低压直流断路器拓扑参数对燃弧时长影响研究

基于LC振荡换流的机械式直流断路器能够抑制开断电弧,可靠切除故障线路,保障系统安全运行。为分析机械式直流断路器拓扑参数对其开断的影响,基于人工过零点抑弧原理,在MATLAB/Simulink中搭建直流断路器仿真模型,分析不同模型下电弧抑制效果。在此基础上,针对断路器不同换流方式下的拓扑参数进行电弧抑制仿真,讨论可控参数与不可控参数对燃弧时长的影响。仿真结果表明,在强制振荡与自激振荡换流方式下可控参数对燃弧时长的影响不同,电弧时间常数、电弧散热功率等不可控参数对燃弧时长影响相同。该研究成果可为直流断路器抑弧拓扑设计提供有效参考。

基于改进YOLOv8模型的弓网燃弧视觉检测

针对燃弧视觉检测中遮挡下目标尺寸过小的问题,设计了一种基于BiFormer注意力机制的非接触式弓网燃弧视觉检测算法,增强了识别燃弧小目标的表征学习能力。首先,基于目标检测,引入了经典目标检测算法YOLOv8,搭建了一种用于检测弓网燃弧的视觉检测平台;其次,为了提高计算效率,将BiFormer注意力机制引入到YOLOv8模型中,并将Focal-EIoU应用到损失函数中,以增强系统对燃弧小目标的检测能力,提升对燃弧特征的判别性能;最后,在不同地铁工况下对该方法的有效性进行了实验验证。

基于改进MobileNet-SSD的受电弓燃弧检测方法

针对高铁列车运行时,受电弓与接触网接触不良而产生燃弧现象,实现燃弧检测高精度、高效率的问题,该文设计了一种基于MobileNet-SSD的燃弧检测模型。通过对受电弓数据集图片进行旋转、剪切、加噪等处理,提高模型的鲁棒性;针对SSD网络参数计算量大、模型复杂的问题,去掉MobileNet网络的池化层、全连接层和Softmax层,与SSD网络的多尺度特征映射层相连接。加入感受野增大模块,提高模型提取特征信息的能力,并通过BN算法对数据信息做归一化处理,降低样本间的差异性。将受电弓燃弧数据集输入改进后的模型做对比实验,结果显示,改进SSD算法检测速度最快可以达到46.19帧/s,均值平均精度相比原算法提升7.73%,该模型可以满足列车弓网燃弧检测需求,具有较高的应用价值。

直流限流熔断器分断燃弧过程的模型优化与验证

为提高直流限流熔断器结构优化设计效率,针对直流熔断器半经验燃弧模型仿真误差较大的问题,该文基于局部热力学平衡方程,通过完善介质吸能过程参数,对熔断器半经验燃弧模型进行优化。在此基础上,提出一种直流熔断器电弧电导率曲线的拟合方法,并设计熔断器分断试验进行试验验证。结果表明:熔断器电弧电导率与电弧功率密度具有一定的映射关系,模型在相近工况下,采用相同工艺制作的熔断器改变熔体结构时,仿真预期燃弧特性与试验结果一致性优良,电弧电压仿真计算精度有较明显提高。该方法及相关结论可用于在一定范围内指导熔断器的熔体结构设计及对熔断器燃弧过程中电弧特性进行研究,可有效提高燃弧模型仿真计算的准确性,减少熔断器设计中试制和试验次数。

不同灭弧介质下直流燃弧特性实验研究

为探究H_(2)、N_(2)和不同混合比例的H_(2)-N_(2)混合介质的燃弧特性,搭建了可视化电弧实验平台。设计了“圆台平板”碳触头结构稳定电弧,利用高速摄影仪拍摄电弧形态及电压、电流探头采集电弧电气量,测试不同介质的电弧特性,分析气体电弧的电弧电压组成及近极压降的提取,比较多组混合气体下电场强度。实验表明H_(2)-N_(2)混合气体的弧压随着H_(2)含量增加而上升,可为直流接触器气体介质的选择提供参考。

基于改进yolov4-tiny的地铁受电弓燃弧检测方法

地铁受电弓的燃弧会加剧受电弓滑板和接触网磨损,严重危害轨道交通安全。文章针对地铁车辆受电弓燃弧检测存在强光干扰和背景多变的问题,提出了一种基于yolov4-tiny模型改进的燃弧检测方法。为提升小目标检测能力,该方法在yolov4-tiny原有两个尺度的预测分支的基础上,添加第三尺度的预测分支以实现小燃弧在浅层网络中的定位,在主干网络后增加RFB(Receptive Field Block)模块以扩大网络的感受野,增强模型的特征提取能力。结果表明,改进的模型在测试集上的平均精度值(PAP)比yolov4-tiny提升了7.8个百分点,达到了98.2%,燃弧的定位效果与yolov4相当,但速度得到了极大的提升,单张图片的推理速度仅为6.5 ms,能有效、准确地完成地铁车辆中的受电弓燃弧检测任务。

操作冲击电压及其叠加工频电应力下油纸绝缘尖端放电及燃弧特性研究

具有油纸绝缘绕组结构的关键电力设备在投运时容易出现乙炔超标问题,进而产生局部放电和燃弧现象。为此,本文研究操作冲击电压及其叠加工频电应力下油纸绝缘的尖端放电及燃弧特性,对比分析不同尖端缺陷的放电与燃弧特性,讨论冲击电压与工频电压叠加相位的影响。结果表明:含有纸板的缺陷模型击穿后的燃弧过程可分为高频重燃弧阶段、稳定燃弧阶段、电压恢复前的重燃阶段,其中高频重燃弧阶段具有较高的燃弧频次与较低的恢复电压;操作冲击电压下,纯油隙缺陷模型出现多次击穿,油纸复合绝缘缺陷模型出现纸板直接击穿和油纸先后击穿,且缺陷模型的类型会影响放电特性及燃弧规律;叠加相位则是通过影响电应力幅值来影响放电特性与燃弧规律。

断路器试验方式T100a中最长燃弧时间试验分析

目前断路器标准中的试验方式T100a主要有两种试验程序,其中一种在额定非对称度小半波末确定最短燃弧时间,例如GB/T 1984—2014《高压交流断路器》;另一种在中等非对称度大半波末确定最短燃弧时间,例如GB/T 4473—2018《高压交流断路器的合成试验》。通过比较发现两种试验程序使用的最大燃弧窗口差异较大,GB/T 4473—2018中的最大燃弧窗口明显小于GB/T 1984—2014中的最大燃弧窗口。为了研究GB/T 4473—2018中较小的燃弧窗口能否覆盖实际开断过程中可能出现的最长燃弧时间工况,文中对开断三相非对称电流时可能出现的最长燃弧时间工况进行系统参数计算,并从最后电流半波参数、燃弧窗口、电荷转移量以及电流能量4个方面与GB/T 4473—2018中长燃弧试验的试验参数进行比较、分析,得到以下结论:一是GB/T 4473—2018中长燃弧试验对实际工况的覆盖情况与最短燃弧时间有关;二是当最短燃弧时间较短时,GB/T 4473—2018中的长燃弧试验可以覆盖实际开断过程中可能出现的最长燃弧时间所对应工况。

可控紫外光用于弓网燃弧检测装置定标系统的相关探讨

为了进一步增强城市轨道交通运行安全,针对可控紫外光在弓网燃弧检测装置定标系统中的应用展开分析。首先,介绍了弓网燃弧检测装置定标系统,了解其在城市轨道交通领域的应用现状。其次,介绍了弓网燃弧机理以及潜在危害,分析弓网燃弧检测技术,构建可控紫外光基础上的弓网燃弧检测装置定标系统,并对系统性能与运行效果展开论述,发挥标定系统作用,以期能够维持城市轨道交通安全运行。

弓网燃弧检测方法及评价标准研讨

对弓网燃弧现象进行机理分析,总结不同检测方法优缺点,对比国内外现有弓网燃弧评价标准并分析了差异性;针对30%牵引电流的限制评价条件的影响因素进行了研讨,给出了我国弓网燃弧检测的典型应用案例,指出目前我国采用的标准不考虑牵引电流的影响更为科学、全面、合理。

252 kV GIS内部燃弧故障压升计算及壳体烧穿概率研究

气体绝缘开关设备在电力系统中起着重要的控制与保护作用,内部燃弧故障产生的高温、高压和壳体烧穿效应对设备、建筑物以及工作人员的安全造成了巨大威胁。文中针对252 k V GIS采用流体相平衡中的气体恒压热容CP0、恒容热容CV0修正改进标准计算法的参数,明确“Kp因子”的取值范围,提出一种计算压升的增强型改进标准计算法和考虑故障切除时间的壳体烧穿概率计算法。研究结果表明:引起压升的能量占电弧能量的比例系数“Kp因子”的取值约为0.78~0.92,显然大于低电压等级开关设备的取值,增强型改进标准法的计算精度高于改进标准法的计算结果,壳体烧穿的概率与故障切除时间成正比,而与电弧移动时间成反比。通过对比实际GIS内部燃弧试验压升和烧穿结果,验证了所提出的增强型改进标准法和烧穿概率计算法的有效性。

高压断路器燃弧时间测量方法研究

高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备,是作为绝缘和灭弧的装置,对电力系统的安全稳定运行具有重要意义。在研究高压断路器短路性能试验时,最重要的参数就是断路器的燃弧时间。本文介绍了在高压断路器短路性能试验中常用的测量燃弧时间的原理和方法,同时提出了一种基于行程曲线的燃弧时间测量方法,该方法也在高压断路器短路性能试验中得到了广泛的应用。

GIS内部故障燃弧压力及温度特性研究

为了降低气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)内部燃弧故障的发生频率,减轻燃弧故障对人身安全及设备造成的危害,根据ZF32-126开关设备的各项参数指标,在标准压力和温度计算模型的基础上考虑了内部故障燃弧对气体本身的影响,采用改进的计算模型,计算了故障燃弧下SF 6热力学参数。在此基础上将SF 6热力学参数应用于压力和温度计算模型,得到了内部故障电流为40 kA情况下,ZF32-126开关设备各气室在不同保护时间下的压力和温度上升特性,以及不同保护时间下外壳的最大烧蚀程度及平均烧蚀速率,验证了改进标准算法具有更高的精确度。

弓网燃弧问题分析及对策探讨

电力机车通过受电弓与接触网的耦合获得不间断电能,电能的可靠传输关乎高速铁路的运营效率和安全。随着电气化铁路运营速度的提升,弓网燃弧问题已成为制约牵引电能传输可靠性的关键因素之一。现有关于弓网燃弧研究成果多侧重于电气理论,与实际运营结合不够紧密。本文主要从动态检测燃弧问题着手,对燃弧缺陷产生原因进行探讨,并结合运营实践经验对弓网燃弧问题的改善提出建议。

地铁刚性接触网燃弧与受流质量探讨

在地铁工程建设过程中,对刚性接触网的施工质量进行严格控制,加强刚性接触网关键技术管理工作,对保证接触网的安全性有至关重要的作用。地铁刚性接触网燃弧问题会对接触网的安全性产生影响,在开展刚性接触网燃弧和受流质量管理工作时,需要明确燃弧问题的危害和原因,了解燃弧和受流问题之间的联系,加强在地铁运行中弓网燃弧检测与分析,提升受流质量管理水平。

关于3C检测燃弧缺陷的分析方法与处置对策

科学分析车载接触网运行状态检测装置(3C)检测出的燃弧超限缺陷,针对接触悬挂不同位置发生的燃弧报警进行分类,利用接触网检测监测系统、静态测量数据以及现场复核等手段进行综合分析,提出不同类别的3C检测燃弧缺陷相应的分析方法和处置对策。

基于CDI分析的接触网整锚段燃弧诊断及精调整治

对郑渝高铁联调联试期间接触网动态性能指数CDI进行应用分析,发现接触线整锚段燃弧问题,通过多次重复性比对进行问题诊断确认,逐项分析接触网恒张力放线基本要素,确定了自中心锚结向两侧补偿装置进行推压的应力释放精调方法。经现场运行实践,采用该方法可消除整锚段燃弧问题,推广应用到其他运营线路也具有良好效果,具有借鉴意义。

环保气体绝缘环网柜的燃弧与开断特性研究

文章主要对环保气体绝缘环网柜的燃弧与开断特性进行了研究,并对研究结果进行了分析。

提高锅炉等离子体火炬燃弧稳定性的参数调整方法研究

等离子体点火(也称等离子体火炬)已广泛应用于火力发电厂的锅炉点火,但由于系统复杂,工作环境恶劣,运行一段时间后容易出现起弧困难、频繁熄弧等问题。以某次点火过程中出现频繁熄弧问题为切入点,对等离子体火炬熄弧现象的数据进行了统计分析,研究提高燃弧稳定性的方法。结合简易电弧理论模型和试验数据,明确了电弧电压与轴向气压的强相关性,提出了定量评价燃弧质量的统计指标,并结合历史数据和正常设备数据对熄弧现象进行对比分析。研究发现,此次点火过程中火炬状态发生变化,在轴向气压未调整的情况下,出现电弧电压超过额定值的现象,导致了电源电压裕量不足,进而降低了燃弧稳定性。利用电弧电压与轴向气压的强相关性,通过拟合其线性关系可对电弧电压定量调整,调整后实现稳定燃弧。火炬的状态存在动态变化的现象,运行参数宜根据当前电弧特性动态调整,避免电压过高引发熄弧。研究结果可以为相关设备故障分析、提高点火装置运行管理水平和相关技术改造提供理论和方法参考。

模糊辨识在直流电弧燃弧时间及能量建模研究中的应用

本文研究了直流电弧燃孤时间及燃弧能量与触头分离初速度、回路电压及回路电流之间的非线性关系 ,采用模糊对向网络模型以及模糊C 均值算法 ,给出该非线性关系的模糊建模方法。应用的实际效果表明 ,所得模型具有较高精度 。