地电位带电作业爬杆机器人结构设计

为实现配电线路杆塔的检修以及线路检测设备的承送,提出一种兼具攀爬、越障、绕杆旋转及负载带电作业等功能的爬杆机器人—地电位带电作业爬杆机器人。根据机器人攀爬力学,对机器人不滑落条件进行分析,得到机器人在负载22kg时,只需138.65N以上的夹紧力就可稳定攀爬;运用ANSYS Workbench软件对机器人整体进行静力学分析,并对薄弱部件结构进行分析,结果表明,其结构强度满足设计要求。根据理论计算结果,搭建试验样机对机器人进行载重攀爬测试,实验表明,机器人22kg负载条件下,攀爬速度达到0.2m/s,绕杆旋转速度为2.5r/min,能承受70kg负载,末端可在两侧30°摆动范围内进行带电作业。该机器人可代替人工进行高空作业,将为电力行业自动化的发展提供可靠的参考依据。

1000kV与500kV交流同塔四回线路带电作业电场防护仿真计算分析

1 000 kV与500 kV交流同塔四回输电线路与单一电压等级超(特)高压线路的空间电场分布具有较大区别,线路带电作业电场环境更为复杂。为此,采用工频电场的三维边界元法仿真计算分析同塔四回线路带电作业场强分布特点,建立人体模型,计算分析等电位和地电位典型作业工况下人体不同部位的电场强度特点,进而确定该特殊塔形线路带电作业人员安全防护措施。结果表明,等电位作业人员需身穿屏蔽效率为60dB的屏蔽服,并佩戴屏蔽效率不低于20 dB的屏蔽面罩,地电位作业人员穿戴常规屏蔽服或静电防护服,能够满足作业人员安全防护的要求。

基于云计算的配网不停电作业仿真培训平台设计

针对传统配网不停电作业培训方法存在组织时间长、成本高、规范性差、易受现场条件限制等问题,利用云计算领域的服务器虚拟化、并行编程、分布存储等技术,设计一套分层、易扩展的云平台仿真培训系统架构,建立基于云计算的配网不停电作业仿真培训平台,可实现仿真培训资源的动态调配和教学资源的共享管理。实践表明,该系统通过模拟配网现场作业环境和操作流程,能直观形象地展现配网不停电作业的操作技巧与易错难点,为配网运维检修技能训练提供了一种新型有效的培训手段。

输电线路带电作业三维仿真培训系统研究与应用

针对传统的带电作业培训系统存在形象性、直观性、互动性等不足,且易受现场环境制约等问题,结合输电线路带电作业的特点,提出了一种基于虚拟现实技术的输电线路带电作业三维仿真培训系统,该系统采用VC++6.0、Quest3D、3Dmax8.0软件进行联合开发,以人机交互技术、协同培训技术为载体,能全过程模拟带电作业实际操作。实际应用效果表明,该系统不受场地、天气等影响,能形象、直观地展现培训过程中的关键点和危险点,不仅有效提升了培训中心的培训能力和效率,且降低了培训成本。

±800kV特高压直流输电线路的电位转移电流特性

为了确保±800kV特高压直流(UHVDC)输电线路带电作业过程中线路和作业人员的安全,对带电作业进入等电位过程中的电位转移电流特性进行研究有助于采取适当的防护措施。为此,采用光纤脉冲电流测量系统对进入±800kV特高压直流输电线路过程中的电位转移电流进行了测量,进入直流等电位过程中的电位转移电流脉冲最大幅值为149.98A,脉冲宽度为几十μs,正极性和负极性脉冲都存在。根据进入交直流线路等电位的特点,采用电磁分析软件研究了进入等电位过程中作业人员与极导线间的电位分布,计算了作业人员与极导线和杆塔等接地构件间的电容,根据这些参数建立了交直流线路进入等电位过程中的电位转移电流的分析模型,对特高压交流(UHVAC)与特高压直流线路的电位转移电流进行了计算。计算与测量结果表明特高压直流线路的电位转移电流远小于特高压交流线路,可以为特高压输电线路带电作业方法的选取提供参考。

输电线路场强矢量定位方法

为了对输电线路带电作业的安全距离进行更准确的判定,提出了场强矢量定位方法。建立输电线路周围空间的场强计算模型,根据场强测量点处的场强矢量分量和合成场强最大值、场强传感器的测量误差,寻找测量位置的场强可能接近点坐标集,并根据数学聚类方法将坐标集划分为不同的点群。根据场强测量点的移动特征,确定一个真实接近点群中心实现准确的跟踪定位。最后通过220 k V输电线路二维场强的仿真算例分析,显示82.7%场强测量点的距离误差≤0.1 m,仅有2.75%的≥0.5 m,根据测量点的移动特征可使距离误差基本均减小至0.1 m以下。实际测试中,95%次的测试距离误差≤0.56 m,5%次的测试误差≤1.0 m,基本满足输电线路对于安全距离的测距要求。仿真和测试结果表明了所提方法的有效性,并指出需要进一步研究的方向。

配电网带电作业仿真培训系统的设计和开发

配网带电作业的培训一直受到诸多因素的限制,且培训效果不理想,为弥补这种不足,本文提出了基于虚拟现实技术的配网带电作业仿真培训系统,该系统采用六自由度运动平台模拟绝缘斗臂车,利用Kinect设备捕捉培训人员的动作模拟绝缘手套作业法,开发出视景仿真系统用于还原带电作业的虚拟场景和流程.本系统将配网带电作业的理论知识和实践操作融为一体,能帮助培训人员学习到带电作业的精髓,为电力企业培训提供了有效的方式.

750 kV输电线路转角塔周围作业人员电场仿真

为了保证作业人员带电作业时的安全,需要研究作业人员进入作业区时,身体各部位所承受的电场强度。针对转角塔结构的特点,通过COMSOL有限元仿真软件建立750kV转角塔模型,研究转角塔上单回输电线路、双回输电线路上以及作业人员在导线不同位置作业时场强的变化情况。研究发现:人体周围电场及表面场强随着作业人员在不同作业位置时改变,地面场强远小于高空中输电线路附近位置的电场强度;人体体表场强从头部、躯体到下身因作业位置的不同而不同,同一位置下,头部受场强的影响最为严重,其次为上躯体,然后为下躯体;人体越靠近输电线路,部位体表场强越大。

配电线路带电异物清除工具的研制

悬挂在配电线路上的异物容易引起电气故障,现存方法难以高效去除异物。在分析了配电线路常见异物种类和目前异物清除方法的基础上,设计了一种配电线路带电异物清除工具。首先,阐述了主要基于剪刀原理和齿轮机构传动进行设计的设计思想;然后分析了工具的电气和机械性能要求;再给出详细的设计方案;最后采用Pro/E软件对工具进行三维参数化建模,并运用ADAMS仿真软件进行运动学和动力学仿真分析。结果表明,工具设计方案正确,可以有效去除异物。

特高压直流输电线路碳纤维六分裂导线提线钩的研制与应用

针对带电更换特高压直线塔绝缘子串六线提线钩重量大,导致作业人员劳动强度大、危险系数高、工作效率低的问题,通过结构优化、碳纤维预浸料铺层工艺设计以及固化工艺探索,设计研制碳纤维六线提线钩。通过力学仿真对提线钩上主体和副钩分别进行受力特性分析,计算发现提线钩上主体受力薄弱部位位于顶端螺栓连接孔处,当施加3倍额定荷载(240 k N)时,最大变形位移为0.51 mm,最大应力为1.9×10~8 Pa;副钩受力薄弱部位位于副钩螺栓连接处,当施加3倍额定荷载(40 k N)时,最大位移为0.91 mm,最大应力为1.7×10~8 Pa。经力学试验测试,该提线钩最大破坏力为260 k N,满足240 k N的设计要求。碳纤维六线提线钩的成功研制,为碳纤维复合材料在特高压带电作业中的应用奠定基础。

国家电网公司500 kV线路带电作业(浙江建德)实训基地建设

随着我国电力事业的高速发展,500 kV超高压输电网络已成为国家电网的主网架。开展500 kV超高压输电线路带电作业,以确保500 kV电网系统安全可靠、稳定运行,是实现国网公司"一强三优"战略目标的客观要求。因此建设500 kV线路带电作业实训基地,籍此研究500 kV线路带电作业检修的新技术、新方法、新材料、新工艺,推广500 kV线路带电作业检修技术,进而提高线路带电作业检修人员的理论水平和操作技能,对推动国家电网500 kV线路带电作业的快速发展、提高500 kV线路安全可靠、稳定运行具有重要的现实意义。建设500 kV线路带电作业实训基地,也为将来研究和开展750 kV准特高压和±800 kV、1000 kV特高压输电线路的带电作业积累和储备丰富的技术、实践经验。

同塔多回输电线路带电作业的可视化实现

以宁波市500 k V输电线路为例,利用三维仿真、激光测量等技术完成了全市输电线路及地形地貌的管理平台建设,并通过软件开发定制带电作业模拟功能模块,在三维场景中实现对模拟人带电作业时最小组合间隙的实时计算与三维动态展示,为500 k V同塔多回输电线路带电作业具体方案的确定和模拟提供技术、安全上的保证。

基于虚拟现实技术的带电作业仿真培训系统研究

为提高电力系统带电作业岗位操作技能、保证作业安全,针对传统电力培训中的缺陷,研究了一种基于虚拟现实技术的带电作业仿真培训系统,借助Quest3D、VC++6.0、3DMAX8.0等工具,通过模型建设、仿真操作及数据库建设等手段实现培训功能。实践结果表明,该系统有效,为带电作业仿真培训的标准化、形象化奠定了基础。

Quest3D在电力系统仿真培训中的应用

随着计算机多媒体技术在电力系统培训中的应用,电力系统培训方式趋于数字化和多样化。以电力系统带电作业培训为例,将Quest3D作为重要设计工具引入电力系统仿真培训中,采用Quest3D搭建了一套完整的仿真培训系统,将场景、模型、人物动作和约束规则进行合理组合,实现了10kV带电更换针式绝缘子仿真的培训。

基于先导放电理论的等电位作业人员初始放电附着点位置模拟

提出一种基于先导放电理论的数值模拟方法来分析等电位作业人员初始放电附着点位置,结合平均背景电场判据分析可能的先导稳定起始区域,再通过改变导线电位,得出作业人员进入等电位时人体关键位置出现稳定先导时所需的最小背景电场值。结果表明:体表初始放电附着点的出现概率与部位、进入角度、进入姿态有关,人体不同部位出现放电附着点的概率不同,垂直进入时诱发先导稳定起始的所需的背景电场要小于水平进入,坐姿进入时始发稳定先导需要的背景电场要大于站姿进入。该研究可为带电作业人员防护提供依据。

一种基于液压传动发电技术的综合制冷系统

针对传统带电作业空调服装置制冷效果差,难以在空间和布局受限的情况下实现精确控制与调节的问题,将液压传动发电技术应用于带电作业空调服制冷系统中,研制一种由液压传动的发电装置驱动制冷装置的、适用于带电作业服装的综合制冷系统,应用于绝缘斗臂车带电作业。应用Comsol进行仿真,结果表明制冷原理可行。检测试验与现场试验均表明该综合制冷系统可以在高温环境中有效降低人体体表的温度,并使温度保持在较为舒适的区间,满足暑热环境下带电作业人员工作时的降温要求。

1000 kV特高压输电线路直升机平台法带电作业电场仿真研究

直升机带电作业技术的发展对提高输电线路运维检修水平具有重要意义。为进一步保证特高压输电线路直升机带电作业工作的安全展开,同时为实际现场作业提供技术依据,针对1 000kV特高压输电线路直升机平台法带电作业的电场仿真方法展开研究。根据MD 500型直升机、作业人员及1 000kV三角形排布输电线路的实际参数,建立了直升机带电作业模型,并提出了模型的合理简化方法。采用有限元静电场仿真方法,讨论了直升机带电作业模型计算域截断边界范围及直升机飞行过程中主旋翼位置等因素对电场计算的影响,并给出了相应建议。对比仿真结果与相关试验数据,验证了仿真方法的可行性。研究成果对直升机带电作业的仿真模拟及试验开展提供了参考。

±800 kV输电线路带电作业人员体表电场仿真分析

对输电线路带电作业人员体表电场进行研究,保障带电作业人员的人身安全,是目前电力行业亟需解决的问题。为此利用Ansoft仿真软件,建立±800kV输电线路杆塔、导线、人体以及V型绝缘子串的仿真计算模型,并采用有限元法计算带电作业人员从横担处和塔身侧面进入等电位作业区域时,6个典型带电作业位置对人体表面电场的影响。仿真计算结果表明:作业人员从横担进入等电位作业时,畸变场强为正常运行时的5.3倍;作业人员从塔身侧面进入等电位作业时,畸变场强为正常运行时的1.23倍;同时等电位作业下,作业人员张开双臂后手臂端畸变场强最大,最大值可达到382.1kV/m,为正常运行时的4.27倍。因此,带电作业时,作业人员应从塔身侧面进入等电位作业,且作业过程中应减小动作弧度。

基于互联网的配网不停电作业仿真培训平台研究

针对目前配网不停电作业培训存在的效率低、受环境影响大等问题,搭建了基于互联网的配网不停电作业仿真培训平台,并详细阐述了仿真培训平台以C/S为主、B/S为辅的混合模式构架设计、功能设计及软件系统设计。从基于P2P与C/S的混合网络模式、基于大数据的并行编程技术、仿真培训平台的四个标准元模型库和配网不停电作业仿真培训方法等方面介绍了仿真培训平台的关键技术;最后,以带电接架空线路与空载线路连接引线培训为例,介绍了基于互联网的配网不停电作业仿真培训平台应用场景,检验了配网不停电作业仿真培训平台培训的效果。

沉浸式配网带电作业仿真培训系统的设计与实现

针对现有配网带电作业培训存在的若干问题,基于沉浸式立体显示技术和操作仿真交互技术,提出一种沉浸式配网带电作业仿真培训系统方案。其中,沉浸式立体显示技术采用了基于递推算法的延迟补偿方法 ,弥补了虚拟现实头盔因图像滞后所带来眩晕感的缺点;沉浸式仿真交互技术使用事件驱动和反向动力学解析方法 ,实现了虚拟人物在仿真场景中的自然控制和较为精确的操作再现。实际应用效果表明,该系统增强了用户体验,强化了学员心理,提高了培训效率和质量,具有很强的实用性。