输电线路断股捋回修复机器人设计

传统断股线路修复方法为人工高空修补,该方法工作强度高、风险大且效率低下。在现有断股线路修复装置的基础上,设计一种输电线路断股捋回修复机器人,通过PLC系统驱动机器人沿架空地线行走,在地线断股处通过驱动齿轮带动断股输电线路同环绕套筒旋转,并通过捋线套筒内弹簧圆柱件挤压断股电线,到输电线路凹陷部分,实现断股捋回与压接,从而修复断股输电线路。最终,通过实验验证了断股捋回修复机器人具有稳定与可靠的断股导线修复能力。

具备穿越障碍物功能的断股线路修复装置

高压架空输电线是弥补我国电能地理分配不均的重要部件,因此及时修补长时间外界应力作用或不可控雷击等对输电线路带来的断股与损伤具有重要意义。目前对输电线路的维修主要还是风险系数较大的人工修补方式,尽管已有研究设计了相关断股修复装置以替代人工作业,但在存在障碍物的空间受限场合缺少相关讨论与设计。为了增大修复装置在空间受限场合的适用性,全面实现输电线路的自动修补,提出了一种具备穿越障碍物功能的输电线路断股修复装置,通过调节机构与固定、绕线机构的分块设计实现了空间受限场合下的线路可靠修复。最后,通过试验验证了断股修复装置的可行性与有效性。

浅谈基于SSD输电线路地线断股检测方法

输电线路地线断股是导致电力系统事故和故障的主要原因之一。因此,地线断股的准确检测和及时修复对于电力系统的安全运行至关重要。本文主要探讨了基于SSD(Single Shot MultiBox Detector)的输电线路地线断股检测方法。首先,介绍了地线断股的定义和危害。然后,详细介绍了SSD算法的原理和基本流程,并对其在目标检测领域的优势进行了分析。接着,针对输电线路地线断股检测的具体问题,提出了一种基于SSD的检测方法,并详细描述了其算法步骤。最后,通过试验验证了该方法的有效性和准确性,并对其进行了性能评估和对比分析。试验结果表明,基于SSD的地线断股检测方法在准确性和实时性方面都具有较高的优势,可为输电线路地线断股的检测和预防提供重要的技术支持。

基于改进Faster R-CNN的输电线路断股识别算法研究

为解决输电线路断股图像识别不精确的问题,设计了一种基于改进Faster R-CNN算法的输电线路断股识别检测方法。该方法利用DenseNet121代替VGG16,并融合各密集块的输出特征;同时,采用Soft-NMS算法取代NMS算法来缓解重叠目标漏检的问题。实验结果表明,更换特征提取网络后,mAP达85.1%,且特征融合后的mAP达到了90.2%,相比改进前提升5.1%。采用Soft-NMS算法后,mAP提升了1.6%。最终改进后的模型mAP从80.8%提高到了92.5%,证明了改进后的算法能有效提高检测能力。

架空线路断股缺陷的轴向温升特性及识别方法

运行中的户外架空输电线路断股缺陷将引发局部过余温升,温度极大值出现在缺陷处,并向无缺陷区域迅速衰减。基于温度分布的红外热成像技术能识别断股缺陷程度,但不同的风速会显著影响观测对象表面温度,为红外热像检测带来困难。为研究低风速下架空线路断股处轴向温度分布,以LGJ-240/30钢芯铝绞线为例,在重庆大学输配电装备及系统安全与新技术全国重点实验室的人工气候室对其进行热循环试验。通过人工破坏制造断股缺陷,利用自制集风装置调节风速,交流大电流发生装置提供稳定的焦耳热源,得到断股数对线路缺陷背侧最大温升与轴向无缺陷区域温差的影响规律,并基于此提出风速为1~3m/s时,线路断股数红外识别方法,最后通过在雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站进行自然实验对该方法进行验证。结果表明:架空输电线路发生断股后,缺陷温度极大值与非缺陷区域正常温度的轴向温差随风速增大迅速减小;轴向温差θ和风速u拟合关系式中,描述传热项的拟合系数b随载流量、断股数增加而增加;在低风速条件且线路载流量为360、480及600A,断股数大于3时,通过提出的方法断股数识别准确率大于90.1%,断股缺陷识别率大于94%,解决了低风速下红外热巡检工程无法实施而错失最佳检修时间的难题,使线路检修效率大幅提高,从而保障电网安全稳定运行,对架空输电线路红外热巡检工程具有指导意义。

计及断股角度的高压输电导线钢芯漏磁场矢量计算与分布规律研究

针对现有钢芯断股漏磁场的研究中只考虑断股的长、宽、深等几何参数,鲜见涉及股线断口角度对漏磁场影响的问题,建立钢芯漏磁检测装置的三维有限元模型,分析12种断股角度工况下漏磁矢量B_(x)、B_(y)与B_(z)的分布规律,并将3种矢量进行对比,得到对断股最敏感的矢量方向。结果表明,矢量B_(x)和B_(y)呈多峰形态,且以断股角度90°为分界点,正负峰分布特征相反,而矢量B_(z)在断股角度90°时因断股宽度影响出现多峰,其他工况均为单峰形态。对比各矢量峰值发现,矢量B_(x)和B_(y)在各工况下正负峰值均较为相近。矢量B_(z)峰值远大于B_(x)和B_(y)峰值,断股角度90°时差值最大,B_(x)与B_(y)正峰值分别仅为B_(z)正峰值的4.5%和2.2%,负峰值绝对值仅为B_(z)正峰值的1.5%和2.9%。矢量B_(z)对钢芯断股最敏感,霍尔元件应垂直于导线表面布置以拾取矢量B_(z),此时漏磁信号检测最为有效。

基于光纤温度传感的光缆外层断股高精度监测

针对光缆外层断股监测精度和敏感度较低的问题,文章提出了一种基于光纤温度传感的光缆外层断股高精度监测方法。分析光纤温度传感器的数据高速采集电路、信号放大与光/电转换电路等,获取最优监测模式;在光缆上布设光纤温度传感器,进行外层断股温度数据采集;引入小波去噪方法,构建光缆外层温度数据的信号模型,进行有效的信噪分离,完成光缆断股高精度监测。以24B1-45与24B1-08型号的光纤复合架空地线(OPGW)光缆为例,实例实验结果表明,光纤温度传感器的信噪比最高可达152和157 dB,响应频率最高可达6230和6310次/s。应用该方法后,保证光缆外层断股监测没有受到过多干扰且具有较高的监测精度,满足高精度监测需求,能够通过温度有效检测出光缆外层断股情况,为偏远地区光缆外层的故障监测提供可靠保障。

高压导线断股修补机器人构型设计及作业仿真

针对架空高压输电线路导线产生断股或散股等故障,从而产生线路安全运行问题,以500kV四分裂线路为例,着重进行了断股修补作业装置的构型研究,提出一种利用预绞丝护线条修补导线的断股修补机器人机构构型方案。依据预绞丝护线条修补工艺制定机器人作业规划,主要包括断股预处理与护线条安装作业。针对护线条安装作业,建立由作业装置、弹性护线条和柔性导线构成的仿真模型,通过作业仿真分析,得到系统的作业动态性能,验证断股修补作业的可行性。

基于小波变换的钢丝绳断股检测分析

为探索一种对钢丝绳断股检测更准确的方法,防范高空吊篮坠落事故发生,采用电磁学对断股钢丝绳处进行泄漏磁感线的检测,利用磁偶极子模型判断缺陷处轴向分量与径向分量的磁感应强度,选择特征更明显的轴向分量磁感应强度进行分析,利用霍尔元件检测磁感应强度,建立了基于STM32单片机的信息采集与处理系统。为获得更加准确稳定的检测数据,利用小波变换对信号进行处理,并且确定软阈值来判断钢丝绳断股情况。根据理论分析和实验结果,此种钢丝绳检测方法能有效判断钢丝绳的断股情况。

机器人断股捋回装置设计与作业状态分析

输电线路中架空地线断股故障严重地威胁输电线路安全,传统的人工修补需在高危环境下进行,工作强度高,风险大。一种输电线路架空地线断股补修机器人的断股捋回装置,用于架空地线断股机器人补修作业时将散落的断股捋回复位。断股补修机器人本体可以依据作业流程携带本装置及压接工具沿架空地线行走,当靠近地线断股故障后实现断股地捋回与压接。最后,通过试验验证了断股补修机器人补修机构的合理性,断股捋回装置设计的可行性与有效性。

整体吊弦线心形环处断丝断股原因分析

整体吊弦在服役过程中在接触线吊弦线夹端的心形环处容易发生吊弦线断丝、断股现象。通过宏观观察、化学成分分析、微观断口分析、金相组织检测等手段,对整体吊弦的该种失效原因进行分析,结果表明:应力腐蚀疲劳是导致整体吊弦线发生断丝、断股的主要原因;在应力和腐蚀介质的共同作用下,吊弦线铜丝侧表面出现腐蚀坑,随后在交变应力及腐蚀介质的持续作用下发展成为疲劳裂纹源区,最终导致断丝断股。

电梯用钢丝绳断股原因分析

通过宏观检查并结合体式显微镜、电感耦合等离子体发射光谱仪、碳硫分析仪、金相显微镜、显微硬度计、扫描电子显微镜等检测分析仪器,对一根电梯用的钢丝绳断股原因进行分析。结果表明:钢丝绳材质为45钢;断股钢丝绳与未断股钢丝绳的显微组织、维氏硬度未见明显差异;钢丝绳出现断股的主要原因与该股钢丝绳所受的应力较大有关,最终在钢丝绳运行的过程中,只出现了一股钢丝绳发生断裂,且断口主要为正断断口。

平衡钢丝绳内部断股原因分析

钢丝绳是一种广泛应用在提拉设备中的重要承载部件。断股、断丝是钢丝绳使用过程中常见的问题,在使用过程中,钢丝绳往往会因各种原因出现内部断股的现象,一旦断股趋于集中位置,就会使钢丝绳的承载强度严重削弱,无法承受本身的载荷强度,发生断开的事故,为企业造成必要的经济损失,更严重时会威胁人身安全。本文结合平衡钢丝绳在现场的实际操作,针对发现的平衡钢丝绳内部断股问题,进行拆检分析,进一步验证了缺油状态下的咬合磨损是造成断股的主要因素,并给出一些建议,如加强钢丝绳维护保养,改善运行环境,推广使用无损检测装置等,通过必要时的缩短使用寿命以降低平衡钢丝绳断股的风险。希望本文能够对日后相关从业人员提供参考与借鉴。

计及断股损伤的架空导线交流电阻计算模型研究

架空导线断股后,相应交流电阻增大,造成线路局部热点,影响输电安全性。现有导线交流电阻计算模型大多针对无损导线建立,为准确评估导线断股发热对线路运行的影响,有必要建立计及断股损伤的导线交流电阻模型。为此,以LGJ-120导线为对象,通过对交流电阻实测,提出断股导线电阻的多项式模型,并利用最小二乘方法对多项式系数进行了估计。计算结果和实验结果对比表明,所提模型具有较高精度,能够在不同断股程度下,有效反映交流电阻随导线温度和电流的变化。

架空地线断股损伤及防范措施分析

鉴于架空地线的断股损伤会对电网系统产生重要影响,从架空地线的断股损伤机理出发,结合内蒙古电网实际运行线路的地线损伤情况,提出防范措施,为预防架空地线的断股损伤提供参考。

基于无人机图像的输电线断股与异物缺陷检测方法

为提高无人机(UAV)巡检输电线路的效率,提出一种基于线结构感知的输电线断股与异物缺陷的检测方法。由于无人机巡检的图像受背景纹理及光线影响较大,采用能检测线宽度的水平与垂直方向的梯度算子提取巡检图像上的线对象,进而研究感知定律中的共线性、近似性、连续性的计算,将断续线段连接成长的线段,通过长线段的平行性计算,识别出输电线路结构中显著的平行导线组。为识别导线上安装的防振锤与间隔棒连接部件,提出一种基于局部轮廓特征的形状部件识别方法。在识别出这些连接部件的基础上,对导线进行分段分析,计算分段导线的宽度变化、灰度相似度来检测导线上的断股与异物缺陷。通过对无人机巡检采集的输电线路图像的测试,验证了这种方法在复杂的背景条件下能有效地检测导线上断股与附着异物缺陷。

基于优化Gabor滤波器的输电导线断股图像检测

输电导线在运行中可能发生损伤、断股现象,对其进行及时检测和诊断对于保证电网的安全运行具有重要意义。现代输电线路状态检修一般采用直升机或者巡线机器人搭载视频检测装置的方式。文中提出应用Gabor滤波器对输电导线视频图像数据进行处理,实现输电导线断股的图像检测,即通过计算完好导线图像与滤波器卷积能量的输出响应、应用小生境遗传算法寻找最优的Gabor滤波器参数和分割阈值,最后通过检测图像的滤波和能量的二值化处理得到检测结果。实验结果表明,该算法能够较好地提取输电导线断股处的故障信息,具有适用性广、识别能力强、检测速度快等优点。

OPGW断股的微观检测及机理分析

为分析得出OPGW断股的机理,预防和减少OPGW断股,微观检测分析了现场OPGW断股样品的断口、电子金相和化学、力学及热性能。结合线路运行情况,得出OPGW断股原因由雷击高温熔融造成,熔断样品烧蚀范围集中、损伤由外到内。OPGW断股机理是:大电流闪击电弧造成>1k°C的局部熔融区,紧跟持续电流扩展熔融区造成高温熔断,多次雷电冲击可造成多处熔伤和溅伤累积。

光纤复合架空地线的雷击断股机理与防治措施

针对我国光纤复合架空地线(opticalfibercompositeoverheadgroundwire,OPGW)断股时有发生的现状,有必要分析OPGW的断股机理并研究相应的防治措施。通过对我国OPGW断股情况的调查和对断股样品的微观分析得出了雷击造成OPGW断股的机理;按照标准进行雷击试验,分析了OPGW外层绞线单丝直径、绞线材料、雷击转移电荷库仑数、张力、雷电参数等因素对OPGW雷击断股的影响;通过模拟试验得出了避雷线接地方式与遭雷击概率的关系,根据雷击试验结果研制了2种耐雷型OPGW,通过计算并参照有关标准提出了OPGW发生断股损伤后的处理措施以及OPGW雷击断股的综合防治措施。

光纤复合架空地线雷击断股的防治研究

针对OPGW雷击断股的特点和主要影响因素,通过模拟试验研究了综合防治措施。研究表明,新建线路中普通避雷线(GJ)应采用接地方式或提高布置高度,已建线路的GJ可多点接地或档距中间装放电尖等措施以降低OPGW雷击概率,同时选用耐雷型OPGW。最后论述了OPGW断股损伤后不同的处理方法。