特高压电网不等高差短导线的受力性能

目前中国的特高压电网技术得到了快速发展。然而,工程中常由于忽视对导线受力性能的分析而酿成绝缘事故。根据导线两端挂线点的空间位置,其连接方式可分为等高差导线连接和不等高差导线连接。为此,本文提出了一种计算不等高差短导线端子在不同方向上受力性能的经验公式。通过改变挂线点之间的水平间隔距离、竖直高度差两个因素,开展了不同空间布局组合状态下的导线端子的受力特性分析,提出了可供设计参考的导线端部力学分析公式。结果表明经验公式具有良好的工程适用性。导线两端的受力特性不仅与环境荷载有关,与导线型号、两端竖直高度差、两端水平间隔距离等因素有关。

基于WOA-GA-GRNN神经网络的输电导线脱冰跳跃高度预测

覆冰脱落后导线上下振动会减小导线之间的相间距离,严重时可能造成相间距离小于绝缘间隙,引起输电线路发生相间闪络、跳闸等电气事故,严重影响输电线路安全运行。为准确得到脱冰后的最大跳跃高度,采用鲸鱼算法(WOA)混合遗传算法(GA)对广义回归神经网络(GRNN)参数进行优化,以分裂数、档距、覆冰厚度、脱冰率和导线型号作为参数输入,脱冰后最大跳跃高度作为输出,构建脱冰跳跃高度预测模型。通过有限元分析生成模型训练数据集和测试集,并采用评价指标法评估其准确性。与设计规程公式和工程简化公式的计算结果相比,该预测模型的平均相对误差最小,拟合效果更优,脱冰跳跃高度的计算准确度更高。该模型可以较准确、快速地得出最大脱冰跳跃高度,为输电线路防灾减灾设计提供支撑。

基于BPA法计算特高压直流输电线路合成电场

为研究特高压直流输电线路地面附近的离子流场问题,应用BPA法求解双极直流输电线路离子流场,结合逐次镜像法计算的标称电场,进而求得合成电场,并利用该方法计算了±800 kV直流输电线路的离子流场与合成电场问题,分析了导线对地高度、极间距、子导线半径对特高压直流输电线路合成电场的影响。此外,还对比了求解合成电场强度的电场线法。结果表明,BPA法求解离子流场准确有效,且计算效率大大提高;提高导线架设高度和增加分裂子导线半径均可改善地面附近电磁环境,而减小导线极间距能够降低地面附近的合成电场强度,但效果不明显。

同塔双回线路大档距导线随机脱冰跳跃特性研究

为了掌握同塔双回线路大档距导线非均匀脱冰跳跃特性,以某220 kV同塔双回线路为研究对象,考虑导线、绝缘子串和间隔棒等构件的力学特点,设置导线阻尼和边界条件,建立五档同塔双回线路大档距二分裂导线覆冰有限元模型,分析脱冰档随机脱冰时导线脱冰跳跃高度时程变化,研究脱冰率、导线型号、脱冰档、风速对导线脱冰跳跃高度的影响规律,校核双回线路的动态脱冰电气间隙。结果表明:线路脱冰率越大,导线脱冰跳跃高度越大,但相同脱冰率下,随机脱冰位置不同,导线跳跃高度并不相同;双回线路导线脱冰跳跃稳态值与峰值呈现一定的线性关系,脱冰跳跃峰值约是稳态值的1.70倍;线路导线直径越大,导线脱冰跳跃高度越小;相比于边档脱冰,五档双回线路中档脱冰时导线脱冰跳跃高度峰值最大;风速越大导线跳跃高度越大,但是导线跳跃高度增幅有限;该220 kV同塔双回线路脱冰动态间隙满足要求。

基于模拟电荷法对500 kV输电线路跨越民房时导线高度的计算

500 kV输电线路跨越民房时,民房处电场畸变成为制约输电线路对地高度的重要因素。文章采用模拟电荷法计算了不同排列方式的500 kV输电线路跨越不同高度民房时的电场,给出了满足4 kV/m控制限值的导线对地最低高度。结果表明,不同塔型下导线对地最低高度的变化与楼层高度的变化基本一致。上述结果为线路设计和了解输电线路跨越民房时的电场分布提供了参考数据。

基于摄像机标定的非接触式接触线导高和拉出值的检测

提出一种基于摄像机标定的非接触式接触线几何参数检测方法:在Matlab软件平台基础上,对CCD摄像机采集到的接触线二维图像进行预处理;利用迭代阈值法,对图像中由车载激光器发射到接触线上所形成的激光光斑的中心点进行定位;最后,根据摄像机针孔成像模型,将该激光光斑点在图像坐标系中的坐标与该点由摄像机标定的世界坐标系中的三维空间坐标建立对应关系,并据其算出接触线的几何参数。将用此方法计算与用光学测量仪对同一段实际线路测量的结果进行比较得知,此方法求得的拉出值与光学测量仪的实测值之差小于11mm,所得导高之差小于10mm。该结果表明:此方法较准确地计算出接触线导高、拉出值,可满足检测的需求。

兰州至关中电线积冰与导线线径及高度关系

对2006—2007年、2007—2008年冬季甘肃、陕西、宁夏多个测点不同线径、不同架线高度电线积冰观测资料分析可知,不同线径电线积冰的净直径、净厚度、等效厚度、积冰重量间存在显著线性关系。直径为26 mm导线电线积冰重量约为18 mm导线的1.2倍,是4 mm铁丝的1.3倍。直径为26 mm导线与直径为18 mm导线电线积冰间的各项关系都较26 mm导线与4 mm铁丝的线性关系更为显著;大直径导线电线积冰的净直径、净厚度、等效厚度均小于4 mm铁丝;26 mm导线与18 mm导线电线积冰的净直径、等效厚度基本相等。电线积冰等效厚度是架设高度比的幂函数;忽略水滴下沉速度,在假定捕获系数为常数、假定时间各物理量均衡不变情况下,电线积冰重量与电线导线线径成正比,且随架设高度的增加而增加。

直流离子流场的有限元迭代计算

针对高压直流输电线下方地面处电场强度及离子流密度的问题,采用有限元迭代方法求解了双极离子流场控制方程。将正负极电流连续性方程合并,减少了计算的复杂度。利用圆筒电极问题,将该文计算结果与解析解进行对比,验证了算法的有效性。将方法应用于200kV直流输电线路模型的计算,并与文献测量结果进行对比,计算结果与实测结果较符合,认为误差主要与测量环境有关。利用该文方法计算了实际±500kV直流输电线路离子流场问题,并分析了导线对地高度、极间距变化时地面电场强度和离子流密度的变化情况,结果显示,随导线高度升高和极间距减小,地面处最大电场强度和离子流密度随之减小。

交直流同塔多回输电线路导线布置方式与走廊宽度研究

交直流同塔线路混合电场是决定导线对地高度和走廊宽度从而进行线路优化设计的重要因素。由于其地面横向分布是交流分量和直流分量共同作用的结果,因此其分布特性与两者的叠加和分布特点有着密切的联系。以两回330 k V、750 k V交流线路分别与单回?1100 k V直流线路同塔架设为例,分析了交流线路在不同布置方式与相序排列方式下地面混合电场的分布特性与规律,并据此计算了导线对地最小高度和走廊宽度。结果表明,根据混合电场交、直分量的横向衰减特性,从走廊中心向外,地面混合电场可分为交流分量占主导的"交流区",交、直流分量比例相当的"混合过渡区"以及直流分量占主导的"直流区",为保证地面交、直流分量"错峰"布置,两回交流线路应采用垂直或倒三角排布方式,此时导线最小对地高度按照交流线路单独运行时的情况设计即可。当交流为750 kV线路时,走廊宽度主要由交流电场控制;交流为330 kV线路时,走廊宽度则由交直流电场分量共同控制。最终推荐采用垂直排布的相序6和倒三角排布的相序4两种布置方式。

特高压同塔双回交流输电线路邻近建筑物时的安全距离

为推算特高压双回交流输电线路邻近建筑物时所需的安全距离,采用有限元软件(ANSYS)计算分析了1 000kV同塔双回交流输电线路邻近不同高度房屋时其楼顶、阳台和室内的电场强度,并以此推算了满足4kV/m控制限值的双回线路对地最低高度以及房屋与线路的水平安全距离。研究结果表明:阳台处工频电场强度随楼层高度的增加而增大,且房屋对底层阳台工频电场的屏蔽效果明显;楼顶观测面上畸变电场强度随房屋高度的增加而增大,且远大于阳台和室内的工频电场强度;楼层较高时,线路对地最低高度的变化与楼层高度的变化基本一致,且房屋与线路的水平安全距离基本趋于不变。

基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测方法研究

随着高速铁路6C检测监测系统技术规范的提出,基于视觉技术的非接触式接触网检测方法越来越受到业内研究人员的重视。为提高接触线上激光斑点跟踪定位的实时性以及测量值的准确性,提出了一种基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测的新方法。首先,基于灰度颜色直方图特征分布和接触网"之"字形架构建立光斑目标模型;其次,利用聚类方法对粒子进行聚类,以聚类中心为起点运用均值漂移算法进行迭代计算,对迭代计算的结果利用粒子滤波算法得到光斑目标的图像坐标;然后,将激光斑点在图像坐标系下的坐标进行空间变换,得出接触线的几何参数导高和拉出值在世界坐标系下的测量值。最后,结合检测车在某供电段测试区的实际运行数据,验证了该方法的实时性和准确性。

输电线路档距两端导线不等高时雷电绕击率的计算

传统电气几何模型法将导线平均高度代入估算线路的绕击率,该方法在档距两端导线等高的情况下基本可行,但对于档距两端导线不等高的情况势必造成较大误差。为进一步提高绕击率的计算精度,以输电线路绕击率三维计算方法为基础,考虑了档距两端导线不等高时垂直于线路方向截面上档距内导线的高度变化,进而得出档距两端导线不等高时绕击率的精确计算公式;通过算例比较了用文中提出的方法和传统电气几何模型法分别算出的结果差异。用该计算方法计算得出了绕击率随保护角、杆塔高度、雷电流幅值等参数的变化较为缓慢的结果。

长空气间隙负极性操作冲击放电特性研究(Ⅱ)-间隙系数

大气环境、电极布置方式和间隙类型等对长空气间隙的负极性操作冲击放电特性均有不同程度的影响。分别采用20/2 500μs和80/2 500μs两种负极性操作冲击电压波进行放电试验,研究了气象条件、波头时间、下电极高度及导线接地方式等对空气间隙放电特性的影响,并对以棒–板间隙为基准,分析计算棒–棒间隙、棒–线间隙的间隙系数。试验结果显示:湿度对长空气间隙的负极性操作冲击放电特性试验具有明显的影响;间隙距离大于3 m时,20/2 500μs负极性操作冲击电压波作用下空气间隙的50%放电电压较高,间隙距离小于3 m时,80/2 500μs负极性操作冲击电压波作用下空气间隙的50%放电电压较高;下电极高度对棒–棒间隙放电特性具有一定的影响;导线接地方式对棒–线间隙的50%负极性操作冲击放电电压具有显著影响。间隙系数随间隙距离呈非线性变化趋势,棒–线间隙对棒–棒间隙的间隙系数随间隙距离增大基本趋于稳定值1.05。

基于不等高悬点的特高压直流输电线路无线电干扰研究

以国际无线电干扰特别委员会双极直流线路无线电干扰计算公式为基础,研究了不等高悬点下的特高压直流输电线路无线电干扰水平。通过镜像法,得到了线路平均高度的等效电荷,根据规程计算该高度下的导线最大表面场强。针对目前计算输电线路无线干扰时,传统计算方法采用导线最小对地高度为导线对地平均高度减去三分之一弧垂的情况,推导了导线平均高度计算公式,探讨了线路档距为不等高时,导线最小对地高度的求解方法。以向家坝—上海±800kV直流线路为例,研究了线路无线电干扰的分布情况,并对两种计算方法得到的结果进行了比较,发现大档距和大高差下,需要综合考虑档距、高差和气象对无线电干扰的影响。

特高压交流输变电工程设备的电晕试验

为了解特高压级交流输电系统工程设备的电晕特性,针对晋东南—荆门1000 kV级交流输变电示范工程,研究了1000kV交流输变电工程设备电极电晕试验的方案,并利用武汉特高压试验线段开展了特高压设备及设备用典型均压环可见电晕模拟试验研究,1000kV级分裂耐热扩径软导线及分裂导线、管型母线、线路典型均压环和绝缘子串起晕电压的试验。试验获得了特高压输变电工程设备的电晕参数及导线起晕电压与布置高度的关系即起晕电压与布置高度成正比,可为特高压工程建设提供设计参考依据。

特高压输电线路地面最大工频电场强度和导线最大弧垂特性

研究特高压输电线路几何参数与地面最大工频电场强度的关系和地面最大工频电场强度的特点，给出2种基本分裂导线排列方式的导线最小对地高度和走廊宽度。分析特高压输电导线运行温度和最大弧垂的特点。从特高压输电导线最大弧垂变化和输电运行方式两方面，讨论特高压输电导线地面最大工频电场强度限值10—12kV／m的安全与经济的合理性。最后，提出特高压2种基本杆塔结构（猫头塔和酒杯塔）的几何参数供参考。

臂式地铁接触轨几何状态参数检测小车研究

为解决地铁接触轨几何状态参数人工检测精度低、效率低、工人劳动强度大等问题,在调研国内外相关技术现状的基础上,充分考虑测量精度和效率要求、测量空间对测量机构体积和质量的限制等内外部因素,研发一种基于平行四边形机构的臂式地铁接触轨几何状态参数连续检测小车。小车基于接触式测量原理,对小车进行机械机构设计和参数设计,建立数学模型,然后对采集的数据进行计算分析,验证接触式测量的有效性。试验证明,该检测小车拉出值的综合检测精度达到0. 1 mm,导高综合检测精度达0. 17 mm,其测量效率和精度能很好地满足地铁接触轨几何状态参数检测的要求。

不等高多导体传输线串扰特性的仿真与分析

随着电子系统工作频率的提高,系统中的传输线之间不可避免地会发生串扰问题。将采用时域传输线方程构建不等高多导体传输线的串扰模型,然后通过时域有限差分(FDTD)方法求解传输线方程,获得传输线端接负载上的串扰响应。采用该方法,模拟和分析脉冲集总电压源作用不等高多导体传输线的串扰规律。在此基础上,通过多集总源作用多导体传输线的串扰仿真,获得脉冲型干扰信号对传输线上工作信号的影响。

地铁车辆受电靴的下部限界计算研究

论述我国地铁钢轮钢轨系统车辆采用受电靴受电方式的情况,说明受电靴限界设计比上部受电弓限界设计要复杂得多。通过广州和深圳地铁的设计实践,介绍受电靴限界的计算方法,以及受电靴与导电轨保护罩、轨道结构高度、人防门之间的接口关系。

西安地铁地裂缝带接触网技术研究

针对西安地铁工程建设急需解决的地裂缝技术难题,在深入研究地裂缝活动特点、地裂缝的分布情况、地裂缝带结构及轨道的各种处理措施的基础上,通对西安地铁2号线架空刚性接触网如何安全可靠、经济合理地通过地裂缝带关键技术进行了深入的分析和研究,最终确定架空刚性地裂缝带接触网研究方法及原则,并成功研究出适合不同地裂缝结构变化特点的架空刚性接触网设防方案、锚段长度方案、结构安装方案及零部件。研究成果已在西安地铁1、2号线得到应用及推广,为今后类似设计提供借鉴。