基于双向二维最大间距准则的局部放电灰度图像特征提取

针对高压交联聚乙烯电力电缆中间接头绝缘缺陷的辨识问题,提出一种局部放电灰度图像特征提取的双向二维最大间距准则方法,对获取的局部放电灰度图像从水平和垂直2个方向进行投影,得到了不同类别灰度图的鉴别矢量,选用最近邻分类器进行局部放电分类,以辨识电缆中间接头出现的不同绝缘缺陷。该方法解决了局部放电灰度图像特征提取维数大、识别样本少的难题。在对实验室4种典型电缆接头绝缘缺陷产生的PD信号进行对比辨识表明,其局部放电特征提取的速度和绝缘缺陷的识别率优于常用的主成分分析或Fisher鉴别分析方法。

大气压空气中管-板电极结构重复频率纳秒脉冲的放电特性

由于重复频率窄脉冲气体放电具有的高过电压倍数,能够稳定地激励大气压空气等离子体,近年来受到了广泛关注。为此,利用上升沿15ns、半高宽30～40ns的负极性ns脉冲激励大气压管-板电极结构空气放电,通过电压电流测量,放电图像拍摄和X射线探测研究了ns脉冲气体放电模式和X射线辐射特性。结果表明,ns脉冲放电存在电晕、弥散和丝状3种模式,各模式及其转换与气隙距离相关。放电中测得的X射线辐射能量主要集中在30～90keV。

低气压氩气空心阴极放电自脉冲特性

为了进一步提高空心阴极放电的稳定性,揭示空心阴极放电自脉冲现象的形成机理,利用柱型空心阴极放电装置,在低气压氩气环境下研究了空心阴极放电的自脉冲现象。测量得到了放电的伏安特性曲线、放电发光图像、自脉冲电流和电压的时间演化特性,以及气压、电流、外部限流电阻等对自脉冲的影响。研究结果表明,自脉冲放电出现在空心阴极放电的负阻特性阶段,并具有稳定的频率(几kHz到几十kHz);自脉冲的形成时间<10μs,而衰减时间为几十μs,其频率随平均电流的增加而线性增大。此外,外部串联限流电阻对自脉冲产生范围有重要影响,随着外加电阻值的升高,能够产生自脉冲的上限平均电流升高,下限平均电流降低,但是不会对自脉冲产生机理产生影响。

超声速气流下纳秒脉冲放电实验研究

磁流体动力技术的应用可以革命性地提升高超声速飞行器的性能;其应用的前提是超声速气流具有一定的电导率。分析表明冷态高超声速气流的电离必须考虑采用非平衡电离方式。设计吸气式Ma3的超声速风洞,采用纳秒脉冲电离方式电离气体,研究了静止条件下和Ma3气流下等离子体的空间放电特性。实验结果表明:超声速气流下的放电的击穿电压约为2.88 kV,高于静止条件下的1.85 kV;当正向峰值电压约为4 kV时,超声速气流下单次脉冲放电过程中注入流场的能量约为15.6 mJ;高于静止条件下的8.58 mJ;超声速气流下的放电较为稳定,且频率越高,放电越均匀。随着放电电压的升高,放电呈现明显的丝状。超声速气流下要实现空间均匀等离子的产生,需要较低的气压以及高性能的纳秒脉冲电源。

±100kV气体轨道开关击穿特性

研制了一种用于快Marx发生器的三电极场畸变结构的气体轨道开关,针对3种不同的绝缘介质N2、干燥空气和SF6/Ar混合气体开展了轨道开关的自击穿特性和触发特性研究。结果表明:轨道开关的自击穿电压与气压基本呈现线性关系,并且在相同实验条件下,相对于N2和干燥空气,当绝缘介质为SF6/Ar混合气体时,轨道开关具有工作电压范围宽、工作系数低、触发击穿延时短、抖动小的优点。采用数码相机拍摄了开关导通过程中形成的放电通道积分图像,初步研究了绝缘介质、电流大小等因素对开关形成多通道的影响。结果表明:提高触发电压、充电电压和放电电流及采用SF6/Ar混合气体均能够有效增加放电通道数目。

基于卷积神经网络自动提取特征的电缆绝缘缺陷识别

针对电力电缆局部放电信号人工提取特征严重依赖专业经验,易受主观不确定性影响的问题,提出了一种基于卷积神经网络自动提取特征的电缆局放缺陷识别方法。首先采用随机裁剪方法扩充原始样本数据,在此基础上利用滑动时间窗生成局放信号二维图像信息作为网络模型输入。详细研究了卷积层数、池化方式和激活函数等因素对网络识别性能的影响,生成并优化网络结构。方法能够自动提取电缆局部放电二维图像样本的深层特征,在识别准确率和鲁棒性方面效果突出。试验数据表明,系统对4种典型局放缺陷的总体识别率达到了96%,相比于支持向量机和反向传播神经网络等经典方法,分别提高了3.2%和6.0%,具有良好的应用前景。

ECT Image Analysis Methods for Shear Zone Measurements during Silo Discharging Process

The paper covers the electrical capacitance tomography(ECT) data analysis on shear zones formed during silo discharging process.This is due to the ECT aptitude for detection of slight changes of material concentration.On the basis of ECT visualisations,wall-adjacent shear zone profiles are analysed for different wall roughness parameters.The analysis on changes of material concentration,based on ECT images,enables the calculation for the characteristic parameters of shear zones-size and material concentration inside the shear zone in a dynamic process of silo discharging.In order to verify the methodology a series of experiments on gravitational flow of bulk solids under various conditions were conducted with different initial granular material packing densities and silo wall roughness.The investigation shows that the increase in container wall roughness is an effective method for reducing the dynamic effects during the material discharging,since these effects are resulted from the resonance between hopper construction and trembling material.Such effects will damage industrial equipment in practical applications and need further investigation.

Dielectric barrier plasma dynamics for active aerodynamic flow control

The paper investigates the dynamics of a new multiple bipolar multiple Dielectric Barrier Discharges(DBD)actuator using in large-scale flow control.Particle image velocimetry experiments are performed to characteristic the effectiveness of the multiple bipolar DBD plasma actuator.The results show that the mutual interaction between the electrodes,one major disadvantage of traditional DBD characterized by reverse discharge can be entirely avoided,and a constantly accelerating electric wind velocity can be obtained by using the new multiple bipolar DBD plasma actuator.