一种输电线缆多功能巡检机器人

随着电力系统的迅猛发展,输电线缆的人工巡检工作日益繁重,输电线缆通常架设于环境复杂、人口密集的地区,这给线缆的输电安全和日常维护带来很多困难,采用智能化机器人技术代替人工巡检方式已成为国内外研究热点。针对目前输电线缆工作时可能出现的问题,设计一种输电线缆多功能巡检机器人。首先对机器人系统的整体方案进行设计,确定机器人行走装置、涂胶装置和线缆监控装置的结构设计,以及机器人控制系统与地面监控系统构成的控制方案;然后对机器人的机械结构进行了深入研究和分析,包括驱动机构、涂胶机构、支撑机构,论证了涂胶机构的可行性;最后建立了机器人的样机模型,研制了相应的样机,对机器人的各个机构进行分析,也对机器人上下坡爬行受力情况和稳定运行的条件进行分析,增强了机器人的巡检稳定性。通过深入分析巡检机器人的总体设计方案,论证了该设计方案的可行性和可靠性。

一种新型输电线缆风舞在线监测系统及其舞动参数测量方法

架空输电线缆舞动是威胁电力系统输电线路安全运行的重要因素之一,对线路舞动情况进行实时监测很有必要。提出一种抗电磁干扰及其他恶劣环境的长距离输电线缆舞动分布式在线监测系统及其舞动参数测量方法,利用光时域反射仪(OTDR)实现架空输电线缆风舞分布式在线监测,根据光缆内散射信号沿空间分布的偏振态变化情况分析得到架空线缆实时的风舞状况。检测到线缆风舞事件并定位后,通过对风舞信号进行频谱分析和包络拟合的方法实现舞动频率、摆幅的定量测量。现场测试验证了线缆舞动频率和摆幅测量方法的有效性,在电缆13km和33km处先后监测到4次风舞事件,频率分别为0.42Hz、0.38Hz、1.13Hz和2.54Hz,幅度级别分别为Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅲ。结果表明该系统能准确实现线缆风舞频率和摆幅定量测量。

轻型输电线缆感应取电装置参数优化设计

电流互感器(current transformer,CT)感应取电因其具有实用性强、使用范围广与安全性高等优点,将有望成为电力系统输电线缆在线监测设备最有效的供能方式。目前感应取电装置为解决低电流取能不足及大电流易饱和等问题,常采用增大磁芯体积及重量的方法,该方式增加了输电线缆的承重负担,使线缆连接处拉伸应力增大,长期运行将会危及电力系统安全。因此,以降低磁芯重量为前提,采用粒子群算法对磁芯尺寸、气隙大小及线圈匝数等参数进行全局优化。仿真和实验结果表明,在极大降低磁芯重量的基础上(仅为1.2 kg),感应取电装置在一次侧较低电流为15 A时,输出可达0.22 W,功率密度达1414.8 W/m^(-3),且可以保证输电线缆在15~1200 A的电流变化范围内能量的有效输出,具有一定的工程应用价值。

基于改进熵权模糊层次分析法的输电线缆质量评价模型

针对输电线缆制造质量评价问题,基于改进熵权模糊层次分析法提出其质量评价模型。首先以材料质量、生产工艺以及监控验收作为准则层指标构建质量评价指标体系,通过相关性分析在选取的指标层因素中剔除重复指标。接着,对指标层数据进行预处理转化为满意度指标,采用专家打分法确定模糊评价矩阵并通过求解最大特征向量得到初始指标权重,同时对特征值进行一致性检验。然后,分别在准则层计及权重信息熵以及在指标层计及数据信息熵对指标权重进行改进。最后,通过对某地区输电线缆制造生产线数据采用所建立的模型进行评价,得到评价结果并进行检验,验证了模型的正确性和有效性。

基于改进模糊神经网络的输电线缆制造质量预测方法

针对输电线缆制造质量预测问题,采用制造工艺关键指标数据,基于改进模糊神经网络对制造质量合格率进行预测。首先,通过引入模糊化层和模糊规则计算层建立模糊神经网络的结构,采用高斯函数建立模糊化层的隶属度函数,构建了隶属度函数均值和宽度的训练过程;接着基于帝国竞争算法对模糊神经网络中的隶属度函数学习因子和后件网络权重学习因子进行优化,优化目标为最小化神经网络收敛误差;采用改进模糊神经网络设计输电线缆制造质量预测流程。最后,通过一个仿真算例验证了所建立的模型相比于传统神经网络以及基本模糊神经网络在输电线缆制造质量合格率的预测效果上更优,验证了所建立模型的有效性。

基于温湿度传感器的高压输电线缆覆冰在线监测技术

为保证高压输电线缆覆冰输电的安全性,需要进行覆冰监测,提出基于温湿度传感器的高压输电线缆覆冰在线监测方法。根据数据监测结果分析高压输电线缆覆冰的状态特征,结合状态监测结果实现高压输电线缆覆冰在线监测。仿真结果表明,采用该方法进行高压输电线缆覆冰在线监测的准确性较高,实时性较好,提高了高压输电线的安全性和稳定性。

输电线缆组合材料式CT低电流取能技术研究与应用

电流互感器(CT)感应取电是目前输电线缆在线监测设备最有效的供能方式。但输电线缆低电流会导致CT无法取能,进而会导致设备供能死区情况发生,危及电力系统安全。因此提出了一种基于锰锌铁氧体与硅钢片串联组合式CT磁芯结构以解决CT低电流取能问题。为验证该磁芯结构低电流取能的有效性,通过采用叠加磁通法给出组合式磁芯结构不同材料占比λ与初始磁导率的关系,进而得到满足实际项目需求的λ值。为了验证理论分析的正确性,搭建了一套CT取能实验平台。实验结果表明,在输电线缆低电流为12 A时,组合式磁芯结构比常规硅钢片取能CT的感应电压提高约30%,重量减少约15%,整体功率提高约24%,进而最大限度解决了供能死区问题,具有一定的工程实用价值。

高压直流输电系统输电电缆的故障定位研究

随着社会对电力的需求越来越大,电力无论是输送容量还是输送距离均不断提高,远距离架空线路的直流侧输电线缆故障频发,已成为高压直流输电系统中不容忽视的问题,受到越来越多的人关注。本文首先对高压直流输电系统单极接地故障进行了分析,然后研究了直流输电系统输电电缆S-transformation故障极定位方法和BP神经网络故障点定位原理,并进行了仿真实验,取得了良好效果。对后续高压直流输电系统输电线缆的故障位置定位研究具有一定借鉴意义。

基于分段连续ANCF缆索单元的输电线缆动力学建模与仿真

在绝对节点坐标缆索单元和Bézier/B样条几何体关系的基础上,构造了分段连续的ANCF缆索单元。单元形函数为分段连续函数,给出了其递推形式的定义式。单元在内节点处的连续性取决于单元节点坐标的选取以及形函数的定义方式。给出了单元弹性力及其对节点坐标雅可比矩阵的定义。进而采用该单元,建立了输电线缆架设过程中断线工况的动力学分析模型。可以实现用一个单元表示整条电缆线,从而在动力学仿真程序中避免了反复进行的单元到系统的集成及系统到单元的离散过程。用静力学分析计算得到输电线缆在重力、张紧力等外力共同作用下达到平衡时的节点坐标值,将其作为初值输入给动力学仿真程序,以模拟张紧力对输电线缆动力学行为的影响。建立了静、动力学仿真算例验证了单元的准确性,并给出了输电线缆的动力学仿真结果。

架空输电线缆用磁功能材料钢丝的试验研究

本文研究了一种新型磁功能材料钢丝在架输电线缆中除冰应用，并对钢丝生产中的工艺技术问题进行了探讨。钢丝的试验应用表明，除冰作用明显，是一种在电力部门有应用前景新材料。

输电线缆制造全过程质量管控系统架构设计

新一代信息通信技术的快速发展,加速了制造模式的创新和制造系统的数字化演进。面对输电线缆产品生产全过程的订单管理、生产管理、质量管理、问题追溯等业务需求,本文结合工业互联网、边缘计算等技术,设计一种输电线缆生产质量管控系统架构,支撑输电线缆生产全过程质量管控。

基于熵权TOPSIS的输电线缆制造质量评价方法

为科学客观评价输电线缆制造质量,提出了基于改进TOPSIS的输电线缆制造质量评价方法。首先,考虑输电线缆质量评价中表面性能、设备性能、原材料性能、实验性能、原材料性能及污染物产生等各方面的关键因素,构建输电线缆制造全过程质量评价指标体系;然后,采用极差法对各项评价指标数据进行标准化,采用熵权法计算各评价指标权重,利用TOPSIS综合评价算法构建输电线缆制造质量评价模型;最后,基于某线缆生产厂家的检测数据开展质量评价,验证了算法的有效性。

线缆混合输电线路故障区段判别用光学电流互感器

针对海南联网工程500kV线缆混合输电线路存在的故障区段难以判别的问题,介绍了一种利用柔性光学电流互感器实现对线缆混合输电线路故障区段进行准确判别的新方法。阐述了柔性光学电流互感器的原理、构成及线缆混合输电线路故障区段识别方案。实际应用表明,将柔性光学电流互感器用于线缆混合输电线路能够准确判断故障区段,有效提高故障位置检测速度,加快故障后系统恢复供电能力,降低维护检修人员负担。

航道通航条件影响评价中的常见问题和处理方法

为了解决通航水域界定、通航水位选取和线缆安全富余高度取值等问题,避免技术标准理解差异造成塔架高度过高或档距过大的情况,在解读现行技术标准的基础上,结合实际案例,提出相应的处理方法:通航水域的界定需要满足设计代表船型可能进入的必备条件;当水文资料缺乏时,设计最高通航水位的计算采用比降推算法和水力学公式法;电缆安全富余高度值为2 m。