GIS局部放电诊断方法。为深度挖掘局部放电信号内部特征,利用经验小波变换(Empirical wavelet transform,EWT)结合模糊熵(Fuzzy entropy,FE)算法对信号进行分解,并提取有效特征量;为提高支持向量机(Support vector machine,SVM)算法自适应能力与分类识别精度,提出利用经过余弦衰减计算方法以及指数下降函数改进的猎人猎物优化(Improved hunter-prey optimizer,IHPO)算法对SVM算法参数进行优化选取;搭建GIS局部放电试验模型,建立基于EWT-FE信号分析结合IHPO-SVM的局部放电识别模型,对所提算法有效性进行验证。试验结果表明,所提算法GIS局部放电类型诊断精度均大于95%,优于传统诊断算法。

一起500kVGIL管母支柱绝缘子故障分析

为了分析某换流站的一起500 kV GIL管母支柱绝缘子故障,对故障GIL开展解体检查、结构原理分析、重力影响分析、导体膨胀仿真计算、绝缘子浇注工艺分析、绝缘子装配工艺分析等。通过研究分析,确定了GIL故障原因为三支柱绝缘子铝质金属表面与绝缘体之间存在微小间隙缺陷,在生产、运输、安装、运行等过程中小间隙逐渐扩展、劣化,最终导致击穿放电。最后从强化生产工艺控制、提升出厂检测标准、提高运输过程管控要求、加强现场超声波带电局放测试几方面提出改进建议,为后续GIL生产、运输、运维等方面提供借鉴。

基于主成分分析-支持向量机算法的绝缘子污秽太赫兹检测研究

为解决绝缘子污秽程度检测问题,提出了一种基于太赫兹时域光谱技术结合主成分分析-支持向量机模型的绝缘子污秽程度的非接触式检测方法。使用太赫兹时域光谱系统对不同污秽程度的人工污秽样本进行检测,获取样本的太赫兹光谱数据;提取样本的吸收系数用于主成分分析,建立支持向量机分类模型用于划分样本有无污秽、样本的污秽程度。结果表明,硅橡胶表面污秽程度在时域、频域、折射和吸收谱图上没有明显差异;基于吸收谱数据的主成分分析-支持向量机模型区分出有无污秽准确度为100%;基于吸收谱数据建立的支持向量机多分类模型对于测试集的识别准确率为92.5%。太赫兹时域光谱技术可应用于绝缘子污秽程度的检测,为绝缘子污秽程度的检测提供了新方法。

热力管线在综合管廊中的设计技术应用

综合管廊的发展为市政基础设施带来了广阔的发展空间。综合管廊因其可容纳多条管线的优点而得到大力推广和应用,特别是热力管线入廊,提高了供热安全性。通过分析热力管线入廊的技术特点,指出了热力管线在综合管廊中布置时应注意的问题,为热力管线入廊设计技术的应用提供参考。

一起220 kV输电线路支柱绝缘子断裂原因分析

针对一起220 kV输电线路支柱绝缘子断裂案例,通过对拆解后的绝缘子现场检查,并结合超声波探伤检测,对绝缘子断裂原因进行综合分析。结果表明:断裂的瓷支柱绝缘子瓷件胶装部位不符合国家标准,未采用喷砂、涂抹沥青等通用制造工艺,无法缓冲瓷、胶合剂和金属附件膨胀系数差异产生的应力,在应力的长期作用下,支柱绝缘子铁瓷结合部位发生断裂。

一起500 kV变电站220 kV母线支柱绝缘子断裂原因分析

针对一起500 kV变电站220 kV母线支柱绝缘子断裂案例,对支柱绝缘子进行拆解,并结合气象证明综合分析。结果表明:支柱绝缘子工艺落后导致产品结构松散、强度低,是绝缘子裂纹破损的主要原因;支柱绝缘子与母线金具连接后,母线长年受风力作用发生振动,造成支柱绝缘子承受剪切力,是绝缘子裂纹破损的次要原因。

液化天然气加注系统真空绝缘双壁管管系应力分析及优化

以某双燃料船舶液化天然气加注系统的真空绝缘双壁管管系为例,通过理论应力计算和有限元软件应力计算结果的比较,验证了有限元应力计算软件的可行性。基于最大允许跨距计算和设计图样,对真空绝缘双壁管管系进行建模、应力计算及分析,确定了管系最大应力数值和应力过载节点。通过将支座类型由Anc改为Guide,并减少支座数量,完成了真空绝缘双壁管管系支座的优化设计,优化设计后各应力过载节点的二次应力均小于许用应力。

空分装置氧气系统的液氧管道设计

空分装置的氧气系统管线因输送介质是高纯高压氧气,具有极强的氧化性。结合国内某大型气体岛空分装置建设实例,分析了氧气系统管道的材质选择、液氧储罐与泵之间的管道布置、液氧管道“死区”的优化设计,以及液氧管道保冷管托的选型,并给出合理化设计建议。

基于SVM多特征融合的绝缘子缺陷检测算法研究

绝缘子是输电线路中常用部件,每年因绝缘子故障引起的事故超过电网故障的一半,这严重危害着线路的使用和运行寿命。因此,及时对绝缘子故障进行排查是十分重要的。我们提出了一种基于SVM多特征融合的绝缘子缺陷检测算法,该算法首先对原始图像进行预处理,得到暗通道特征层和灰度图像,然后在此基础上提取出HSI特征层、细节特征层、统计特征层和纹理特征层,将上述特征层叠加成一个三维的特征矩阵。接着选取正、负样本像素点及其所对应的特征信息作为训练特征,采用支持向量机算法对其进行训练,得到一个分类器模型。最后将原始图像的其他所有像素点的特征信息输入到该分类器中,得到绝缘子缺陷的坐标位置。实验结果表明,提出的算法能有效地检测出输入图像中的绝缘子缺陷,验证了该改进算法的可行性及有效性。

基于VMD-LSTM-SVR的IGBT寿命特征时间序列预测

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)失效是变频器等电力电子设备故障的主要原因,精确预测其寿命是解决该问题的方法之一,这对寿命预测模型的准确性和可靠性提出了更高要求。关断瞬态尖峰电压(Vce,peak)可以反映IGBT的老化状态,首先通过变分模态分解(VMD)技术将Vce,peak构成的时间序列分解为趋势序列和波动序列,再利用长短期记忆(LSTM)网络的时间序列特征提取优势和支持向量机回归(SVR)的非线性求解能力,建立VMD-LSTM-SVR组合模型,提升模型的预测性能。模型预测对比实验结果表明,VMD-LSTM-SVR模型提升了IGBT寿命特征时间序列预测能力,与其他模型相比,该模型的预测精度指标均方根误差下降至0.0411 V,决定系数提升至0.75111。

基于带电安装的驱鸟器绝缘工具设计与实现

阐述实现驱鸟器安装的作业工具设计方案。应用结果显示,利用优化磁条与绝缘杆的焊接紧固度、增设一根绝缘棒等形式,可提高驱鸟器安装作业便捷性,减少配电网停电频率。

基于加速退化数据和现场实测退化数据的电机绝缘剩余寿命预测模型

该文针对机器学习、随机过程、贝叶斯滤波算法等剩余寿命(RUL)预测模型存在的不足,融合热应力作用下电机绝缘加速寿命数据和现场监测数据,结合随机过程和支持向量机模型,提出了基于拓展卡尔曼滤波的电机绝缘寿命预测模型。以剩余击穿电压为状态变量,基于Wiener过程建立了卡尔曼滤波模型的状态方程;以最大局部放电量的加速退化数据及现场监测数据为依据构建卡尔曼滤波模型的观测方程;为解决卡尔曼滤波模型由于无法获取新的监测信息而导致的预测精度不足问题,采用支持向量机建立了最大局部放电量预测模型。最后,针对电机主绝缘用6650聚酰亚胺,基于290℃、300℃、310℃、320℃下的加速退化数据构建状态方程,结合240℃下试样的局部放电数据构建观测方程,并以240℃下60h的试样实测老化数据为基准对模型进行了验证,证明了所提出模型在提高剩余寿命预测精度方面的有效性。

基于紫外光辐射照度特征的污秽瓷绝缘子绝缘状态评估方法

绝缘子污秽放电严重威胁电力系统的安全稳定运行,及时掌握污秽绝缘子的绝缘状态意义重大,文中旨在研究基于日盲紫外检测的污秽瓷绝缘子绝缘状态评估方法。首先,基于220 kV输电线路瓷绝缘子污秽放电试验,结合污秽绝缘子的放电现象、泄漏电流信号及紫外放电图像特征,将污秽瓷绝缘子的绝缘状态划分为“正常”、“一般”、“较差”、“极差”,并利用紫外放电检测结果一致性方法以及统计分析的方法,选取了3个基于紫外光辐射照度的特征参量;其次,以环境湿度、仪器增益及3个光辐射照度特征参量为输入变量,绝缘状态为输出变量,采用黏菌优化算法对支持向量机的惩罚因子与核函数参数进行优化并建立了污秽瓷绝缘子的绝缘状态评估模型;最后,将绝缘状态评估模型的测试集验证结果与采用粒子群优化算法、麻雀搜索算法优化的支持向量机分类模型进行对比,发现其分类准确率更高,可达93.85%。文中所建立的污秽瓷绝缘子绝缘状态评估模型同样适用于其他型号的紫外成像仪,极大提高了污秽绝缘子紫外检测的实用性。

12kV开关柜介电梯度支撑绝缘子优化设计与制造应用

介电梯度绝缘(dielectrically graded insulation,DGI)是一种具有非均匀介电参数分布的绝缘材料或结构,可对绝缘件中的局部电场集中现象得到显著抑制,提升绝缘强度和运行可靠性。目前DGI研究主要聚焦于实验室领域,DGI部件的现场应用落地仍然存在较大难度。文中针对某12 kV开关柜支柱绝缘子中的局部电场集中问题,采用拓扑优化技术进行介电梯度结构的构建,利用“3D打印—真空浇注”联合工艺实现DGI支撑绝缘子的制造,开展了绝缘子的性能试验和现场挂网试运行。结果表明,相比较于匀质绝缘子,介电梯度绝缘子内部和沿面电场降幅分别达到50.6%和56.1%,空气氛围中的局部放电起始电压提升17.5%,综合性能指标满足GB/T 11022—2020等相关标准要求。在上述研究的支撑上,自2021年11月以来开展了介电梯度绝缘的国内外首次挂网试运行,截至目前运行情况良好。

不同材质绝缘子污秽等级高光谱检测方法研究

该文提出了适用于不同材质(陶瓷、玻璃和硅橡胶)绝缘子表面污秽等级的高光谱检测方法,采集不同材质和污秽等级样本的高光谱数据,经预处理后提取标签集及检测集谱线数据;采用玻璃材质样本标签集数据建立污秽等级检测模型;并运用分段直接标准化校正陶瓷、硅橡胶样本谱线数据,实现同一模型下不同材质样本的污秽等级检测。结果表明:不同材质样本同一污秽等级下,高光谱谱线吸收峰、反射峰位置及变化趋势有明显差异;同一材质不同污秽等级谱线差异主要为幅值。检测模型对玻璃、陶瓷和硅橡胶样本的污秽等级检测准确率分别为98.3%、95.0%和91.7%,并利用人工积污试验对模型进行了验证,污秽等级检测准确率为83.3%,证明了该模型可有效实现不同材质绝缘子表面污秽等级的高光谱检测。

绝缘支撑用环氧树脂复合材料的空间电荷特性研究

为探究特高压电力设备中绝缘支撑用环氧基材料的空间电荷特性差异的内在机理,以环氧树脂和微米氧化铝/环氧复合材料为对象,研究了不同电、热环境下材料的空间电荷动态特性,并讨论其陷阱分布特性。结果表明:环氧树脂及其复合材料的空间电荷分布均表现出明显的温度特性与场强特性,在高温高场下电荷更易于从电极处注入并在试样内迁移,入陷电荷数量增加。高温下氧化铝填料的高导热性使得电荷消散较快,氧化铝/环氧复合材料的电荷积聚现象有所改善。在高场条件下,氧化铝/环氧复合材料比环氧树脂更容易积聚同极性电荷,氧化铝材料的陷阱密度较小,使得同等条件下试样内部产生更大程度的电荷积累与场强畸变。

1 MV气体绝缘Tesla变压器支撑绝缘子的闪络特性实验与优化设计

输出高电压等级的同时,为实现Tesla变压器的小型化、轻量化设计,研究了0.5 MPa SF_(6)气体环境中支撑绝缘子沿面闪络特性与表面电场的关系,利用有限元法建立了Tesla变压器的电场仿真模型,结合实验研究分析了支撑绝缘子沿面闪络过程,阐明了Tesla变压器关键绝缘部件的场等效实验方法和结论,根据上述分析优化支撑绝缘子结构。优化后的支撑绝缘子凹侧沿面电场最大值下降约81.5%,切向电场强度平均值降低约10.3%,法向电场强度平均值降低约30%,沿面距离增长11.8%,电场不均系数从5.03下降为1.20,电场分布改善明显,预计可以耐受1 MV负极性微秒脉冲电压。

湿热环境下复合绝缘子伞裙老化快速检测及评价技术研究

现有的复合绝缘子检测评价技术以离线方式为主,难以对大规模运行中绝缘子的老化程度开展快速、便捷的判断。本文提出一种基于高光谱技术的复合绝缘子表面老化程度快速检测及评级方法。首先通过比较老化复合绝缘子伞裙和基体的Si-O-Si、Si-CH_(3)傅里叶红外光谱吸收峰对老化程度进行分级,然后利用高光谱数据并结合SVM算法模型对绝缘子老化程度进行分类。结果表明:“轻度、中度、重度”老化分类的准确度为71.8%,“轻度、重度”分类的准确度为97.3%。通过强度阈值分割方法,可以从复合绝缘子图像中剔除污损区域,抽取出老化区域。

绝缘油ISMA-SVM法含气监测应用

对于变压器绝缘油含气(DGA)故障诊断识别准确率低问题,利用反向学习策略对黏菌算法(SMA)改进形成ISMA算法,提升全局寻优能力,并优化支持向量机(SVM),建立ISMA-SVM优化故障诊断模型,用样本集进行学习训练。将诊断识别结果与灰狼算法GWO-SVM和粒子群算法PSO-SVM优化模型进行对比,ISMA-SVM故障诊断识别准确率为93.3%,相比GWO-SVM、PSO-SVM分别提高了6.66百分点、10.66百分点。