基于深度学习的架空输电导线缺陷检测方法研究

无人机巡检图像中,架空输电导线断股、表面磨损等缺陷存在人工复检效率低、误检漏检率高的问题,为此提出了一种基于深度学习的架空输电导线缺陷智能检测方法。该方法以Unet为基础网络,结合迁移学习的思想,将VGG16(visual geometry group,16 weight layers)作为主干特征提取网络,并且将VGG16在ImageNet数据集上训练的权重作为预训练权重,以增强训练效果;然后将网络中的普通卷积用深度可分离卷积代替,有效地减少了网络的参数量;最后引入轻量级的高效通道注意力模块(efficient channel attention,ECA),实现不降维的局部跨信道交互策略,突出重要特征的同时克服了性能和复杂性之间的矛盾。在自建的输电导线缺陷数据集上,对方法进行了功能与性能测试,实验结果表明所提方法在导线断股检测上的准确率达到89.81%,在表面擦痕检测上的准确率达到90.86%,在表面刮损检测上的准确率达到93.58%,平均交并比(mean intersection over union,MIoU)值为86.12%,单张检测速度相对于Unet网络提升了8倍左右,提高了网络检测速度和检测精度。

基于BP神经网络的索道钢丝绳损伤研究

钢丝绳是客运架空索道的主要承载部件,其损伤情况关系着整条索道的安全。钢丝绳断丝数量关系到钢丝绳质量和报废,合理地进行钢丝绳损伤检测有助于保障索道安全运行,减少企业损失。文中通过合理选用隐含层神经元数目,调用匹配的激活函数,搭建单线固定抱索器索道钢丝绳断丝BP神经网络预测模型,获得不同参数下钢丝绳断丝情况,为制定合理的钢丝绳损伤检测时间提供参考。

基于实时多任务流系统的高空自动化接线机器人研究

文中针对电网高空作业的检修需求进行高空全自动化接线机器人设计,从高空自动化接线机器人机械臂功能设计和接线功能实现方面进行了介绍。高空自动化接线机器人机械臂的结构设计分为机械臂和绝缘设计。采用嵌入“准时”(Just in Time,JIT)调度思想的基于优先级的立即抢先算法实时处理接线多任务,新增绝缘防护失效控制模块,目的是提高处理效率和人机交互的智能化。该系统包括机械臂控制系统、电动机驱动电路系统、移动平台系统等多个模块。通过现场实施测试,证实该系统可以根据任务程序有序、高效地执行实时维护。与传统人工接线相比,高空自动化接线装置具有效率高,安全性好等优越性。

电磁脉冲模拟器下架空线缆响应的实验研究

实验研究架空线缆的电磁脉冲(EMP)响应。利用有界波EMP模拟器和辐射波EMP模拟器产生的电磁环境,分别开展了架空线缆的响应实验,有界波模拟器下进行了4.6m长、0.5m高的单、多根短线缆响应实验,辐射波模拟器下进行了40m长、3.3m高的长线缆响应实验。实验测试了线缆在端接不同负载时端点处的电流响应,并与基于Agrawal模型的计算结果进行了对比。结果显示,两种实验环境下的测量和计算结果吻合较好。这表明,有界波EMP模拟器和辐射波EMP模拟器均可以开展线缆的EMP响应实验研究,并且实验结果也验证了运用Agrawal模型预测分析线缆EMP响应的有效性。

扬沙和沙尘暴对导线电位影响的风洞模拟实验

根据风洞模拟实验,研究发现扬沙和沙尘暴过程中:①导线电位随风速及输沙量的增大,呈指数规律递增;②随沙粒粒径的增大,电位差随高度的变化具有上扬的趋势;③粒径愈大,电位差反而减小;④沙尘暴中导线电位高于扬沙天气;⑤伴雨状况下的沙尘暴较之非伴雨状况下具有较强的电位差;⑥导线材料相同时,导线直径越小,电位差愈大;⑦导线直径相同时,铝线较之铜线具有较强的电位差,且当裸铝线两端加电压2～4kV时,出现尘端放电现象。

航空遥感器热控调试系统

为便于航空遥感器热控系统实验,设计了一种调试系统。将遥感器内部分为多个加热区,每个加热区分布有多个温度传感器,对各个加热区分别进行控制。为了便于系统连线,系统选用单总线结构的温度传感器DS18B20,并采用TMS320F2812DSP的IO口对单总线时序进行了模拟。详细描述了热控调试系统的设计,通过分析温度传感器温度转换和温度读取耗时,确定热控分系统采样周期,从而给出热控分系统与遥感器控制器通信数据格式。通过该系统,实验人员可单独对各个加热区进行通断控制,且各个加热区温度值和加热状态直观地显示给实验人员。整个调试系统的设计大大简化了热控系统的调试,可为其他热控调试系统设计提供参考。

航空相机柔性传动系统扰动抑制补偿

为了克服柔性传动及控制对象模型参数的不确定性给航空相机俯角稳速系统带来的速度波动,引入干扰观测器以改善俯角系统的稳速性能.在传统干扰观测器基础上,通过系统的标称模型,构造了H_(∞)鲁棒干扰观测器.相比于传统干扰观测器,该方法不仅考虑了外部干扰和测量噪声对控制系统稳定性的影响,还考虑了模型参数不确定性对系统稳定性的影响.对带有干扰观测器的反馈控制的鲁棒稳定充分条件进行研究,并选取满足此充分条件的加权函数,利用线性矩阵不等式方法,通过解决一系列凸优化问题,得到该H_(∞)鲁棒干扰观测器,该方法保证了闭环反馈系统的鲁棒稳定性.实验结果表明,在给定速度为1°/s的情况下,俯角系统速度稳态精度从0.154°/s提高到了0.053°/s.从而证明了该方法的有效性,图像质量获得了提高.

利用ANSYS软件计算架空索道钢丝绳挠度的探索

架空索道钢丝绳挠度计算是架空索道工艺设计中的一个重要内容,本文使用ANSYS有限元分析软件建立了架空索道中所用钢丝绳的有限元模型,计算出该模型在自重和集中载荷作用下的挠度,结果表明该计算结果与现行索道理论计算值具有较好的一致性。

单端与双侧电源架空线路工频电压升高的分析

对架空线路单端和双侧均与有限容量电源系统相连接 ,因电容效应等因素产生的准稳态过电压进行了计算分析 。

热聚乙烯钢丝索在管道跨越工程中的应用

针对忠武输气管道跨越工程跨度大、管径大、荷载大的特点,对跨越主索的选择进行了分析和比较。比较结果表明,热聚乙烯钢丝索在弹性模量、防腐性能、施工工艺和工程投资等方面具有明显优势,适于忠武输气管道跨越使用。介绍了这种钢丝索在马水河、蚂蝗溪、木龙河和大溪沟跨越工程中的设计与应用,认为其应用经验可为其它管道跨越工程提供借鉴。

架空乘人车断绳抓捕装置的设计

基于对现场实际情况的分析考察,提出了几种断绳抓捕装置的方案,并给出了各种设计方案的简图以及工作原理。通过对各种方案进行对比,确定了连杆式的断绳抓捕机构为最优设计方案。该方案具有很高的现场应用价值,具有广阔的应用前景。

钢渣显热对宝钢供配电架空线路安全运行的危害评价

重点分析了发生在宝钢厂区一起“奇特”的220 kV高压架空线路闪络故障,并据此讨论了宝钢供配电架空线路的运行状况。通过层层分析,最终找到了引发该闪络故障的三个必要务件:红热钢渣、潮湿气候和钢渣车在高压线路下的驻留;并对在闪络中形成的地面炸坑进行了成因推测。对防止此类故障以及提高宝钢供配电系统可靠性提出了若干建议。

基于线驱转向的仿蝴蝶扑翼飞行机器人系统设计与控制

作为一种新型飞行机器人,仿蝴蝶扑翼飞行机器人模仿自然界蝴蝶的生物结构和飞行方式,能够有效地融入并适应复杂环境,在军民融合领域具有广阔的应用前景.目前针对仿蝴蝶扑翼飞行机器人的研究大多停留在对生物蝴蝶飞行机理的研究,鲜有能够实现自由可控飞行的机器人系统.本文设计了一款基于线驱转向的仿蝴蝶扑翼飞行机器人,名为USTButterfly-S,其翼展50 cm,重50 g,可实现长达5分钟的自由可控飞行.首先结合生物蝴蝶翅膀的扑动特征,设计了双曲柄双摇杆对称扑翼驱动机构.然后模仿凤蝶的翅翼形状,设计了仿蝴蝶翼型.对翅膀的几何学分析表明,USTButterfly-S的翅膀与凤蝶具有较好的形态相似性.接着针对仿蝴蝶扑翼飞行机器人的转向控制问题,首次采用线驱动机构拉动翅膀调节翅翼面积,进而实现了USTButterfly-S的无尾航向控制.最后集成自主设计的飞控系统,USTButterfly-S能够实现室内盘旋飞行并进行实时航拍.在实际飞行实验中,USTButterfly-S展现出类似生物蝴蝶的飞行特征.

无人机电传操纵系统的非线性控制

为了研究无人机的飞行控制性能,以无人机电传操纵系统为研究对象,对其非线性控制技术进行了深入的理论和试验研究。对非线性操纵机构进行了运动学分析,运用逆运动求解方法,将非线性操纵系统进行部分线性化,对机构位置进行正向、逆向运动学推导,建立系统完整的运动学模型。借鉴了一种反馈形式的高精度慢变系统最优控制器,提出了非线性奇异摄动系统的组合控制,利用微分几何控制理论构造了系统模型,并经实验实现了电传操纵系统的奇异非线性自适应控制。研究结果表明,基于非线性自适应控制的电传操纵系统控制能够较好地实现位置、速度精确跟随,并能够满足系统抗负载能力要求,整个系统具有更好的稳定性和鲁棒性。

航测技术在线路工程中的应用

本文通过航测技术在500kV武瓶线(江苏段)工程中的应用,系统地总结了航测技术在送架空送电线路测量中的作业要求,提出了航测外业的主要内容和工作方法。

新型全防护拉索在管道跨越中的应用

介绍了新型全防护拉索在管道跨越中的应用,以往管道跨越采用不同规格钢丝绳作为承重索、抗风索,但由于钢丝绳本身的结构特点,给管道跨越设计施工带来了很多困难。苏州华能热网工程首次采用高强钢丝新型全防护拉索作为管道跨越的承重索及抗风索,效果很好,就这种新型全防护拉索的制作技术及其特点进行了详细描述。

架空导线不停电全自动融冰技术及装置

针对近年来架空导线由覆冰引起的冰害事故,根据导线电阻与导线截面积成反比、载流导线因电阻发热的原理,提出了覆冰时减少导线载流截面积,从而加大导线发热量使导线覆冰熔化的方法,并设计了可改变载流截面的复合导线和能自动完成复合导线变截面操作的复合开关装置。该措施能在不改变电力系统运行状态下实现对架空电力线路导线进行全自动、分段和有选择性的融冰,最大限度地降低了融冰的能源消耗。

二线制垂直空间移动系统算法及装置的设计

针对目前常见的高空作业吊篮大都只能实现竖直方向移动,工作面积和效率受到极大限制的问题,设计了二线制垂直空间移动系统并提出了基于两线制的横纵向连续作业高空吊篮。在楼顶两端分别固定一个电机作为定点,利用三角函数计算绳索和定点距离之间的关系,并转化为电机转动的角度,实现吊篮在垂直空间内的二位移动。通过理论计算和模拟仿真检验算法的可靠性以及装置的合理性。实验结果表明,该装置成本低,具有在保障安全系数的同时可以平稳高效移动、大幅度提高工作效率等特点。

10kV架空线路带接地保护分布式自动化方案

提出一种基于变电站出线馈线断路器、智能柱上断路器和智能负荷开关的10kV架空线带接地保护自动化方案,能够对架空线路瞬间故障进行自动隔离和排除,并能快速对永久性故障进行有效的判断和隔离。实际应用结果表明,本方案的应用减小了停电小时的户数,缩短了检修时间,并提高了系统运行的稳定性。

地线融冰故障分析及关键技术研究与应用

介绍了地线融冰的基本原理及方法,结合黎平变电站的融冰故障原因分析,论述了架空地线直流融冰的实现对提高输电线路的整体防冰能力的重要性。