基于PCSA-YOLOv7 Former的输电线路连接金具及其锈蚀检测方法

输电线路分布情况复杂且故障难以有效检测,其中连接金具长期暴露于复杂环境下易受到恶劣环境的影响出现锈蚀等故障。针对输电线路连接金具部件具有尺度多样性和存在着锈蚀故障检测精度低的问题,提出了一种基于双重注意力嵌入重构和Swin Transformer的输电线路连接金具组件及其锈蚀故障检测方法:PCSA-YOLOv7 Former。实验结果表明:该方法在构建的TLCF数据集上的综合检测性能领先于12类当前先进的目标检测算法,其中在测试集上的mAP_(0.5)达到94.9%,该方法相比于基线模型YOLOv7,其F1和mAP0.5指标分别提升了2.6个百分点和2.2个百分点,说明该方法能够更全面地理解输电线路连接金具图像中的多尺度语义信息并学习到不易区分的微小细节表征。

500 kV线路U型挂环断裂原因分析及治理防范建议

U型挂环是用来将杆塔、导线、绝缘子组装在一起的连接金具。输电线路运行过程中,U型挂环腐蚀、磨损及断裂等问题时有发生,断裂问题直接威胁输电线路的安全稳定运行,因此,加强U型挂环断裂原因分析尤为重要。文章对某500 kV线路U型挂环断裂原因进行了分析,提出了相应的治理防范建议,为类似事件的分析与处理提供参考。

±500 kV直流线路避雷器工程应用研究

雷击是影响±500 k V直流架空输电线路运行的重要因素,±500 k V直流线路避雷器的挂网试运行成功,为直流线路防雷改造提供了有效技术手段,但大规模的工程应用仍是空白。笔者结合±500 k V江城线直流线路避雷器安装项目,研究了±500 k V直流线路避雷器选型、选点原则,给出了不同塔型下直流线路避雷器的安装方案,并提出直线塔宜采用悬挂式安装方案,耐张塔宜采用地面支柱式安装方案。运行数据表明,笔者提出的±500 k V直流线路避雷器选型、选点原则防雷改造效果明显,安装方案达到线路安全运行要求,对±500 k V直流线路避雷器的推广应用和在运直流线路防雷改造工作具有重要的实践和借鉴意义。

输电线路连接金具疲劳断裂失效分析研究

针对输电线路球头球窝型连接金具疲劳断裂失效问题,采用宏观形貌分析、金相组织观察、断口扫描电镜分析对两个不同案例进行了试验研究和理论分析。结果表明连接金具受综合因素作用,外表面薄弱处形成疲劳源,最终导致疲劳失效。并提出了表面质量、结构设计、风载荷为影响连接金具疲劳断裂的关键因素。

复杂背景下疲劳条带图像预处理方法研究

金属断口图像疲劳条带间距是影响疲劳应力计算的重要因素。电子显微镜拍摄的金属断口显微图像较为清晰,主要噪声影响是断口表面的灰尘对提取疲劳条带造成的干扰。图像分块后,根据子块的灰度均值、方差和方向图区分条带块和噪声块,并利用噪声块邻近的条带块沿条带纹理方向滑动对噪声块进行修复,实现去噪。对去噪后的图像Gabor滤波、二值化、细线化、轮廓规整等操作,最后对每条连续曲线进行直线拟合。实验结果表明,通过上述预处理方法可以得到较为理想的疲劳条带图像轮廓。

风荷载作用下输电线路数值模拟及金具失效分析

为了缓解风荷载作用下输电线路动力响应造成电力金具断裂失效等问题,通过建立整体输电线路有限元模型,利用随高度变化的Kaimal风速谱和Davenport互相关谱,用谐波叠加法模拟沿输电线路方向多点互相关的随机风风速时程曲线,利用模拟的随机风荷载进行输电线路动力响应分析,提取导线单元的应力并换算为传递给线夹的集中力,对比稳定风荷载计算方法,建立随机风荷载和稳定风荷载两种典型的荷载工况,再通过ABAQUS建立整体连接金具有限元模型,研究了输电线路整体结构中连接金具及复合绝缘子的应力情况。结果表明:风荷载对金具应力有显著影响;在整体模型中,球头挂环较其他金具容易发生断裂破坏,其次是线夹和直角挂板;复合绝缘子杆部连接处采用球头球窝连接方式,容易产生较大弯曲应力而造成杆部过渡处断裂。

500kV线路地线绝缘子更换作业专用工具研制及应用

为了提高500 kV输电线路地线绝缘子更换作业的工作效率,基于地线绝缘子连接金具结构分析,研制一种由上联板双钩、省力丝杠、下联板双钩或(地线双钩)构成的专用工具。安全性试验及现场应用效果表明,该专用工具安全可靠、操作便捷,能够快速实现各类型连接金具地线绝缘子的更换,有效提高了检修作业的效率。

一种防止架空输电线路舞动的通用联结金具研究

针对我国输电线路舞动灾害严重的现状,针对目前使用的联结金具存在的缺点和薄弱环节,开发了一种通用便携式联结金具连接装置。联结金具采用新材料和耦合的方法,有效提高了硬件的机械强度和能量释放效果,改善了其受力状态,从而提高了耦合硬件的运行安全性和使用寿命。

特高压变电站引下线及连接金具系统力学特性分析

以某1 000 kV特高压变电站实际工程为背景,采用ABAQUS软件建立了引下线及其连接金具系统的有限元模型,分析了不同风速对应的等效静力风荷载作用下的连接金具的受力特性,探讨了接线柱金具形式及引下线不同吊点位置和不同连接形式对连接金具受力性能的影响。研究表明:采用一字型金具形式的高压套管接线柱要明显优于采用羊角型金具的形式,但需要对一字型金具本身做加强处理;引下线上吊点位置偏移对各构件受力影响较大,安装施工时应尽量减少偏移量;从受力角度来看,II字形引下线形式要明显优于人字形引下线形式。

基于Abaqus/Fe-Safe的输电线耐张串金具多轴疲劳分析方法研究

为研究由多构件构成的输电线耐张串金具在外部荷载作用下的疲劳寿命,提出了以多个静力组合荷载构成的工况计算疲劳寿命的方法.首先在Abaqus中建立输电线耐张串金具有限元模型,分别求解在随机风荷载作用下的动力分析和由不同组合荷载组成多工况静力分析的应力解.将其导入Fe-Safe中,计算动力工况和不同静力工况的疲劳寿命.以FOS(Factors of Strength)强度因子为评估指标,对比动力与静力工况的疲劳寿命结果的区别,探究不同静力工况的应力解对疲劳寿命结果的影响.结果表明:该方法可有效地提高此类结构的计算效率;非线性较强的U形挂环和球头挂环受初始应力影响较大,会产生较大的相对误差;但在实际载荷分量变化范围以内,各构件静力与动力工况的疲劳寿命预测结果相差不大.

220kV输电线路悬垂金具直角挂板断裂原因分析

某220kV输电线路悬垂金具直角挂板发生断裂事故。通过对该事故背景进行分析,结合宏观检测、载荷分析、断口扫描电镜及能谱分析的方法,从金具的连接方式、运行环境、材质状况等方面分析了该220kV输电线路悬垂金具直角挂板的断裂原因。结果表明:该直角挂板在制造时已经存在裂纹,在腐蚀介质和大风的共同作用下裂纹不断扩展,最终直角挂板发生腐蚀疲劳断裂。最后针对断裂原因提出了预防措施。

输电线路金具直角挂板断裂原因分析

某220 kV输电线路金具直角挂板发生断裂事故。为探究其断裂原因,通过宏观检测、扫描电镜微观形貌分析、能谱分析、金相检测等方法对断裂直角挂板进行检测分析。检测结果表明:裂纹内部存在锌元素,说明直角挂板进行表面热浸镀锌处理时,原始裂纹已经存在;进一步的研究发现,该直角挂板的金相组织异常,组织中存在的网状渗碳体会导致材料的晶界脆化,在外力的作用下会形成应力集中,产生裂纹并沿晶界发展;该直角挂板在安装到线路上后,受到拉应力的作用,裂纹继续扩展至断裂事故发生。本文还对钢材中存在的网状渗碳体对其性能造成的影响,以及在实际生产中如何减少此类导致材料失效的因素展开了深入探讨,力求从根源上避免此类事故的发生,保证线路安全运行。

内锥衬套高锁螺栓性能及接头疲劳寿命研究

针对研制的内锥衬套高锁螺栓进行性能试验,开展复合材料/金属双搭多钉连接接头静力和疲劳试验及接头失效分析。结果表明,研制的内锥衬套高锁螺栓抗拉、双剪、疲劳及冶金性能合格,拉伸断口显微特征为韧窝。复材/铝合金多排钉连接接头间隙配合钉载比例差为41%,干涉配合钉载分配比例差为34.7%(1.0%的相对干涉量下);复材/钛合金接头间隙配合钉载分配比例差为43.3%,干涉配合钉载分配比例差为37.7%(1.0%的相对干涉量下),干涉配合可以提高钉载分配的均匀性。复材/铝合金接头干涉配合的疲劳寿命约为间隙配合的1.7倍,复材/钛合金接头干涉配合的疲劳寿命约为间隙配合的3.4倍。间隙配合连接的断裂试样主裂纹萌生于孔壁和试件表面,干涉对孔壁有强化作用,其主裂纹萌生于试件表面孔角和孔壁。7050铝合金呈现解理和韧窝的混合特征,TA15显微显示为准解理断裂,存在少量等轴韧窝和河流花样。

110kV输电线路悬式绝缘子钢脚断裂原因分析

利用宏观检验、化学成分分析、显微组织检验、断口形貌分析、硬度测试及数值仿真等试验方法对某110 kV输电铁塔悬式绝缘子钢脚的断裂原因进行了试验分析。结果表明,输电线路所经地区地势相对平坦且风速均匀稳定,同时冬季气温较低及昼夜温差大的气候特点造成导线张力升高,导致未安装防振装置的导线发生微振,最终悬式绝缘子钢脚在循环弯曲应力的作用下沿着应力集中效应明显的球头与杆部结合部位发生疲劳开裂。

110kV线路连接金具断裂原因分析及防范措施

对一起110kV输电线路U形挂环断裂引起掉串的情况进行了介绍,从宏观分析、渗透检测、金相检测等方面着手对挂环断裂原因进行分析,最终找到断裂原因,并提出了金具在制造工艺控制和出厂质量检验、组装检查等防范措施,对今后预防金具断裂有一定借鉴作用。

500kV紧凑型线路相间间隔棒联接方式优化

紧凑型输电线路的相间舞动一直是影响线路安全运行的因素之一,舞动跳闸的重合成功率较低,造成线路停运的几率大。特别是500 k V紧凑型线路,一旦发生舞动事故,将对系统造成很大影响,严重影响供电可靠性。目前,安装相间间隔棒是紧凑型线路最直接最有效的防舞措施,但现阶段相间间隔棒采取绞链式+球窝联结,该种联结金具是非标产品,联结金具长度调节范围小,安装和调整较为困难,且容易造成相间间隔棒球头部位受到集中应力,引起相间间隔棒球头断裂。针对500 k V紧凑型线路相间间隔棒球头断裂的情况,通过开展相间间隔棒联接方式的研究,研制了相间间隔棒配套用4点连接子导线间隔棒,并在数条500 k V紧凑型线路挂网试运行,效果良好。

输电线路金具连接用防脱螺栓的研究

架空输电线路的金具之间通过螺栓紧固连接,运行中还需规范安装开口销以防止螺栓随导地线的振动而松脱。但实际应用中,不断发现由于开口销安装不规范所造成的缺陷,增加了线路检修成本,降低了电网运行可靠性。通过研究开口销螺栓防脱方法的缺陷成因,运用ECRS分析法对输电线路金具连接步骤进行整合优化,提出一种基于金属弹片的一体化防脱螺栓结构,有效提高了金具连接作业效率,消除了螺栓脱落隐患,保障了输电线路的安全稳定运行。

紧凑型耐张塔防雷分支地线的若干问题

近年来设计的500kV紧凑型线路,为提高耐张塔防雷电绕击性能,在耐张塔地线支架外侧增加了跳线架,并加挂了防雷分支地线,但仍有分支地线从普通地线脱落,造成永久性单相接地短路故障的发生。从分支地线的受力模型、T接金具等方面分析了故障原因,提出采用预绞式T接线夹,优化分支地线安装位置、线长、弧垂等措施来提高线路运行的安全性。

复合材料胶栓混接节点疲劳性能试验研究

纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强,耐腐蚀及良好的绝缘性能,在电力行业的应用前景非常广阔。在复合材料胶栓混合连接节点静力拉、压性能研究的基础上,通过对节点足尺疲劳试验,分析不同应力幅和加载工况下连接节点的疲劳寿命及破坏模式,揭示等幅循环荷载作用下胶接处裂缝的产生、发展全过程,给出结构承载力退化指标。结果表明:试件均在复合杆与钢套管胶接端部被拉脱,属典型脆性破坏;节点处抗剪承载力偏低,与理论计算值出入较大;在拉压工况下试件经历200万次循环后承载力仅降低6.8%,表明胶接节点具有良好减振和抗疲劳性能。