基于PCA-BP神经网络的多股铜导线熔痕定量金相识别方法研究

为实现火灾现场中多股铜导线熔痕的自动识别,采用主成分分析(PCA)和反向传播(BP)神经网络算法对四种多股铜导线熔痕(一次短路熔痕、二次短路熔痕、过负荷熔痕和火烧熔痕)的金相组织进行了识别研究。利用Image-ProPlus6.0和Axio-Imaging软件获取每种熔痕30组17维金相组织参数数据,采用PCA对四种熔痕共120组数据降维,获得前6个主成分得分矩阵,建立具有6个输入层节点,10个隐层节点和4个输出节点的神经网络模式识别模型。随机抽取每种熔痕的20组样品的主成分得分矩阵作为训练集,将每种熔痕的剩余10组主成分得分为测试数据,输入最终训练完成的模型进行识别,其识别准确率达到92.5%。实验结果表明采用PCA+BP神经网络的算法,可以较好地实现多股铜导线熔痕识别,为火灾物证鉴定工作提供了有力的工具。

过电流倍数对多股铜导线故障的影响研究

利用警察大学自制电气故障模拟装置,使用水平放置的BVR 2.5 mm^2导线,研究多倍数过电流对其发生故障的影响。当多股铜导线发生过电流熔断现象时,会形成多种熔痕,根据熔痕形成过程中所参与的影响因素,可将熔断痕迹分为两类。导线绝缘未发生燃烧时的熔断痕迹形成环境较为单一,熔痕中α相呈现典型的一次枝晶形态,内部孔洞多而小。导线绝缘发生燃烧时的熔断痕迹形成于高浓度绝缘热解气体氛围中,同时还受火焰的热作用,影响因素较为复杂,除绝缘未发生燃烧时出现的共同特征外,电弧作用区熔痕会出现晶界开裂,股间熔痕出现珠串状孔洞现象。上述特征可作为认定过电流故障的可靠依据。

解读铁道行业标准《电气化铁路用铜及铜合金绞线》

介绍TB/T 3111—2017 《电气化铁路用铜及铜合金绞线》的编制背景、基础工作和主要技术要求等。重点解读绞线型号、表示方法、化学成分、尺寸偏差、机电性能等主要技术内容,提出标准实施建议。该标准整体技术要求较高,适合我国国情,可满足电气化铁路用绞线的设计、生产和检验需要。

同向绞合软铜导体的设计及应用

采用股线绞向与复绞绞向相同的设计法,对第5种和第6种软铜导体进行绞合,对相同截面的导体,可适当降低导体的直流电阻和铜材消耗,有效改善绞合导体表面的圆整性和表面质量,并减小导体的绞合外径。对用于高压软电缆导体的普通绞合导体进行电性能综合对比分析,认为此类导体可使导体表面电场均匀,有利于提高高压橡套电缆综合电性能。

高导电铜合金绞合导体制造工艺对耐弯折性能的影响

通过真空水平连铸等技术制备了3种单线导电率在97%IACS以上的镀锡铜合金绞合导体,进而制备了高性能Type-R机器人数据缆,该线缆在弯折半径7D,挂重300 g的条件下耐弯折性能最高可达365万次以上。本工作结合拉力、电阻、反复弯折、电缆传输性能等试验,研究了高导电率铜合金及绞合导体的制造工艺对数据缆耐弯折性能的影响。结果表明,数据缆反复弯折失效总是从部分单线断裂开始,失效行为符合高周期反复弯曲疲劳断裂行为;高导电率的镀锡铜合金绞合导体在单线体积电阻率仅下降2%IACS~3%IACS的情况下,耐弯折性能是传统镀锡铜绞合导体的5~6倍;相同成分的镀锡高导电率铜合金最终单线性能与绞合导体制造工艺相关,在单线性能相近的情况下因束绞结构的不同,耐弯折性能也不同。

多股铜导线实体火烧熔痕金相鉴别技术研究

分析了多股铜导线实体火烧熔痕的宏观形貌特征和金相组织特征;借助Axio-Imaging软件对比探究了两种实体火烧熔痕及过负荷熔痕的Cu2O含量。结果表明:箱体火烧熔痕和汽油喷灯加底部燃烧火烧熔痕都包含线端熔珠、结疤痕和坑洞熔痕三种类型;上面提到的两种熔痕以及过负荷熔痕金相组织存在相似特征;过负荷熔痕的C/O含量最高,汽油喷灯加底部燃烧熔痕次之,箱体火烧熔痕最低。该研究为更加准确认定火灾现场中多股铜导线熔化痕迹提供了数据参考和科学依据。

电气化铁路用铜及铜合金绞线绞合结构及技术参数计算

在介绍TB/T 3111—2017《电气化铁路用铜及铜合金绞线》绞线绞合结构的基础上,推导出不同绞合结构绞线的平均绞入系数、单位质量、单位直流电阻计算公式。分析绞合结构对绞线单位质量、单位直流电阻的影响,得出绞线节径比或螺旋升角越小,绞线单位质量、单位直流电阻越大的结论。计算得出典型绞线单位质量、单位直流电阻和计算系数最大值和最小值,为绞线团体标准、企业标准、企业生产工艺的制定及质量控制和新产品研发计算提供依据。

电缆型线绞合铜导体技术初探

我国电力电缆生产厂家大多采用紧压圆形单丝生产铜导体,但也因此产生了诸多问题。型线绞合紧压铜导体结构紧密,紧压系数高达97%,其与传统圆形单丝紧压铜导体相比,在导体结构尺寸、材料用量及生产效率方面具有一定优势。探讨了型线绞合紧压铜导体的技术可行性和优越性、生产工艺的可控性。经过长期反复验证、跟踪研发,成功研制了型线绞合铜导体,并由此开发了紧凑节约型抗水树中压电力电缆。

电气短路火灾中火场温度环境对多股铜导线金相组织的影响

以横截面积为2.0 mm^(2)的多股铜导线为原材料,结合电气发生的一次和二次两种短路故障,制备一次短路熔珠和二次短路熔珠,并以此基础制备对应的温度环境试样和热时间试样。通过高温拉伸测试、金相组织定量分析,研究电气短路火灾中火场温度环境对多股铜导线金相组织的影响。试验结果表明:多股铜导线的拉伸位移和断面收缩率在高温环境下显著降低,高温时间的增加会使两种短路熔珠发生组织变化,但对一次短路熔珠热时间试样的影响较小。两种短路熔珠的温度环境试样晶粒均随着温度的增加而增大,且晶粒显著的方向性特点逐渐消失。温度对于一次短路熔珠的影响较大,时间的增加对其的影响相对较小,二次短路熔珠会受到温度变化和高温持续时间长短的双重影响。

防腐钢包铜钢轨引接线的结构设计和工艺控制

高铁用防腐钢包铜钢轨引接线由引接线和接线端子组成。防腐钢包铜钢轨引接线(不含接线端子部分)主要由钢包铜绞合导体、防腐油脂、耐高温绝缘、耐低温耐油护套组成。通过对防腐钢包铜钢轨引接线结构及性能分析,提出了相关防腐结构设计及生产工艺控制要点,最终满足了其对防腐的较高要求。