地基光电成像系统中单芯轴的设计与优化

在大俯仰角和极端温差条件下,保持地基光电成像系统主镜面形精度的稳定性是关键。文中提出了一种新型单芯轴支撑结构,旨在提高主镜在极端环境下的稳定性和热膨胀适应能力,从而保证面形精度。通过卡式第二定理深入分析单芯轴应力尺寸链参数对镜面误差的影响,并结合Isight平台和多岛遗传算法进行结构参数优化,实现了结构稳定性与面形精度的平衡。仿真结果表明,在不同环境条件下,主镜的均方根波前误差(RMS)均小于30 nm,峰值差(PV)小于120 nm,满足光学成像的高标准要求。此外,在ΔT=80℃、主镜光轴水平状态下,RMS和PV的优化率分别达到59.99%和23.2%,刚体位移的优化率高达21.96%,体现了设计的高效性。在20℃和40℃的控制室温条件下进行的激光干涉仪测试进一步证实了设计的有效性,以及与仿真结果的高度一致性。该研究为在大温差、大俯仰角条件下的地基光电成像系统中,中口径主镜的支撑结构设计提供了有力的参考,特别是在提高主镜面形精度方面具有重要意义。未来的研究将探讨该结构在更广泛温差和更大口径主镜下的应用,以及进一步优化其光学性能和结构稳定性。

石化企业35kV单芯电缆带电后屏蔽层数据在线全周期管理

因单芯电缆外径较小、质量较轻,电缆制造长度可以不受电缆盘与重力限制,其在石化企业的使用率越来越高。在单芯长度增加的同时,石化企业因护套层绝缘受损引发屏蔽层环流过大而造成的电缆事故时有发生,尤其对于连续生产的石化企业而言,电缆故障给企业带来了巨大的财产损失。因此,单芯电缆投运后对其屏蔽层运行状况进行全周期监测极为重要,通过分析某石化企业单芯电缆事故案例,从中找到发生事故的根本原因,进而探究35kV单芯电缆带电后屏蔽层数据在线全周期监测管理方法。

高压单芯电缆护层过电压保护的特性及优化方案研究

高压单芯电缆在电力系统中处于关键组件地位,护层的过电压保护非常重要。对高压单芯电缆护层过电压防护研究状况进行了,总结了电力系统电缆应用情况及过电压现象对系统的影响。采用特性分析的方法,对过电压进行了分类,并对其发生机理进行了探索,研究了电缆护层电气特性及其影响因素。本文进通过仿真研究对分析结果进行验证。从保护设备选择和配置,监测预警机制,结构优化和新材料应用等方面提出一整套优化方案并评价其性能和经济性。

光纤拉曼放大器在单芯反馈式结构中的偏振相关性研究

本文围绕光纤拉曼放大器的偏振敏感性展开研究,从已有的拉曼放大器传输理论入手,基于拉曼增益系数和偏振相关系数,引入椭圆偏振光的椭圆率角和椭圆长轴方位角评判偏振态变化量,定义了基于拉曼开关增益的偏振相关增益波动系数评判拉曼偏振相关增益,然后分析了在单向泵浦和单芯反馈式结构中应用拉曼放大器前后的输出光偏振态变化情况,得到单芯反馈式结构中的工作光输出偏振态几乎不会发生改变的推论,并设计相关实验予以证明。实验结果证实了在单芯反馈式结构中工作光的输出偏振态基本不受拉曼增益影响,且工作光增益受偏振影响显著低于单向泵浦,即单芯反馈式结构中的拉曼增益对偏振敏感性低,增益更稳定。

单芯电缆寿命的热老化估算模型

本文将交联聚乙烯单芯电缆的试验数据进行分析拟合,得到能够真实反映电缆剩余寿命的热老化预测模型,并给出了计算电缆寿命的经验公式,并通过实验验证了此经验公式的有效性,为电缆运行状态的在线监测和避免盲目更换电缆提供了参考依据。

高压单芯电缆护层接地方式的研究与应用

传统方式在高压单芯电缆护层接地中的应用效果不佳,不仅护层感应电势超出规定值,而且电缆接地故障频发,无法达到预期的接地效果。文章提出一种高压单芯电缆护层接地方式,计算高压单芯电缆护层感应电势,对于电势低于规定值的情况,采取直接接地或交叉互联方式接地;对于电势高于规定值的情况,对电缆护层采取电压限制,并在电缆另一端护层增设保护器,抵制电缆护层的感应电势。实验证明,应用该设计方式的电缆护层感应电势低于规定值,而且电缆接地故障率低于0.01%,该设计方式在高压单芯电缆护层接地方面具有良好的应用前景。

基于感应电压触电事件分析的35kV单芯电缆护层接地方式研究

基于感应电压触电事件分析,根据35kV单芯电缆护层接地方式的选择原则及护层感应电压的计算,给出地铁供电系统中35kV单芯电缆护层的合理接地方式,以降低系统故障率,优化设备管理与运行。

35kV单芯配电电缆运行缺陷的分析

阐述案例35kV单芯电缆运行中的缺陷发现、状况分析、应对处理、后续跟踪监测,探讨由于接地电流过大,接触点在化学腐蚀与电腐蚀的共同作用下,锈蚀加剧、接触电阻不断上升,其初期表现为接触点温度上升,如果不加以处理,将不断恶化。

同相多根单芯电缆并联运行时电压降分析

在大型工厂供配电工程实际案例中,大型设备多以同相多根单芯电缆并联运行,以保证其能承载大电流,但大型工程设备的配电距离往往较长,故必然会造成较大的电压损失,笔者查阅了各种设计手册及规范,目前尚无简易的方法用求解多根单芯电缆同相运行时的电压损失。本文尝试通过理论计算的方法得出单芯双拼的电缆的电压降,总结出较为合理的敷设方式。

单芯电缆分段长度的影响因素分析

对于长度大于1000 m的长距离单芯电缆线路工程,延长单芯电缆的分段长度,减少电缆中间接头数量,可以提高工程的经济性,增加线路运行的可靠性,但单芯电缆分段长度受到各种影响的因素。从单芯电缆的感应电压制约因素、运输条件制约因素2个方面分析了其最大分段长度的可行性。研究表明:对于长距离(>1000 m)的单芯电缆线路工程,当电缆金属护层采用交叉互联接地时,感应电压(允许值50 V)已不再是制约因素,电缆分段长度制约因素主要是允许运输长度。长度大于1000 m的长距离单芯电缆分段长度可以按照电缆允许运输长度来进行设计,但还是需要考虑外界因素的影响。

论35kV集电线路中单芯电缆与三芯电缆的使用

目前我国光伏电站以大型地面电站为主,大型地面电站由光伏发电区、升压站和连接两者的集电线路组成。近年来,随着光伏项目的不断开发,可用于光伏建设的整块土地已经很少见,大多是距离较长的分散地块。通过35kV集电线路将各分散地块所发电能汇流后并入升压站。集电线路长度的增长,加大了其在整个光伏项目的造价比重。可通过优化集电线路设计达到节能增效的目的。以下论述了35kV单芯电缆和三芯电缆在敷设方式、防雷接地、工程造价、施工可行性几方面的优劣势,得出光伏工程35kV集电线路的电缆横截面小于300mm2时宜采用三芯电缆,大于等于300mm2时宜采用单芯电缆的结论。

单芯电缆金属护层安全切割装置的研制

针对110kV及以上单芯电缆安装金属护层切割等场景,本文研制了一款用于单芯电缆金属护层安全切割的装置,其整体外形结构小巧,能应用于较多场景下直径为100mm的电缆金属护层切割,通过机械半自动化的切割技术,从方式上改变原有电缆剥线方法存在的弊端,从一定程度上保证了电缆剥线处理后的质量,并提高了电缆剥线工作的效率,加速了施工进程,降低了作业人员的劳动强度,提升了电网运行的安全。

35 kV单芯电缆线路接线板的研制与应用

1 问题的提出架空输配电线路通过杆塔架设时,在终端杆处通常经电力电缆接线进入用户侧高压配电室。具体为:上一级电网通过杆塔架设的方式将钢芯铝绞线接线至终端杆塔,在终端杆塔处将钢芯铝绞线通过弓子线连接35 kV单芯电缆接线铜鼻子,再与杆塔横担上悬挂的线路避雷器固定连接。以某35 kV电力线路终端杆塔单芯电缆连接为例,其示意图如图1所示。该输电线路终端杆塔通过螺栓将单芯电缆的接线铜鼻子与输电架空引流导线一端的引流管固定连接在避雷器一侧.

外皮温度监测的单芯电缆暂态温度计算与试验

导体温度是反映电缆运行状态的关键因素,因而有必要实现对它的监控。实际中对运行电缆导体温度的直接测量难以实现,工程中常采用计算的方式来获取,而复杂多变的电缆外部因素使得对导体温度的精确计算也非常困难。为此,在电缆外皮温度监测的基础上,建立了单芯电缆暂态热路的数学模型;分别推导出只考虑电流变化和只考虑表皮温度变化两种情况下的暂态温升递推公式,进而推导出单芯电缆暂态温度的完整叠加公式;并采用经典4阶Runge-Kutta法求解微分方程组计算电缆本体温度。同时编制了电缆暂态计算软件,可根据电缆外皮温度的监测,计算电缆导体和金属护套暂态温度。为验证暂态模型和软件编制的正确性,在试验现场进行了单芯电缆暂态温升试验,并将计算结果与试验测得的温度数据进行了对比验证。结果表明,基于电缆外皮温度监测的单芯电缆暂态温度计算具有较高的精度,可用于单芯电缆实际运行中的温度控制、电缆状态监测及其故障预警等方面。

单芯电缆热时间常数的理论计算与试验研究

由于电缆热容的存在,当施加阶跃电流时,电缆温度随时间逐渐变化,经一段时间后达到热稳态,导体温度变化的速度一般用热时间常数来反映。为此,以单芯电缆为研究对象,介绍了电缆热时间常数;建立了电缆本体及周围介质的暂态热路模型并进行简化等效;计算了空气敷设和直埋敷设单芯电缆的热时间常数;并在试验现场进行了阶跃电流下的单芯电缆温升试验,通过对实测导体温度暂态过程的曲线拟合求得了电缆实际的热时间常数,验证了理论计算的正确性。电缆的热时间常数可用于估算阶跃电流作用下的导体暂态温度响应、以及到达最高允许温度所需要的升温时间,为电缆的运行状态监测及故障预警提供理论支持。

根据导体温升特性实现高压单芯电缆动态增容的实验研究

为了动态增加运行电缆的输送容量,在分析动态增加运行电缆输送容量的必要性后提出了实现电缆动态增容的方法,并模拟电缆的隧道敷设环境设计了110kV交联聚乙烯单芯电缆的正常负荷、满负荷、超负荷等阶跃电流温升实验。分析发现:实验得到的电缆导体温升时间与理论计算得到的导体温升时间基本相符;电缆增加的容量在电缆正常负荷运行范围内,根据供电需求可以长时间对电缆进行动态增容;电缆由正常容量增加到电缆满负荷运行时,在导体温升时间范围内,电缆导体温度达到的最大数值为87%额定工作温度,因此也可以根据供电需求长时间动态增加电缆的容量;电缆由正常容量增加到电缆超负荷运行时,当电缆超负荷20%,电缆运行约50%导体温升时间后,电缆导体温度才达到额定工作温度。因此,利用电缆的导体温升时间,可以动态增加电缆的输送容量,甚至可以让电缆处于满负荷或者超负荷的运行状态。这对电缆线路负荷优化、电力调度以及相关工程实践具有参考意义。

单芯电缆计及护套环流时载流量的计算

计算了单芯电缆护套两端互联接地计及环流损耗时的载流量 。

三回路单芯电缆护套感应电势的计算

运行中交变电场在电缆金属护套上产生的感应电势的大小是确定电缆护层保护器的主要参数。任意排列三回路电缆护套感应电势用矩阵方程给出。

高压单芯电缆金属护套雷电过电压仿真和参数分析

高压单芯电缆往往采用金属护套单端接地或金属护套交叉换位互联接地。当电缆受到过电压入侵时,金属护套上的过电压可能超过外护层的绝缘水平,击穿外护层。高压电缆单芯金属护套雷电过电压的仿真计算,与仿真所用模型、元件参数以及电缆的接线方式、运行方式等有关,而元件模型、参数的准确获得是非常困难的,电缆运行方式也是多种多样的。为此,在典型状况下护套雷电过电压仿真计算的基础上,对包括电缆结构、大地电阻率、侵入波波形、冲击接地电阻、电缆长度、负荷电阻的大小及性质等、模型及参数对护套雷电过电压的影响进行了分析研究,并研究了两个或更多的交叉互联大段串联以及有多回电缆出线时,电缆护套上的过电压。研究表明,电缆的结构、电缆长度、入波波形以及负荷电阻的大小和性质对金属护套过电压有较大的影响;当雷电入侵多个交叉互联大段串联的电缆导体时,应在各绝缘接头处加护层保护器;并联出线越多,其护套上的过电压越低。

考虑轴向传热的单芯电缆线芯温度实时计算模型研究

为了研究轴向传热对电缆线芯温度的影响,首先以单芯电缆的三维微元热路模型为基础,建立了考虑单芯电缆轴向与径向传热的三维热路模型,且根据该三维热路模型实现了单芯电缆线芯温度实时计算的理论推导。其次,通过不同敷设环境下分别加载恒定与阶跃电流的实验,讨论了电流、电缆敷设环境与外界环境温度等因素对轴向、径向温度分布的影响。实验结果表明,电流是决定轴向温度梯度变化趋势的主要因素,空气中电缆的线芯温度上升速度最快,土壤中电缆次之,水中电缆最慢。最后通过有限元仿真工具,对比了空气中电缆中间接头三维有限元模型与二维有限元模型计算的线芯温度。研究结果表明,只考虑电缆径向传热的二维热路模型会造成线芯温度计算的误差,而考虑电缆轴向与径向传热的三维热路模型能够提高计算的精度。