城市轨道交通车载线缆状态评估分类方法

线缆的绝缘状态关系到地铁车辆的安全运行,因此开展城市轨道交通车载线缆的状态评估具有重要意义。文中介绍了上海地铁车载线缆的运行情况,研究了线缆的故障机理,进而分析线缆在运行过程中可能受到的应力,如运行环境应力、机械应力等。针对分析的情况,筛选出地铁车辆上需要评估的线缆,制定线缆寿命评估规则,设置较为明确的试验检测方法,为地铁车辆线缆的检查、维护提供建议。

虑及互耦效应的线缆辐射EMI建模

并行布线结构的开关电源线缆是开关电源辐射电磁干扰EMI(electromagnetic interference)的重要干扰源。针对并行线缆间辐射场互耦效应机理不明晰使得辐射电磁干扰预测不准确的问题,提出1种虑及线缆间互耦效应开关电源线缆的辐射电磁干扰模型。通过对描述线缆互耦效应的互阻抗建模,得到描述开关电源线缆辐射特性的辐射EMI输入阻抗模型,进而得到虑及互耦效应开关电源线缆的辐射EMI模型;搭建辐射EMI测试实验平台进行测试。实验结果表明,所提虑及互耦效应的辐射电磁干扰模型能够更为准确地预测开关电源线缆的辐射电磁干扰。

地面装备电源变换系统高低压线缆串扰仿真研究

电源变换系统中功率器件如MOSFET和IGBT开关管的高速切换将产生高幅值和宽频段的电磁干扰,是电动车辆最为常见也无法避免的电磁干扰源。同时,互连线缆是机电设备传递信号和能量的载体,是实现设备功能不可或缺的组成部分,线缆的天线效应使其成为设备产生电磁干扰的主要途径,是系统电磁兼容问题的主要根源之一。为了分析高压电源变换系统对低压控制系统的电磁耦合,以某典型地面装备电源变换系统IGBT开关管产生的脉冲宽度调制波(PWM波)作为电磁干扰源,以实装线缆作为分析对象,构建高低压线缆串扰模型,仿真分析不同线缆对地距离、线缆间距条件下单线、屏蔽线、双绞线等多类低压线缆的近端串扰电压,得出低压线缆的抗干扰性,为系统线缆的布线提供指导。

典型变电站沟内线缆HEMP耦合仿真研究

当高空电磁脉冲耦合到变电站内部时,线缆会成为耦合主要的效应物。基于典型变电站布局,选取了3种典型的连接二次设备的控制线缆,对比分析选取了三维传输线矩阵TLM算法对典型线缆进行高空电磁脉冲HEMP耦合仿真分析。结果表明,两端均不接地的线缆末端能产生高达49 kV的电压信号;模拟量传输线缆则能在接地芯线和屏蔽层上感应到百安培量级的电流信号;传输开关量的线缆在屏蔽层感应到百安培量级的电流信号,芯线上的信号不超过0.23 mA。最后利用水平极化辐射波模拟器进行现场试验,与仿真结果对比验证了算法的等效性和耦合计算结果的有效性。

基于先验时滞特征的线缆捻制丝股张力均衡控制方法

丝股张力均衡控制是线缆捻制质量的重要保障。为解决捻制端张力检测与放线执行端之间的张力感知时滞效应导致闭环张力控制失效的问题,研究了根据张力实时检测数据结合先验知识给出应对时滞的张力控制策略。结合线缆捻制的实际工况,理论分析张力检测数据时滞效应,采用变分模态分解的方法对张力信号进行分解,获得多个包含原始数据特征的低复杂度和较高平稳性的固有模态分量。采用深度学习的方法融合固有模态分量,实现丝股捻制张力的预测与异常识别。结合线缆捻制先验知识,设计基于先验知识的张力均衡控制系统,依据捻制端预测张力调整执行端的放线轮磁滞张紧力,避免出现张力异常。通过仿真实验验证了方法的有效性,为实现线缆捻制丝股的张力均衡控制提供了一种有效的解决方法。

分析手段辅助机车线缆寿命评估及热老化监测

当前机车线缆保有量巨大,存在较多超龄或老龄的配套线缆及系统,如何更精准地评估机车线缆服役寿命是行业共性难题。文中研究不同老化温度下机车线缆绝缘层聚烯烃材料的氧化诱导温度与相对断裂伸长率保留率的关系,以及不同温度下老化过程中傅里叶变换红外光谱(FTIR)变化趋势。结果表明,随着老化进程的深入,相对断裂伸长率保留率逐渐降低,氧化诱导温度也逐渐变小;FTIR红外光谱变化趋势为线缆寿命评估中高温点的选择提供了筛选依据。氧化诱导温度测试及FTIR红外光谱测试可作为线缆寿命评估的辅助分析手段,可为常规老化法评估线缆寿命中高温点的选取及热老化进程的监测提供有效借鉴。

基于时域BLT方程的带绝缘线缆束场-线耦合模型

为研究外场辐照下复杂线缆系统(多导体、非线性负载、带绝缘层)终端电压/电流时域响应特性规律,提出了复杂线缆束在入射场激励下的终端响应建模方法。研究在时域内重塑多导体BLT方程,在兼顾计算效率、易于向线缆网络扩展的基础上,解决了线缆束端接非线性负载的终端时域响应求解问题;并通过引入介质层系数,修正了BLT方程源矢量项,解决了常规BLT方程忽视绝缘层对入射场畸变效应而导致的误差问题。最后,将计算结果同时域有限差分法和有限积分法计算结果进行对比,验证了模型在处理复杂线缆场线耦合问题上的准确性。

海底线缆在液化海床中的受力试验及防护固定桩最优间距计算

为解决海床液化以后埋置线缆被液化土体携带作近似椭圆的运动而导致其位于液化区域边缘处的部分发生弯折疲劳破坏的问题,本文利用波浪水槽试验,对模型线缆的竖向位移和端部受力进行了监测,结果显示土体液化后的波动造成此2项监测数据均有增大,表明了液化土可能对埋设其中的线缆有损毁作用。本文提出在海床内埋设桩基固定线缆的方案,从而基于悬链线方程,并根据埕岛海域海洋动力环境特征来计算该海域海底电缆的防护固定桩最优间距。计算结果表明,当土体液化后,埕岛海域电缆在无保护措施的情况下可能会发生断裂,当设置防护固定桩间距为300 m时,可起到保护作用。

线缆掩膜中心线代数化重建弯曲半径计算方法

大型电气设备中线缆起到输送、信号传递重要作用,线缆弯曲半径测量是安装过程质量保证的重要环节。针对测量线缆弯曲半径传统方法存在操作不便、效率较低的问题,提出一种非接触式机器视觉线缆弯曲半径测量方法,基于深度学习RGB-D双模态语义分割网络分割线缆掩膜,从掩膜图像中提取线缆特征中心线,进而构建线缆空间特征点集,对缆空间特征点集用参数曲线代数化重建得线缆空间特征曲线,再利用质点空间曲线运动规律求解线缆弯曲半径。为验证本方法实际应用效果,用半径R=110 mm、125 mm标准圆弧固定线缆,由弦高法人工直尺测量结果与本方法测量结果对比,实验表明:本方法测量弯曲半径较人工直尺测量平均误差分别降低7.2%、2.2%,测量时间分别减少93.8%、92.2%。所提出的非接触式的机器视觉线缆弯曲半径测量方法在掩膜图像基础上代数化重建线缆空间特征曲线,计算其空间弯曲半径,测量结果可靠,较人工手动测量精度高、速度快,能适用于各种场合的线缆弯曲半径测量任务。

煤仓清洁机器人悬挂线缆对机器人本体影响分析

针对人工清洁大型圆筒煤仓仓壁粘煤效率低、工作强度大等问题,设计一款清洁机器人。首先,提出清洁机器人设计方案;其次,对悬挂线缆进行设计与强度分析;最后,通过对机器人本体有、无悬挂线缆的2种情况,施加工况载荷进行仿真分析,研究悬挂线缆对机器人本体的影响以及验证设计方案的可行性。结果表明,悬挂线缆具有平衡机器人本体在极端工况下受力不均的积极影响,进一步验证了设计方案的可行性。

强流脉冲下智能建筑弱电线缆谐振抑制方法

当智能建筑弱电线缆发生谐振时,谐振过程中会出现较大的传输性能损耗,如信号衰减、干扰增加等,导致对弱电线缆谐振抑制难度加大。为此,提出强流脉冲环境智能建筑弱电线缆谐振抑制仿真。采用分布参数模型分析智能建筑弱电线缆谐振,计算弱电线缆损耗。构建强流脉冲电磁场与弱电线缆耦合模型,通过电荷散射场项得到电磁场对线缆传输时的电容状态。通过宽频域相位补偿方法,计算相位补偿,实现谐振抑制。通过实验证明,所提方法能够较好的抑制智能建筑弱电线缆谐振,波形总畸变率也是保持在0.05%以下,提高电能质量,保证设备正常工作和运行稳定。

线缆布置对设备辐射发射影响研究

针对设备30 MHz~1 GHz辐射发射测试,不同标准给出了多种线缆布置方式,一定程度上会影响设备测试结果的一致性和复现性。文章对CISPR 16-2-3:2023和CISPR 32:2015等标准中规定的线缆布置方式进行了总结,并结合目前IEC/CISPR A分会相关领域研究人员对线缆布置的建议,试验对比分析了设备电源线采用三种不同线缆布置方式的辐射发射测试结果,旨在为CISPR 16-2-3:2023等标准后续的修订提供数据支撑。

基于QC方法的降低线缆连接器故障率技术研究

设备在调试阶段或交付客户后,因线缆故障而不能正常运行的情况时有发生,严重影响了装备任务的交付。鉴于此,基于QC小组活动的流程方法,采用统计表、排列图、因果图等QC工具,通过现状调查、要因确认、对策制定、对策实施、效果检查几个方面的开展实施,提出了线缆连接器焊接完成后进行注模的工艺方法,实现了降低线缆连接器故障率的目标。

面向复杂电子设备线缆数字化集成设计制造

文中针对传统三维建模软件用于线缆设计时效率低、设计一致性差的问题,开展了基于CATIA定制开发平台的线缆数字化集成设计平台研究。通过建立连接器、线材、辅料等的数据库和基于知识的线缆物料匹配性映射规则,开发了针对柔性线缆和半刚性线缆的线缆路径快速设计模块;通过快速编辑控制点实现线缆路径的高频次快速迭代优化;最后采用自动输出模块实现线缆图纸和制造数据的快速生成,并将成型数据自动导入线缆成型系统和基于混合现实的线缆引导装配系统,实现线缆从设计到制造的模型贯通。通过上述研究实现了线缆组件从路径规划到详细设计和制造一体化的集成应用,使线缆设计效率提升了3倍以上。

高风险回路线缆智能安全防护新型装置的应用

文章旨在探讨变电站误接入误拆除事故的危害,并提出一种基于新型装置的解决方案,即高风险回路线缆智能安全防护装置。变电站内工作常伴随着二次线缆的误接入、误拆除,以及对端子排的误触、误碰等问题,这些操作风险可能导致严重的电力安全事件。文章通过危害分析,阐述了这一问题的严重性,并介绍了新型智能防护装置的原理、应用前景以及技术创新点。该装置通过智能化设计、人工智能、物联网技术等多方面创新,有效解决了线缆误接入误拆除的问题,提高了工作安全性和效率。

车辆发动机管理系统线缆强电磁脉冲耦合与防护仿真研究

强电磁脉冲可通过外部线缆耦合进入车辆发动机管理系统(EMS)内,造成发动机管理系统设备干扰甚至损伤,电磁防护组件可为车辆EMS防护设计提供支撑。以车辆EMS为研究对象,综合考虑EMS设备及其外部连接线缆,建立EMS设备电磁仿真模型,对不同长度线缆的端口耦合特性及EMS金属壳体表面感应电流进行了仿真研究。基于防护电路仿真,设计了一种应用于车辆EMS设备的电磁防护组件。仿真结果表明,该防护组件能将5 kV的电磁脉冲限制在最高峰值幅度为18 V以内,防护效能达到48 dB,将其加装于EMS线缆接口处可有效提高强电磁环境下的可靠性,对于车辆平台控制系统的电磁防护设计具有一定的参考意义。

线缆长度驱动的两阶段热管约束组件布局优化方法

针对航天器总体布局设计过程中需要考虑线缆长度的问题,提出一种以线缆长度最小化为目标的两阶段热管约束组件布局优化方法。面向几何、质心、热管散热以及线缆长度等多种复杂约束相互耦合的布局难题,基于分而治之的思想提出将原问题解耦为两个序贯优化子问题,通过构建并求解子问题的混合整数规划模型,实现了综合考虑多条线缆最短化目标下预埋热管舱板组件布局的高效优化设计。数值布局算例结果表明,在包含15个组件、3条有线信息链路的多种优化场景下,本方法均可以找到两级求解框架下的最优布局设计结果,充分验证了方法的可行性和有效性。

规范线缆产品质量追溯 建立数字化智慧监管体系——物联网标识体系Ecode标识应用指南标准解读

电线电缆行业是国民经济的重要基础性产业,电线电缆产品质量直接关系到经济社会发展和人民群众切身利益。标准制定背景,2017年西安地铁“问题电缆”事件发生后,全国范围内电线电缆的大整治行动取得显著成效,同时给予我们深刻警示。如何利用互联网和数字化技术建立信息化平台,探索线缆行业质量管理长效机制是提升线缆行业发展水平必须要解决的问题。

基于改进快速搜索随机树算法的复杂机电产品线缆装配路径求解

针对复杂机电产品线缆装配路径求解困难的问题,提出一种基于改进快速搜索随机树算法的线缆装配路径求解方法.首先构建基于Cosserat弹性杆理论的线缆物理属性模型;然后提出改进快速搜索随机树算法的3种策略:基于人工势场法(artificial potential field,APF)的线缆装配路径规划策略,使线缆装配路径连接线缆目标构型,方便线缆实际装配;考虑线缆最佳离地高度的节点扩展策略,防止线缆因自身重力而与零部件产生碰撞干涉;基于非均匀三次B样条曲线的路径优化策略,求出一条相对平滑的路径.在Matlab线缆装配路径地图中对所提方法进行仿真的结果表明,改进后的快速搜索随机树算法的结果更优;并通过某相控阵雷达中的线缆装配路径实例,对该方法进行了验证.

高目数氢氧化镁在PVC能源线缆中的应用

基于无机阻燃剂的高效阻燃和抑烟特性,采用机械法和风选相集合的方法制备了高目数氢氧化镁(MH),并将其添加到聚氯乙烯(PVC)能源线缆中制备成复合材料。利用热失重仪、极限氧指数、烟密度测试箱等对该电线电缆的热性能、燃烧性能、烟密度等物理性能进行了测试,并且采用拉曼光谱仪、扫描电镜和能谱仪对最终的燃烧残炭进行了相关检测。研究结果表明,高目数MH的添加能有效地提高复合材料的热稳定性,T5%和T50%分别提升了3.1%和39.8%,且能够显著提高燃烧后的残炭率。同时,也能够在一定程度上提升PVC复合材料的阻燃抑烟特性,LOI值提升了4.8%,最大烟密度和烟密度等级分别降低了20.9%和29.7%;高目数MH的添加还能够有效地改善残炭的晶化结构及有序化程度,对于炭层的力学强度有提升效果,即能够更有效地抵抗热流和质流的传递;另外,其高目数MH的添加使炭层表面更为致密连续,提升了凝聚相阻隔效果。综上所述,物理法制备的高目数MH在能源线缆中存在较大的应用潜力。