基于整体与局部纹理特征加权融合的港机装备钢丝绳断丝缺陷检测研究

钢丝绳是港机装备的重要部件,由于作业工况环境恶劣,钢丝绳表面极易引起断丝等缺陷,影响港机装备作业安全。针对港机装备钢丝绳表面油泥严重、光照亮度不均,以及港机装备钢丝绳断丝缺陷能够在钢丝绳股顶钢丝椭圆形区域内有效体现的特点,提出了一种基于钢丝绳整体纹理特征与股顶钢丝椭圆形区域边缘轮廓纹理特征加权融合的钢丝绳断丝缺陷检测方法。首先采用图像降噪、增强、校正技术对钢丝绳原始图像进行预处理。然后采用图像平滑、阈值分割及边缘特征提取技术对股顶钢丝椭圆形区域边缘轮廓进行提取。接着采用局部二值模式(LBP)算子分别提取钢丝绳整体纹理特征与股顶钢丝椭圆形区域边缘轮廓纹理特征,并对钢丝绳整体纹理及边缘轮廓纹理特征进行特征加权融合。最后对加权融合后的特征向量进行主成分分析(PCA)法降维,并应用支持向量机(SVM)技术对钢丝绳断丝缺陷进行检测。研究结果表明:本文提出的方法对实际工况下重油泥、光照不均等钢丝绳断丝缺陷具有较好的检测效果,具有一定的工程应用价值。

输电线路断股捋回修复机器人设计

传统断股线路修复方法为人工高空修补,该方法工作强度高、风险大且效率低下。在现有断股线路修复装置的基础上,设计一种输电线路断股捋回修复机器人,通过PLC系统驱动机器人沿架空地线行走,在地线断股处通过驱动齿轮带动断股输电线路同环绕套筒旋转,并通过捋线套筒内弹簧圆柱件挤压断股电线,到输电线路凹陷部分,实现断股捋回与压接,从而修复断股输电线路。最终,通过实验验证了断股捋回修复机器人具有稳定与可靠的断股导线修复能力。

基于改进Faster R-CNN的输电线路断股识别算法研究

为解决输电线路断股图像识别不精确的问题,设计了一种基于改进Faster R-CNN算法的输电线路断股识别检测方法。该方法利用DenseNet121代替VGG16,并融合各密集块的输出特征;同时,采用Soft-NMS算法取代NMS算法来缓解重叠目标漏检的问题。实验结果表明,更换特征提取网络后,mAP达85.1%,且特征融合后的mAP达到了90.2%,相比改进前提升5.1%。采用Soft-NMS算法后,mAP提升了1.6%。最终改进后的模型mAP从80.8%提高到了92.5%,证明了改进后的算法能有效提高检测能力。

输电线断股自动识别软件设计研究

随着输电线路使用年限的不断增加,输电线路极易出现断股问题,这不仅会影响整个电力系统的正常运转,还会给周边居民的生活和工作带来危害。因此,需要采取科学、合理的方式识别输电线断股问题。基于此,介绍一种输电线断股自动识别软件设计方案。该软件由3部分组成,分别是STM32软件程序、LabVIEW上位机程序以及断股智能识别算法,这3部分相互协作,共同实现输电线断股的识别操作。通过仿真实验表明,该软件能够较为准确地判断输电线断股的具体位置,可在现代电力领域推广应用。

海工钢丝绳生产难度分析

海工钢丝绳市场是钢丝绳生产强企纷纷瞄准的重要用途钢丝绳市场,也是纷纷落地巨型捻股机、合绳机生产钢丝绳的主要目标市场。面对海工钢丝绳超重、超长、大直径、镀锌、高破断拉力及使用所处的特殊环境,分析认为,国内企业制造该用途钢丝绳目前确实面临不少困难。欲生产好海工钢丝绳应做好以下几方面工作:深入分析粗直径钢丝绳性能特点,高度重视盘条质量,慎重选择适合海洋环境的钢丝绳润滑油脂,仔细研究钢丝绳制造关键技术,适度考虑增加预张拉工艺,必须强调捻制设备运行可靠的重要性,充分认识增加大吨位钢丝绳破断拉力试验机的必要性,不断丰富能更好满足使用的钢丝绳其他性能。在持续实践与总结中逐渐提高国产海工钢丝绳质量。

计及断股角度的高压输电导线钢芯漏磁场矢量计算与分布规律研究

针对现有钢芯断股漏磁场的研究中只考虑断股的长、宽、深等几何参数,鲜见涉及股线断口角度对漏磁场影响的问题,建立钢芯漏磁检测装置的三维有限元模型,分析12种断股角度工况下漏磁矢量B_(x)、B_(y)与B_(z)的分布规律,并将3种矢量进行对比,得到对断股最敏感的矢量方向。结果表明,矢量B_(x)和B_(y)呈多峰形态,且以断股角度90°为分界点,正负峰分布特征相反,而矢量B_(z)在断股角度90°时因断股宽度影响出现多峰,其他工况均为单峰形态。对比各矢量峰值发现,矢量B_(x)和B_(y)在各工况下正负峰值均较为相近。矢量B_(z)峰值远大于B_(x)和B_(y)峰值,断股角度90°时差值最大,B_(x)与B_(y)正峰值分别仅为B_(z)正峰值的4.5%和2.2%,负峰值绝对值仅为B_(z)正峰值的1.5%和2.9%。矢量B_(z)对钢芯断股最敏感,霍尔元件应垂直于导线表面布置以拾取矢量B_(z),此时漏磁信号检测最为有效。

架空线路断股缺陷的轴向温升特性及识别方法

运行中的户外架空输电线路断股缺陷将引发局部过余温升,温度极大值出现在缺陷处,并向无缺陷区域迅速衰减。基于温度分布的红外热成像技术能识别断股缺陷程度,但不同的风速会显著影响观测对象表面温度,为红外热像检测带来困难。为研究低风速下架空线路断股处轴向温度分布,以LGJ-240/30钢芯铝绞线为例,在重庆大学输配电装备及系统安全与新技术全国重点实验室的人工气候室对其进行热循环试验。通过人工破坏制造断股缺陷,利用自制集风装置调节风速,交流大电流发生装置提供稳定的焦耳热源,得到断股数对线路缺陷背侧最大温升与轴向无缺陷区域温差的影响规律,并基于此提出风速为1~3m/s时,线路断股数红外识别方法,最后通过在雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站进行自然实验对该方法进行验证。结果表明:架空输电线路发生断股后,缺陷温度极大值与非缺陷区域正常温度的轴向温差随风速增大迅速减小;轴向温差θ和风速u拟合关系式中,描述传热项的拟合系数b随载流量、断股数增加而增加;在低风速条件且线路载流量为360、480及600A,断股数大于3时,通过提出的方法断股数识别准确率大于90.1%,断股缺陷识别率大于94%,解决了低风速下红外热巡检工程无法实施而错失最佳检修时间的难题,使线路检修效率大幅提高,从而保障电网安全稳定运行,对架空输电线路红外热巡检工程具有指导意义。

高压润梗水分控制系统的设计与应用

根据预先作用和空间分离的原理,利用现有蒸汽增压烟梗回潮机进料气锁转子的槽型结构,设计一套加水系统,在高压蒸汽回潮前,先进行一次加水回潮,以提高高压润梗出口水分。试验结果表明,高压润梗出口水分对梗丝的整丝率、碎丝率、填充值均有显著影响。以真龙品牌配方烟梗为原料,当高压润梗出口的烟梗水分提高至32.5%左右时,梗丝的填充值、整丝率、碎丝率等指标均有明显改善,且保留了高压润梗梗丝的内在品质。

风力发电机组叶片引下线断线检测技术

叶片引下线断裂检测是风力发电机组叶片定检的常规检测项目之一,风机叶片引下线如出现断裂故障没及时发现,将直接威胁风机的安全运行。目前,在风电行业叶片引下线断线检测普遍采用欧姆法进行检测,存在检测效率低、检测成本高、安全性差等问题。为改善风力发电机组叶片引下线断线检测技术,相关高校对检测方法和仪表技术进行了研究,提出了以行波法为代表的新检测方法。从行业应用的角度对当前关于叶片引下线断裂故障检测技术进行分析,从检测原理、技术特点、仪表状况等方面比较各种方法的优缺点。对风力发电机组叶片引下线断线检测技术的未来发展趋势进行了展望。并探究了叶片引下线断裂在线检测的方法,更好地满足当前迅速发展的风电行业,极大程度地保护了运维人员的人身安全。

高压导线断股修补机器人构型设计及作业仿真

针对架空高压输电线路导线产生断股或散股等故障,从而产生线路安全运行问题,以500kV四分裂线路为例,着重进行了断股修补作业装置的构型研究,提出一种利用预绞丝护线条修补导线的断股修补机器人机构构型方案。依据预绞丝护线条修补工艺制定机器人作业规划,主要包括断股预处理与护线条安装作业。针对护线条安装作业,建立由作业装置、弹性护线条和柔性导线构成的仿真模型,通过作业仿真分析,得到系统的作业动态性能,验证断股修补作业的可行性。

基于光纤温度传感的光缆外层断股高精度监测

针对光缆外层断股监测精度和敏感度较低的问题,文章提出了一种基于光纤温度传感的光缆外层断股高精度监测方法。分析光纤温度传感器的数据高速采集电路、信号放大与光/电转换电路等,获取最优监测模式;在光缆上布设光纤温度传感器,进行外层断股温度数据采集;引入小波去噪方法,构建光缆外层温度数据的信号模型,进行有效的信噪分离,完成光缆断股高精度监测。以24B1-45与24B1-08型号的光纤复合架空地线(OPGW)光缆为例,实例实验结果表明,光纤温度传感器的信噪比最高可达152和157 dB,响应频率最高可达6230和6310次/s。应用该方法后,保证光缆外层断股监测没有受到过多干扰且具有较高的监测精度,满足高精度监测需求,能够通过温度有效检测出光缆外层断股情况,为偏远地区光缆外层的故障监测提供可靠保障。

考虑温差特性的导线疲劳损伤在线监测技术

针对架空导线在实际工况中受自然环境影响出现导线断股现象,开展钢芯铝绞线(aluminum conductor steel reinforced, ACSR)断股稳态温度与断股后疲劳损伤方面的研究。首先,以LGJ-240/30型号导线为例搭建损伤导线载流试验平台,分析导线在不同损伤条件下的温度特性,利用测温数据线性拟合出损伤导线局部温度与断股之间的关系。其次搭建对应导线的有限元模型,通过计算损伤导线的单位产热率,对损伤导线截面的温度特性进行数值模拟;利用损伤导线与无损导线之间的温度差,拟合损伤导线局部温度与断股之间的关系,验证试验得到的线性关系。最后,针对导线的运行工况,由理论研究确定关键运行参数,提出一种输电线路疲劳损伤监测系统,该系统已应用于广东省某220 kV输电线路,成功对此线路的疲劳损伤状态进行实时监测。

大口径PCCP断丝加固技术工程应用和效果评价

针对埋地预应力钢筒混凝土管(PCCP)的断丝现象,介绍了常用的三种加固方案,即在断丝管节内壁粘贴碳纤维片材、对断丝管节进行体外预应力加固以及更换断丝管节进行修补加固。为了验证这些加固技术的应用效果,对断丝管节加固前后的断丝数据及冬、夏季典型时段断丝数据进行了分析,并对加固方案效果进行了评价。结果表明:碳纤维加固不能显著减少断丝的持续发生;体外预应力加固效果明显,可基本解决断丝的发生,是相对可靠的断丝管节加固技术;更换断丝管节需耗费大量的人、财、物,适用于管线应急修复。

基于小波变换的钢丝绳断股检测分析

为探索一种对钢丝绳断股检测更准确的方法,防范高空吊篮坠落事故发生,采用电磁学对断股钢丝绳处进行泄漏磁感线的检测,利用磁偶极子模型判断缺陷处轴向分量与径向分量的磁感应强度,选择特征更明显的轴向分量磁感应强度进行分析,利用霍尔元件检测磁感应强度,建立了基于STM32单片机的信息采集与处理系统。为获得更加准确稳定的检测数据,利用小波变换对信号进行处理,并且确定软阈值来判断钢丝绳断股情况。根据理论分析和实验结果,此种钢丝绳检测方法能有效判断钢丝绳的断股情况。

300MW汽轮发电机线棒股线断裂原因分析和预防措施研究

以山西阳泉某热电厂300 MW汽轮发电机为研究对象,对该汽轮发电机一起定子线棒股线断裂致内冷水漏氢严重超标事故进行分析,阐述了定子线棒股线断裂的原因,最后采取更换整台线棒的技术方案。该案例分析可为有效预防发电机定子线棒股线断裂的发生与维修提供技术参考。

电梯用钢丝绳断股原因分析

通过宏观检查并结合体式显微镜、电感耦合等离子体发射光谱仪、碳硫分析仪、金相显微镜、显微硬度计、扫描电子显微镜等检测分析仪器,对一根电梯用的钢丝绳断股原因进行分析。结果表明:钢丝绳材质为45钢;断股钢丝绳与未断股钢丝绳的显微组织、维氏硬度未见明显差异;钢丝绳出现断股的主要原因与该股钢丝绳所受的应力较大有关,最终在钢丝绳运行的过程中,只出现了一股钢丝绳发生断裂,且断口主要为正断断口。

基于AI的输电线路导线断散股缺陷检测方法

针对现有方法对输电线路导线断散股缺陷检测时存在的缺陷检测准确率较低的问题,提出了基于AI技术的输电线路导线断散股缺陷检测方法。首先对所采集的输电线路导线图像进行降噪和增强等处理;然后利用LBG算法完成K-means算法的优化,应用改进后的算法对导线图像进行分割提取;最后采用AI技术中的卷积神经网络算法,实现对输电线路导线断散股缺陷的检测。实验结果表明,采用所提方法对导线断散股检测时,其检测准确率均高于95%,优于对比方法,具有一定应用价值。

基于优化Gabor滤波器的输电导线断股图像检测

输电导线在运行中可能发生损伤、断股现象,对其进行及时检测和诊断对于保证电网的安全运行具有重要意义。现代输电线路状态检修一般采用直升机或者巡线机器人搭载视频检测装置的方式。文中提出应用Gabor滤波器对输电导线视频图像数据进行处理,实现输电导线断股的图像检测,即通过计算完好导线图像与滤波器卷积能量的输出响应、应用小生境遗传算法寻找最优的Gabor滤波器参数和分割阈值,最后通过检测图像的滤波和能量的二值化处理得到检测结果。实验结果表明,该算法能够较好地提取输电导线断股处的故障信息,具有适用性广、识别能力强、检测速度快等优点。

光纤复合架空地线(OPGW)雷击试验分析

按照IEC60794和DL/T832标准,对不同参数类型的OPGW进行了雷击试验,分析总结了OPGW外层绞线单丝直径、绞线材料、雷击转移电荷库仑数、张力、雷电参数等对OPGW雷击断股的影响。在此基础上提出,采用较大直径外层绞线和铝包钢材料外层绞线的OPGW可有效防止其遭雷击断股。

OPGW断股的微观检测及机理分析

为分析得出OPGW断股的机理,预防和减少OPGW断股,微观检测分析了现场OPGW断股样品的断口、电子金相和化学、力学及热性能。结合线路运行情况,得出OPGW断股原因由雷击高温熔融造成,熔断样品烧蚀范围集中、损伤由外到内。OPGW断股机理是:大电流闪击电弧造成>1k°C的局部熔融区,紧跟持续电流扩展熔融区造成高温熔断,多次雷电冲击可造成多处熔伤和溅伤累积。