基于LSTM的高压输电电缆接头异常预警系统设计

高压输电电缆接头异常预警容易受到谐波电流影响,导致预警效果不佳,为此设计了基于LSTM的高压输电电缆接头异常预警系统。检测高压输电电缆接头异常电流谐波,获取电缆接头介质状态。设计CC2430微处理器预警模块,负责处理预警区域内电流数据。构建接地线电流检测模块,负责评估电缆接头异常。构建LSTM神经网络预警模型,对比分析实时状态与模型中检测点状态,获取当前电缆接头状态的预测值。采用移动平均技术分析电流数据的整体变化走向,判断电流预测数据与阈值关系,根据系统指示灯颜色区分异常等级。由实验结果可知,该系统电流数值最大值为125 A,变化曲线与实际曲线一致,说明该系统的预警效果较好。

电缆终端应力锥错位缺陷对界面温度及应力分布的影响

电缆终端内部缺陷会造成终端内部电场分布不均、局部温度升高与应力分布变化,可能引发局部放电造成绝缘击穿。为研究终端应力锥错位缺陷对电缆界面温度及应力分布的影响,分别建立了电缆终端安装不足与安装过盈情况下的电缆终端错位缺陷模型,并进行电-热-力多物理场耦合仿真分析。结果表明:电缆终端绝缘屏蔽层截断处是电缆终端的薄弱部位,终端界面温度和界面压力都会在绝缘屏蔽层截断处发生突变。当电缆终端存在安装不足缺陷时,终端屏蔽层截断处与应力锥根部之间会出现电场升高区域,在安装位置为-7.5 mm时界面温度最高,绝缘界面压力值升高,且安装位置为-2.5mm时绝缘承受的压力值最大;当电缆终端存在安装过盈缺陷时,绝缘屏蔽层截断处会发生电场畸变,电场突变量随着偏移量的增加而增大,在安装位置为+5.0mm时绝缘界面压力值最大,且界面压力突变量增加发生畸变。因此,在电缆终端实际设计安装与运行维护中,额外注意应力锥错位缺陷对终端内部应力分布的影响十分必要。

我国电线电缆产品的质量监管模式研究

本文阐述了电线电缆产品和行业的基本情况,分析了我国电线电缆的质量监管方式、监督抽查和风险监测情况,研究了我国电线电缆行业监管中存在的主要问题及原因,并提出了相应的解决措施。

太阳能光伏电缆标准的分析

对太阳能光伏发电系统及电缆进行了概述,对国内外太阳能光伏电缆标准进行了比较,对太阳能光伏电缆击穿案例进行了分析,并提出太阳能光伏电缆标准的完善方向和未来展望。

不同受限条件下综合管廊电缆桥架火灾烟气温度分布特性研究

为了更有效地防控综合管廊电缆桥架火灾,在全尺寸综合管廊中开展了电缆桥架火灾试验,系统研究了电缆层数和卷吸条件对电缆桥架火灾烟气温度分布的影响。在电缆桥架附近垂直和水平布置一系列热电偶,分别用于测量管廊内垂直和顶棚水平温度分布。基于管廊内的垂直温度分布,揭示了火灾场景下管廊垂直温度分层规律。结果表明,管廊内发生电缆桥架火灾时,管廊内从上往下可以分为三部分:顶部射流层、中间热烟气过渡层和下部冷空气层。通过分析管廊不同端口的顶棚横向温度分布,发现顶棚温度在半封闭端的衰减速度比全封闭端更快,建立了考虑热释放速率和火源距离顶棚距离的全封闭端顶棚下方无量纲纵向温度分布模型。最后根据卷吸条件与顶棚最大温升的对应关系,发现整体火源功率越大的电缆桥架火灾受到侧壁和端壁的热反馈影响越强烈,针对不同卷吸条件下的电缆桥架火灾分别建立了顶棚最大温升预测模型。通过将模型预测值与试验值对比,发现模型误差在16%以内。

高压XLPE电缆缓冲层缺陷研究现状综述

高压交联聚乙烯电缆因缓冲层缺陷引发的故障频发,已严重威胁到电力系统的安全运行。本文首先介绍了缓冲层的基本结构和作用,并在此基础上梳理了目前国内外对于缓冲层失效的相关研究;其次从缓冲层的材料特征和内部结构等角度结合电场仿真来分析缺陷发生的主要原因;之后对缓冲层缺陷中出现的白色粉末绝缘性能和理化特征进行总结,并提出其形成机理;最后对缓冲层缺陷的检测手段进行汇总,提出使用计算机断层成像技术对电缆缓冲层缺陷进行检测以弥补现有检测手段的不足,并建议对铝护套及缓冲层的材料或结构进行优化,以预防缓冲层缺陷的生成。

不同覆盖物清理状态下海底电缆打捞受力仿真

该文通过对海缆深浅水打捞过程机理的分析,确定覆盖物对打捞过程存在一定影响。通过OrcaFlex考虑水动力建立打捞过程模型,研究覆盖物厚度与覆盖物位置对海缆打捞过程中张力及曲率的影响。研究发现,覆盖段被打捞时,海缆张力会出现明显的波动;打捞过程覆盖段海缆曲率极值明显增大。随着覆盖物厚度的增加,覆盖段海缆曲率极值逐渐增大,海缆的张力波动也更加明显。覆盖物只对覆盖段曲率极值有明显影响;当吊点处覆盖物未完全清理时海缆易发生弯曲失效,远离吊点处的覆盖物对打捞过程海缆沿缆曲率极值影响不大。在实际工况下可进行针对性工作和保护,降低工作量并提高打捞效率,防止电缆在打捞过程中受到二次破坏。

高灵敏微波载荷卫星出舱电缆及舱体屏蔽的EMC设计

针对高灵敏微波载荷卫星对舱板电磁屏蔽效能的高需求与出舱电缆对舱体屏蔽效能巨大破坏性之间的矛盾,文章首先提出航天器理想舱板(无出舱电缆)的电磁屏蔽效能分析方法,给出提高对于1 GHz以上干扰电磁波屏蔽效能的设计原则;然后分析出舱电缆成为影响航天器外舱板对P波段(150 MHz~1 GHz)电磁波屏蔽效能主要因素的机理,给出干扰电流与干扰场强关系计算公式;最后给出出舱电缆及舱体屏蔽的电磁兼容(EMC)设计方法,提出用接地电阻测量法验证出舱电缆屏蔽皮接地的有效性,为总体总装EMC实施找到关键控制手段,并通过整星试验数据确认此方法能有效提升整星EMC试验效率。

海底电缆动态疲劳试验方法研究

海底电缆安装敷设与在位运行期间承受长期、复杂的动态荷载,容易发生疲劳失效。针对悬跨海底电缆动态行为复杂,缺乏模拟海底电缆与海床脱离点处疲劳试验方法的问题,该文搭建悬跨海底电缆与海床接触的原型疲劳试验装置,开发悬跨海底电缆疲劳试验方法,开展内部疲劳失效发生层动态应变信息测量方法研究。结果表明:动态疲劳试验能够准确模拟海底电缆疲劳受力状态并还原其在振动荷载下的结构响应,试验过程中的加载拉力误差低于15%,加载曲率误差低于10%,对海底电缆内部铅护套层的应变测量误差低于10%。该文提出的动态疲劳试验方法对海底电缆的结构失效验证具有很好的参考价值。

基于同步压缩变换的电缆缺陷定位研究

由于采集信号为入射波与多反射波的叠加,且多分量信号之间存在耦合不服从线性叠加原理,导致以采用魏格纳分布(Wigner-Ville distribution,WVD)为核函数的传统时频域反射法(time-frequency domain reflection,TFDR)存在严重的交叉项干扰,影响对缺陷的定位和判断。针对这一问题,本文提出一种基于同步压缩变换的电缆缺陷定位方法,该方法采用同步压缩变换(synchrosqueezing transform,SST)替代WVD以消除交叉项干扰,并以高分辨率定位电缆缺陷。同时分析参考信号相关参数,针对不同长度电缆测试,提出参考信号设计原则。该方法的主要步骤包括:通过采用TFDR法获取时域定位信号;然后采用SST求取压缩和重排后的时频谱图,以获取更精确的时频表达并消除交叉项干扰。最后,搭建了10kV交联聚乙烯电缆仿真模型进行研究,并选取了长度为500 m含中间接头的XLPE电力电缆和某地约32km海底电缆对算法进行实验验证。仿真及实验结果表明:SST算法对信号进行重排后能有效消交叉相的干扰,提高了时频域反射法定位精度。

基于自适应阈值分割的动车组辅助供电系统单芯动力电缆故障定位方法研究

单芯动力电缆是动车组辅助供电系统能量传输通道之一,其故障后准确定位对检修具有重要意义。当前,电缆故障定位使用较为广泛的方法为时频域反射法,但在对反射信号进行时频分析过程中,产生的交叉项是制约定位准确度的重要原因。为此提出一种基于自适应阈值分割的Wigner-Ville变换方法:在70 m长的电缆样品中设置低阻、高阻、开路和短路四种缺陷故障样本,对时频域法检测到的信号使用Wigner-Ville变换进行时频分析,说明原始Wigner-Ville变换产生交叉项的原因,并据此提出基于自适应阈值分割的Wigner-Ville变换方法,解决交叉项干扰问题;将本文方法与当前交叉项抑制方法进行测试效果对比。结果表明:提出的基于自适应阈值分割的Wigner-Ville变换方法可以有效消除交叉项,且对于单个缺陷故障和多个缺陷的电缆均可适用;对于所设置的单个缺陷故障位置的定位误差均小于0.80%,对于双缺陷故障检测结果的定位误差小于0.40%,验证了本文方法的有效性。

氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线的kHz重频脉冲功率源

闪光X射线摄影技术在军事和民用等多个领域具有重要场景。针对重频直线感应加速器高重频的要求,提出了基于氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线的脉冲功率源方案,设计和研制了一种三同轴电缆,研究了氢闸流管的导通特性,搭建了氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线脉冲功率源的验证平台,开展了kHz重频脉冲功率源实验研究,以及kHz重频脉冲功率源驱动重频感应腔的实验研究,结果表明:基于氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线脉冲功率源实现了波形品质优异的kHz重频方波脉冲输出。

热处理工艺对铜电缆组织及性能的影响

针对当前新能源汽车充电电缆中铜导线强度与导电率难以兼顾的难题,采用不同工艺对常用充电电缆的铜线导体(φ0.8 mm)进行再结晶退火处理,旨在优化其力学性能与电学性能。结果表明:拉拔态铜线具有较高的强度(抗拉强度R_(m)=385 MPa),较低的电学性能(导电率σ=99.4%IACS),以及较低的弯折性能(136次)。对拉拔态铜线进行不同温度(180、200、220、550、800℃)及保温时间(30 min、18 s、8 s)退火并测量样品的力学性能和导电率,发现在200℃×30 min退火后样品具有较好的综合性能,导电率增大至103.3%IACS,弯折性能增大至318次。再结晶退火使铜线内部的微观结构发生明显变化,性能的变化与微观组织的变化息息相关。

基于改进YOLOv8的电缆复合绝缘结构内部缺陷太赫兹成像识别方法

电缆及其附件在制造和运行过程中容易产生内部缺陷,严重危害供电系统的安全。针对传统电缆复合绝缘结构内部缺陷检测方法的局限性,提出一种基于太赫兹时域光谱成像的目标识别检测方法。以交联聚乙烯电缆接头为研究对象,首先通过等效简化,制作了含分层与金属杂质缺陷的电缆接头等效试验模型;然后分别对含缺陷的人工模型进行太赫兹频域成像和吸收谱成像检测,得到了相应的成像结果;最后,基于上述成像结果,采用改进型YOLOv8模型对不同缺陷图像进行分类识别,结果显示改进后的YOLOv8对电缆接头内部缺陷的检测精确度达到99.8%,联合交叉为0.5时的平均精确度达到99.5%,结果相较于传统方法显著提升。该文所提方法有助于将太赫兹检测技术和目标检测算法推广到对电缆复合绝缘结构内部缺陷的无损可视化检测,可有效辨别电缆复合绝缘内部存在缺陷类型和位置,并可推广至其他层状复合绝缘结构的内部缺陷检测。

民用建筑电线电缆阻燃耐火性能应用研究

通过分析比对不同电线电缆阻燃耐火性能分类及试验标准,提出设计标准中阻燃类别选择存在的问题及建议。建筑物发生火灾的严重程度与建筑规模功能用途密切相关,不同建筑物的消防用电设备所需连续供电的时间也不同,消防设备配电及控制线路应满足建筑火灾延续时间内能连续供电的要求,电线电缆耐火性能的选择应与之相适应。

建筑直流电缆的研发与应用

随着实现“双碳”目标关键技术“光储直柔技术”的发展,建筑直流配电系统亟需与之配套的直流配电电缆。通过对建筑直流电缆在研发和应用等方面的梳理,分析直流配电系统电缆应用现状和存在问题,提出建筑直流配电系统应采用专用的直流电缆。

电、热、力仿真研究平滑铝护套高压XLPE电缆缓冲层设计

平滑铝护套电缆可有效规避皱纹铝护套电缆缓冲层缺陷,但目前国内对其缓冲层结构设计最优参数尚不明确。通过对绝缘膨胀进行计算、试验验证及公式修正,研究平滑铝护套电缆绝缘膨胀及间隙设计;建立平滑铝护套电缆仿真模型,分析有无空气间隙对电场分布的影响,以及不同缓冲层厚度对平滑铝护套电缆温度、热应力分布的影响;建立平滑铝护套电缆简化结构四点弯曲仿真模型,研究在重力作用下其机械应力分布。结果表明:综合重力、绝缘膨胀等因素,220 kV 1200 mm^(2)平滑铝护套电缆缓冲层和铝套之间的负间隙大小建议设计为1.3~1.6 mm。在平滑铝护套电缆缓冲层设计时,应在满足绝缘热膨胀的同时尽可能减薄缓冲层的厚度,提高电缆载流量,避免铝护套承受过大的热应力。

基于弱磁探测的三相电缆路径快速定位方法

城市地下电缆的快速定位对于城市的安全稳定发展具有重要的意义,然而目前城市内地下电缆探测精度较差,可探测区域较小。针对上述难点问题,该文提出一种基于弱磁探测的三相电缆路径快速定位方法,并推导三相电缆磁场辐射的基本规律,通过测量空间中任意五点的磁场幅值信息,结合粒子群数值迭代计算方法,利用五点定位原理,推算得到地下三相电缆的路径。最后,通过仿真和实验验证该方法的可行性,并进行定位误差分析。该方法对于提高地下电缆探测精度和深埋电缆的探测能力有一定的参考价值。

基于脉冲同步的配电电缆局部放电在线监测及定位方法

为了解决配网电缆局部放电在线定位难题,文中提出了一种基于脉冲同步的配电电缆局部放电双端在线定位方法,并研制了面向泛在电力物联网的配电电缆在线监测系统。首先,通过向电缆中注入脉冲信号,实现双端系统的时钟同步,并获得高频信号在电缆中的传播速度,解决了到达时间分析方法在配网电缆应用中同步困难的问题,并提出了采用基于能量法估计的局部放电脉冲到达时间,提高局部放电定位结果的鲁棒性。然后,描述了面向泛在物联网的配网电缆局部放电在线监测要求和架构。其次,详细讨论了关键硬件的实现方法,包括增益可调的高频电流互感器和感性脉冲注入装置。最后,为了验证提出方法和系统的有效性,在实验室10 kV电缆上进行了局部放电模拟试验,实验结果表明,提出的定位方法相比于传统的基于GPS同步的定位方法定位精度显著提升。此外,利用研制的测试系统对风电场真实的35 kV电缆进行了现场测试,验证了提出方法的可行性。

高压电缆附件铅封缺陷超声检测定量方法

采用相控阵超声技术可以检测高压电缆终端铅封缺陷,为了解决常规的超声定量方法无法有效的检测和定量铅封缺陷的问题,提出了基于超声扇扫图像的高压电缆铅封缺陷定量检测方法,该方法以铅封缺陷纵波扇扫图像为对象并结合了阈值分割和腐蚀算法,能够实时的获取缺陷横截面积、缺陷高度等其他相关信息。首先,搭建了高压电缆终端铅封缺陷超声检测试验平台,对以孔洞、夹渣为代表的不同直径的铅封缺陷进行检测,其次,对采集的铅封超声扇扫图像进行阈值分割和腐蚀算法处理,进行缺陷定量分析,并与传统的-6 dB定量结果进行对比,最后讨论了不同直径缺陷对超声定量结果的影响。研究结果表明,相较于传统的-6 dB法,此方法测量的距离误差缩小了5%,缺陷尺寸精度提高了10%,正确率达到了85%以上,但当铅封缺陷直径增大时,缺陷测量误差也随之升高。该方法验证了采用相控阵超声技术可以高效、直观的检测和定量高压电缆铅封缺陷,为高压电缆铅封缺陷的工程应用提供了重要参考价值,有助于提高高压电缆终端铅封工艺质量,确保电网的运行安全。