Transmission cable fault detector based on waveform reconstruction

In order to improve the accuracy of cable fault position location at a low cost and make the testing results intuitive, a cable fault detector based on wave form reconstruction is designed. In this detector, the cable fault position is located based on the time-domain pulse reflection （TDR） principle. A pulse waveform is injected in the tested cable, and a high-speed comparator with changeable reference voltages is used to binarize the test pulse waveform to a binary sequence on a certain voltage. Through scanning the reference voltage in a full voltage range, multi-sequences are acquired to reconstruct the pulse waveform transmission in the cable, and then the pulse attenuation feature, electrical open circuit fault, electrical short circuit fault, and the fault position of the cable are diagnosed. Experimental results show that the designed cable fault detector can determine the fault type and its position of the cable being tested, and the testing results are intuitive.

链式海底地震仪节点结构设计与试验

海底地震仪是一种重要的海洋地震观测设备。针对中国近岸浅海洋流噪声大和人类活动频繁的特点,提出链式地震观测方式并对链式海底地震仪节点进行机械结构设计。首先根据内部构件尺寸与布局对地震仪节点整体结构进行设计;然后通过理论计算与有限元仿真方式确定地震仪节点仓体的壳体厚度、端盖厚度和密封尺寸;最后通过压力试验验证所设计的地震仪节点结构的耐压和水密性能符合要求,通过地震观测对比试验验证其接收天然地震的能力。此链式海底地震仪未来将应用于浙江近海的实际地震观测,提供实时连续的地震观测数据。

武汉青山长江公路大桥宽幅钢箱梁悬臂拼装横向线形匹配技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938 m的双塔双索面全飘浮体系斜拉桥,主跨整体式钢箱梁高4.5 m、全宽48 m,采用500 t架梁吊机分节段悬臂拼装架设。钢箱梁悬臂拼装时,架梁吊机站位节段、待架节段由于荷载及约束不同,横截面变形呈现出不同的趋势,线形匹配难度大。为解决该问题,主跨钢箱梁悬臂拼装时选择上、下游分体式架梁吊机,减少架梁吊机自重;经比选选择横桥向27.7 m间距的架梁吊机站位,减小了架梁吊机荷载对横向线形匹配的影响;通过设置顶压装置(由顶压牛腿、支承底座组成),在架梁吊机站位节段、待架节段钢箱梁边腹板处施加1500 kN顶压力,配合少量马板,一次加载完成对接口竖向变形匹配调整。施工后,钢箱梁横向线形匹配精度均满足要求。

低气压试验线缆密封方法研究及应用

飞机线束被誉为飞机的“神经系统”,担负着全机输配电功能和信号传输功能,随着发展,线缆和连接器越来越复杂且数量繁多,每一独立的系统设备都有一套复杂的线缆和冷却管等组成,冷却部分可能包含冷却通风管道、通油管道和液氮管道等。在进行低气压试验时,这类线缆经由低气压试验箱的引线孔伸延出箱外,需要进行密封处理才能使箱内达到要求的低气压环境。本文通过分析低气压漏气的原因,对不同的线缆和管道进行预处理和采取不同的密封方法和密封介质进行密封,并进行总结。

基于K7G20触控一体机的20kV高压电缆绝缘测试仪设计

传统10 kV绝缘电阻测试仪无法有效检测110 kV及以上电压等级电缆高阻值高残压类型故障。为此,基于K7G20触控一体机设计一种高压电缆绝缘测试仪,其具备高压电缆主绝缘电阻测试、护层耐压和护层保护器试验功能。针对高压电缆高阻值高残压类型故障的特性,设计了20 kV电压输出模块,采用比值测量法改进测量电路,提高试验电压和泄漏电流的测量精度。采用K7G20触控一体机作为总控制器和人机界面的实施主体,实现远程智能测试。通过对上海某220 kV电缆线路的现场测试,证明该仪器能有效检测出高阻值高残压的电缆绝缘故障,同时具备护层耐压和护层保护器试验功能,可有效提高高压电缆快速故障检修效率。

高压旋喷锚索在全砂地层深基坑中的应用研究

全砂层地质条件下,普通锚杆施工时易出现塌孔、涌砂等情况,地层很难达到锚固承载力设计值。为探究高压旋喷锚索在全砂地层深基坑中的应用效果,以陕西省某医院基坑工程项目为例进行研究,介绍了高压旋喷锚索基本原理及特点,通过现场试验分析了高压旋喷锚索在全砂地层中的抗拔承载力,并对基坑变形监测数据进行了分析。结果表明:高压旋喷锚索可有效解决全砂地层锚索成孔难的问题,且锚索抗拔力大,具有良好的工程应用前景。

城市电力隧道电缆管孔密闭性检测装置研制及试验应用

文章根据气体直压法测试原理,结合电缆管孔自身结构特点,设计开发出一套适用于电缆管孔密闭性检测的装置,该装置具有易操作、方便携带和可视化的特点。在其测试过程中,通过采用自检模式、气泡模式和检测模式,可以有效地实现对电缆管孔密闭性的准确检测。同时,本研究还以某城市110千伏电力隧道的电缆管孔为例,通过对工程现场电缆管孔的试验测试,分析出电缆管孔1~#和2~#存在泄漏风险,有效验证了该密闭检测装置的适用性和可行性,可为今后类似工程的开展提供一定的技术参考。

既有桥梁对新建斜拉桥主梁气动干扰效应的试验研究

为研究既有桥梁对新建斜拉桥主梁的气动干扰效应,以京珠高速改扩建汉江特大桥为背景,进行节段模型测力风洞试验。按1∶50缩尺比制作主梁节段缩尺模型,研究既有桥梁与新建斜拉桥相对位置关系、桥梁间距及风攻角对新建斜拉桥主梁三分力系数的影响。结果表明:既有桥梁对新建桥梁具有明显的气动干扰效应。既有桥梁在上游时,存在明显的遮挡效应,新建桥梁阻力系数整体显著减小;既有桥梁在下游时,新建桥梁阻力系数在正攻角范围内显著减小。升力系数受既有桥梁影响,绝对值整体减小,正攻角时既有桥梁在下游减小更显著。在正攻角范围内,既有桥梁在上游时新建桥梁升力矩系数增大,在下游时则整体减小;在负攻角范围内反之。桥梁间距对阻力系数气动干扰效应的影响突出,间距越大既有桥梁对新建桥梁阻力系数的气动干扰效应相对越小,对升力系数和升力矩系数气动干扰效应的影响较小。

斜拉索气动特性的雷诺数效应试验研究

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件,其气动特性研究是整体结构气动特性研究的基础。为探究表面光滑斜拉索气动特性的雷诺数效应,在均匀来流中进行了不同风速下的斜拉索节段模型风洞测压试验,得到了斜拉索气动力系数和平均风压系数随雷诺数的变化规律。结果表明:表面光滑斜拉索的平均气动力系数在不同雷诺数区有不同的表现,平均阻力系数在亚临界雷诺数区和超临界雷诺数区分别稳定在1.2和0.6附近,而平均升力系数为0,临界雷诺数区平均阻力系数迅速减小,对应地,平均升力系数从0增加到最大值又降低到0;对于脉动气动力系数,处于亚临界雷诺数区的脉动升力值远大于脉动阻力,意味着斜拉索横风向激励远大于顺风向;平均风压系数分布随雷诺数的增大经历了对称−不对称−对称的变化过程,体现了层流分离−单侧湍流分离−双侧湍流分离的变化规律,是平均升力系数变化趋势的定性响应,而斜拉索背压处平均基压系数绝对值的变化趋势与平均阻力系数一致。

电力通信光缆在线监测系统研究与应用

电力通信光缆作为电力通信网的基础,是保障电力通信业务稳定运行不可缺少的重要资源。目前,由于缺乏在线的光缆监测手段,运维人员无法直接获取光缆纤芯运行状态,在发生光缆或纤芯中断后,需赴现场通过仪器仪表测试进行故障定位,且无法快速定位故障点,因此在故障排查过程中需耗费大量时间和人力。光缆在线监测管理系统集光缆在线监测、告警、故障分析、定位于一体,结合地理信息系统,为光缆网络的安全高效运行提供保障。

基于微波干涉雷达的桥梁拉索基频快速识别方法研究及应用

针对微波干涉雷达现场识别桥梁拉索基频过程中存在操作繁琐、人机交互能力差等问题,基于微波干涉雷达测量拉索基频的原理,提出了一种可快速提取拉索位置参数的方法,运用指数平滑法、峰值检测法和自相关算法对雷达散射波形数据进行分析,自动提取拉索位置参数进行拉索基频的快速识别。采用该方法对2座大型斜拉桥斜拉索频率进行识别,并与采用加速度传感器法的拉索频率结果进行对比,结果表明:采用微波干涉雷达识别的拉索频率与加速度传感器法的实测频率相对偏差率在±1.5%以内,验证了该方法的可靠性;基于微波干涉雷达的桥梁拉索基频快速识别方法省时省力,可一次性快速获取多根拉索的位置参数并进行基频识别,自动化程度高。

压力分散型锚索试验检测关键技术研究

压力分散型锚索繁多的单元数量和新型的张拉工艺使其试验检测变成了一个难点,目前的试验参考资料存在过程细节不明确、规范间存在部分冲突等问题。本文通过对现有规范的归纳总结,结合理论推导和工程实际,对压力分散型锚索荷载补偿整体张拉法的关键参数计算和试验过程进行了梳理,得到了一套理论清晰、易于操作且与现行规范规定吻合的普适用性试验方法,解决了压力分散型锚索相关试验中的诸多问题,相关研究可为荷载分散型锚索试验检测及张拉锁定提供参考。

电缆模拟压痕装置的设计与实现

针对传统电缆高温压力试验采用效率慢、精度低的人工压痕切片测试的试验方法,设计了一套电缆模拟压痕的装置。该装置以GB/T 2951.31—2008中高温压力试验与抗开裂试验的相关内容为基准,采用STM32F1作为主控芯片,利用超声波传感器测距保障了刀具下刀的精准性;利用容栅传感器的测距方法,在模拟高温压力试验过程中,直接对电缆压痕进行深度测量;最后,系统通过将测量数据和标准数据的比对进行不确定度分析,发现所得数据与实际情况较为接近,实现了电缆测试的精确化。

拉力型和压力型自由式锚索现场拉拔试验研究

通过现场拉拔试验的方法,给出岩质边坡体内拉力型和压力型自由式锚索注浆体与孔壁间的剪应力分布曲线及拉力型锚索钢绞线与注浆体间剪应力分布曲线,获得剪应力沿锚固段长度的分布规律。试验结果表明,对于拉力型锚索,注浆体与孔壁间的剪应力峰值要小于注浆体与钢绞线间的峰值,但剪应力分布长度要长,峰值剪应力出现点后移;无论是何种自由式锚索,剪应力在注浆体与孔壁间的分布都是很不均匀的,峰值剪应力在锚固段出现的部位不同。在相同的荷载作用下,压力型锚索的剪应力峰值大,分布长度短,衰减快。随着锚索荷载的增大,拉力型锚索锚固段的有效长度增加明显,而压力型锚索剪应力峰值增加明显。拉力型锚索的承载力是一定的,当需要提供较小的锚固力时,常采用该种型式的锚索,其施工关键是要保证注浆体的长度;压力型锚索的承载力与承压锚固段分级的数量成正比,当需要提供较大的锚固力时,需采用压力分散型的锚索,其施工关键是要保证注浆体的饱满程度,避免注浆体的收缩。

考虑短距离电缆中行波特性的振荡波局部放电定位方法

由于短电缆中局部放电信号的入射波和反射波信号容易重叠,振荡波测试系统(oscillation wave test system,OWTS)一直以来对短距离电缆(小于500 m)的局部放电定位的精度较低。为实现短电缆中缺陷的精确定位,提出了新的振荡波局部放电定位方法:采用高带通Rogowski线圈与宽带通示波器实现局部放电信号的捕捉,并对单个局部放电信号特征频率连续小波分解与能量峰值识别算法相结合的方式,优化对局放单脉冲波形的识别,同时根据多组样本的分布情况进行聚类分析,提高短电缆缺陷的定位精度。根据所提出的方法,对64 m交联聚乙烯短电缆中制造2处缺陷,并搭建实验对缺陷进行定位。结果表明,该方式能够准确地探测出距离电缆首端32 m处及61 m处的缺陷,误差范围控制在2%,较大程度提高OWTS对短电缆的定位精度。

高压电缆接头界面压力测试研究

为准确测量高压电缆接头的界面压力以保障接头电气性能良好,设计了橡胶件界面压力测试装置,它采用一个与电缆外径相同的铝质薄壁管,在内部粘贴应变片,用电测法测量橡胶件施加载荷时内壳壁的应变量,再利用有限元分析获得外壁界面压力值。结果表明,设计的测试装置可操作性良好,测试精度满足要求。

压力分散型锚索锚固段力学性能试验研究

对压力分散型锚索锚固段力学性能进行现场试验,并对试验锚索进行回收。对锚固段应力分布状态进行观测,根据试验结果拟合出压力分散型锚索锚固段应变分布方程和轴力分布方程。现场试验和理论分析证明,其独特的结构型式决定其具有可靠的防腐蚀性能,其承载能力和锚固性能均优于传统的拉力型锚索。另外,压力分散型锚索还具有可回收性,很好地解决城市中锚索超越"红线"施工的问题,在城市深基坑加固工程中必将得到广泛应用。

压力分散型锚索锚固机制模型试验研究

采用新的试验装置和试验方法对锚索单元实施分级循环加载,通过地质力学模型试验研究压力分散型锚索的锚固机制。试验结果表明:2单元压力分散型锚索采用分级循环加载后,受承载体间距L等因素的影响,第1单元注浆体的应变和轴力随长度的衰减较第2单元快,加载后锚索各单元的应变分布、黏结应力均值呈现"前小后大"的分布模式;与前次加载相比,对3单元压力分散型锚索的第2,3级承载体加载到0.6 kN后,第1单元的应变和轴力峰值出现了不同程度的下降,加载单元及待加载单元的黏结应力均值均有所提高;对4单元压力分散型锚索采用分级循环加载后,加载单元及待加载单元的应变和轴力峰值、黏结应力均值有所提高,而已加载单元注浆体的应变和轴力峰值有所降低;在锚固长度一定的条件下,承载体的数量对荷载有效传递有相当大的影响,特别是黏结应力的转移方式不同。上述试验成果对正确分析压力分散型锚索加固作用机制和锚固工程设计具有较好的参考价值。

气动措施抑制钝体箱梁竖向涡振的风洞试验研究

为研究钝体箱梁发生竖向涡振的内在特性及气动措施抑振的规律,采用风洞试验同步测量箱梁模型的振动位移和表面压力。基于模型各测点的压力时程,综合对比分析压力系数均值与均方差值、局部气动力对总体气动力的相关性与贡献程度。结果显示:钝体箱梁断面发生竖向涡振的根本原因是上游分离的气流使得中、下游脉动压力显著增大,中、下游升力对总体升力具有良好的相关性,且对涡激振动贡献最大;封闭栏杆方式可以抑制钝体箱梁断面的竖向涡振;栏杆阻风率变化会同时改变钝体箱梁上、下表面的压力脉动分布强度,但只能改变其上表面的压力系数均值;气动措施抑振的机理是其削弱了箱梁中、下游的脉动压力强度,破坏了局部升力对总体升力的相关性。

泵抽式电缆地层测试渗透率实时解释新方法

在对海上油田进行油气资源评价时,使用泵抽式电缆地层测试能快速获得储层的渗透率,节约大量的测试成本,降低作业风险.从渗流力学的基础理论出发,在充分考虑测试流量非稳定性和地层渗透率非均质性的前提下,建立了非稳态非均质球形流渗透率解释模型,并开发出基于渗透率正演压力原理的试井数值计算方法,能够提高电缆地层测试渗透率解释结果的可靠性和计算精度,同时满足现场在线解释的实时性要求.研究成果在一种新型泵抽式电缆地层测试器(ERCT)的测试资料解释中得到了验证.