考虑耐张串效应的特高压线路导线弧垂的理论解

在特高压架空输电线路工程中,导线弧垂的计算必须考虑耐张绝缘子串的影响。随着耐张绝缘子串的串长和串重的增大,传统的抛物线法和力矩平衡法计算导线弧垂的准确性将大大降低。为了得到考虑耐张绝缘子串的悬链线弧垂的计算方法,本文建立包含耐张绝缘子串导线弧垂的悬链线方程,该方程为精确理论方程,精确度高 ,并与传统的简支梁法对比分析,最后结合工程现场实测,理论计算结果与实测结果最大相差1.97%,验证了悬链线法的正确性。     

航拍图像中绝缘子串的轮廓提取和故障检测

针对绝缘子爆裂和缺失将导致整个输电线路绝缘能力下降的常见故障,提出一种通过计算绝缘子数目实现故障检测的算法.输电线路绝缘子串中绝缘子数目相对固定,通过计算绝缘子的数目,进而达到故障检测的目的,可应用于航拍直升机智能巡检系统中.利用Otsu算法与形态学滤波对图像进行预处理;提出免疫遗传Snake算法优化绝缘子串凹陷区域边界,得到较为完整的绝缘子串轮廓;用椭圆拟合和连通区域方法计算出绝缘子的数目.该算法能够有效地提取绝缘子轮廓并计算出绝缘子数目,为进一步实现精准、稳定检测绝缘子缺失和爆裂等故障奠定了良好的预研基础.
     

多联绝缘子串阻力系数风洞试验研究

通过风洞试验的方法研究了不同悬式陶瓷绝缘子串和复合绝缘子串的阻力系数在均匀流中随不同风速、风向角、分裂间距的变化规律.试验模型选用实际绝缘子串节段加工而成,具有实际绝缘子串的粗糙表面.试验结果表明:中国规范、IEC标准和欧盟规范采用相同的体型系数来计算悬式陶瓷绝缘子串和复合绝缘子串风荷载是不合理的;在两种类型的多联绝缘子串中,上风向绝缘子串对下风向绝缘子串的尾流干扰角度范围差异较大且下风向绝缘子串受屏蔽效应明显,规范中应考虑上风向绝缘子串的屏蔽效应;在多联绝缘子串中,分裂间距的变化对下风向绝缘子串阻力系数影响明显,下风向绝缘子串的阻力系数随分裂间距的增大而增大,其中下风向的悬式复合绝缘子串阻力系数受分裂间距影响程度大于悬式陶瓷质绝缘子串.     

同塔多回线路绝缘子机械性能试验及试验过程的电气性能评估

为了弄清同塔多回线路架设方式下绝缘子的机械特性,试验研究了不同垂直荷载F和水平荷载G下不同绝缘子串夹角的V型瓷绝缘子串应力变化情况,探讨了在不同荷载下长棒型瓷绝缘子和三伞型瓷绝缘子组成的V型瓷绝缘子串夹角的变化及对绝缘子串机械性能的影响,分析了该试验过程对输电线路电气性能的影响。结果表明:在相同串夹角下,卸载后α角的变化与F/G的值成正相关关系;串夹角越小时,同等F/G条件下α角越大,绝缘子串越容易移动;在某些试验情况下相地空气间隙低于3.3m的要求,但线路相间空气间隙最小距离均大于相间间隙的最低要求。这些结果可为同塔多回线路架设方式下V型绝缘子串的设计提供基础数据.     

劣质绝缘子电场正问题优化算法分析

针对劣化绝缘子的电场法检测中绝缘子电场计算精度低的问题,提出基于遗传算法优化的模拟电荷法进行高压静电场计算,给出了优化方法原理、可行性分析,建立了绝缘子电场计算目标函数及优化模型,并进行了绝缘子串周围电场的计算分析.分析结果表明,将绝缘子串周围检测点电位作为目标函数,应用遗传算法优化模拟电荷的电荷量,可更好地对目标函数进行全局寻优,提高了模拟电荷法的寻优速度、绝缘子串周围电场的计算精度以及绝缘子串中劣质绝缘子诊断的准确度.     

相间间隔棒对导线弧垂的影响计算

相间间隔棒将各导线机械地连接起来,使各导线的运动相互制约,以达到抑制舞动的目的.线路在加装了相间间隔棒后,将会增加导线的弧垂和张力,也使导线张力和弧垂计算公式有所不同.考虑相间间隔棒的自重及覆冰后重量为附加荷载,本文探讨分析线路加装相间间隔棒后导线弧垂的增大值.     

高压绝缘子串电压分布及其表面温升的理论研究

高压绝缘子电阻劣化发热和表面污秽发热均与绝缘子串的电压分布有关,研究绝缘子串的电压分布以及与表面温升的关系,无论是对工程设计还是对实际检测都非常重要.利用绝缘子等值电路模型,在理论上讨论了高压绝缘子串的电压分布及其影响因素,以及绝缘子串的电压分布与绝缘子表面温升之间的对应关系,所得的结论对绝缘子故障的红外热像检测诊断具有一定的指导意义.     

沿悬式绝缘子行波电力传输系统传输特性

为了给输电线路低压侧杆塔上的在线监测设备供电,提出一种新型沿悬式绝缘子串进行电力传输的方法,以悬式绝缘子串作为能量传输的载体,将输电线路上在线取能装置获得的电能通过高频变换的方式传递杆塔一侧,通过实验验证方法的可行性。搭建绝缘子串传输特性实验平台,并对频率、绝缘子串数量和绝缘子型号对传输效率的影响进行研究。实验结果表明:以绝缘子串为载体进行电能传输具有较高的传输效率,如500 k V输电线路用30片绝缘子串传输效率为72. 6%,而220 k V输电线路用14片绝缘子串的传输效率可达91. 27%。由此可见,利用悬式绝缘子串作为能量传输载体为杆塔在线监测设备供电具有可行性。     

火电厂空冷岛下架空线瓷复合绝缘子的应用

为解决火电厂空冷岛下布置的220 k V架空线耐张绝缘子串在空冷冲洗时的污闪问题,首次将纯瓷绝缘子更换为在高压输电线路上已广泛应用的悬式瓷复合绝缘子,有效增大了爬电距离,保证了绝缘子串的机械性能,避免了纯瓷绝缘子喷涂RTV需后期多次复涂且质量无法控制的缺点,提高了绝缘子串抗污闪能力。     

基于塔线体系的中冰区分裂导线断线响应分析

为了掌握中冰区分裂导线覆冰断线张力变化特性,考虑输电塔、导线、绝缘子串等构件的力学特点、设置导线阻尼和边界条件,建立了三档四分裂耐张段塔线体系有限元模型,分析了不同断线工况时导线断线张力变化规律,研究了覆冰厚度、断线根数、绝缘子串长度、档数、断线位置等因素对于导线断线张力的影响规律,探索了导线断线张力差动态峰值与静态稳定值的关系。结果表明:中冰区塔线体系数值建模方法可用于导线的断线张力计算;分裂导线断线时,导线不平衡张力差呈现振荡衰减趋势,覆冰厚度越大、分裂导线断线根数越多,导线的断线张力越大。绝缘子串长度越长,断线张力越小。线路档数对断线张力影响较小,断线位置由悬挂点向档中变化时,导线断线张力变小。多分裂导线全断时的张力差动态峰值和静态稳定值之间也呈现一定线性关系,两者的比例系数约为2.26。     

XZP-210绝缘子冰闪特性与串长和布置方式的关系

为了给高海拔覆冰地区超特高压直流输电线路外绝缘设计提供技术参考,在人工气候室模拟高海拔大气条件进行了大量覆冰试验研究,根据试验研究结果,分析了XZP-210直流绝缘子串冰闪闪络电压与串长和布置方式的关系.结果表明,在污秽度和气压较低的条件下,覆冰绝缘子串的直流闪络电压与串长的线性关系较微弱,但随着海拔高度或污秽程度的增加,其闪络电压与串长基本呈线性关系.绝缘子串的布置方式对冰闪电压有明显影响:水平布置的覆冰绝缘子串具有最高的闪络电压,V型串次之,垂直串最低;不同布置方式下,气压对水平布置的覆冰绝缘子串的影响最为严重.     

沿悬式绝缘子行波电力传输系统传输特性研究

为了给输电线路低压侧杆塔上的在线监测设备供电,提出了一种新型沿悬式绝缘子串进行电力传输的方法,以悬式绝缘子串作为能量传输的载体,将输电线路上在线取能装置获得的电能通过高频变换的方式传递杆塔一侧,通过实验验证了方法的可行性。搭建了绝缘子串传输特性实验平台,并对频率、绝缘子串数量和绝缘子型号对传输效率的影响进行研究。实验结果表明以绝缘子串为载体进行电能传输具有较高的传输效率,如500 kV输电线路用30片绝缘子串传输效率为72.6 %,而220 kV输电线路用14片绝缘子串的传输效率可达91.27 %。由此可见利用悬式绝缘子串作为能量传输载体为杆塔在线监测设备供电具有可行性。     

基于BP神经网络的悬垂绝缘子串风偏角预测模型

利用有限元方法模拟不同导线型号、导线初始应力、档距、高差等结构参数的输电线路在随机风作用下的动力响应,得到悬垂绝缘子串的风偏角.进而基于有限元模拟结果和BP神经网络构建风偏角的预测模型,将导线型号、档距、高差、导线初始应力、基本风速、保证系数作为模型的输入,悬垂绝缘子串的风偏角作为输出,通过机器学习,并采用评价指标评估其准确性,对模型进行优化.该模型可以方便快捷地预测悬垂绝缘子串的风偏角,为线路塔头绝缘设计提供依据.     

航拍图像中绝缘子串的识别与分割方法研究

为实现航拍图像中绝缘子串的识别与分割,以Faster R-CNN和全卷积神经网络(fully convolutional networks,FCN)为框架构建了深度学习算法,并以算法为核心搭建了绝缘子串图像检测平台.算法首先使用Faster R-CNN模型,结合Resnet-101深度残差卷积神经网络,对所有感兴趣区域进行分类,再对Bounding Box回归和坐标进行修正,用于绝缘子串的识别,接着以FCN网络为基础,通过微调使原网络适应新的绝缘子串数据集,实现了在复杂背景下绝缘子串的语义分割.实验结果表明,文中给出的方法与已有方法相比,不仅能够在不同光照条件、不同拍摄角度以及复杂背景干扰下实现绝缘子串的识别与分割,且处理时间短、精度高和鲁棒性强.     

800kV直流输电线路耐张绝缘子串整体更换方案设计及应用

±800 kV特高压直流输电线路大吨位、超串长的耐张绝缘子串检修更换十分困难,因此针对特高压直流线路耐张绝缘子串的特点及参数,围绕特高压直流输电线路耐张绝缘子串整串更换进行了相关方案研究,并依照检修方案进行了现场实际操作演练,取得了良好的实用效果,供借鉴.     

基于红外图像的绝缘子串自动提取和状态识别

为解决目前绝缘子低零值检测方法漏判率高、操作繁琐的问题,提出了一种新的绝缘子串红外图像中绝缘子盘面和铁帽区域自动提取方法和状态识别模型.首先将现场拍摄的绝缘子红外图像进行灰度化处理、去噪、二值化;然后从二值图像中提取反映绝缘子的特征点集合;通过特征点对二值图进行角度校正;最后通过区域提取中的特定算法提取出绝缘子的盘面和铁帽区域.通过提取该区域内的绝对温度、纹理和相对温差率作为绝缘子状态识别的特征集.将用电压分布法测得的绝缘子状态信息作为输出向量,通过训练得到优化的识别模型,用于绝缘子状态识别.该方法经过了220kV试验验证,证实了模型的有效性和实用性.     

电绝缘子串上的电压分布

通过对高压输电线路上电绝缘子串的等效网络的分析,得出绝缘子串上电位分布状况的表达式,讨论了分布电容及绝缘子数对电位分布的影响,指出影响绝缘子安全的一些因素和提高输电安全性能的办法.     

长绝缘子串引弧间隙的最佳配置

国产玻璃绝缘子一般仅能耐受持续时间0.2秒、75千安以下的电弧电流。本文建议对无避雷线线路的长绝缘子串加装引弧间隙,以免其被电弧烧伤。从防雷角度考虑,220千伏大跨越高杆塔的绝缘子串的绝缘子数约为20个左右。本文用实验方法确定了这种绝缘子串的引弧间隙的最好形式和尺寸。最好的引弧间隙应遵守以下原则: 1.装引弧间隙的绝缘子串的最小冲击放电电压不应低于无间隙时的80％; 2.在所加电压的很大陡度范围内,放电总是从间隙一端出发,并终止于间隙的另一端; 3.电弧弧根不应接触绝缘子表面,但允许电弧通道的中间部分可以擦过绝缘子。     

不同型式绝缘子长串的直流污闪特性比较

超、特高压直流输电的发展需要对长串直流绝缘子污闪特性研究.在人工气候室内对5种型式瓷和玻璃绝缘子进行直流人工污秽试验,分析了试品的50%闪络电压U50与串长、盐密的关系及闪络电压梯度和有效爬电系数.根据5～23片绝缘子串得到试验结果,50%污闪电压与串长呈线性关系.试验结果表明:不同型式绝缘子的污秽闪络性能不同,污秽程度影响特征指数a与型式、结构和材质有关,其值在0.3～0.36间.在同一污秽度下,相同结构的玻璃绝缘子污秽性能优于瓷绝缘子;玻璃绝缘子具有比瓷绝缘子更高的沿面闪络梯度和有效爬电系数.     

高海拔地区直流输电线路染污绝缘特性

为了分析高海拔条件下瓷、玻璃和复合绝缘子伞裙结构及瓷绝缘子悬挂方式对直流污闪特性的影响规律,在海拔1 970 m条件下, 采用恒压升降法,对瓷、玻璃和复合绝缘子的直流污闪特性进行试验分析.试验结果表明: 不同悬挂方式下,电弧发展路径不同,绝缘子Y串利于电弧发展,污闪电压最低;采用绝缘子V串可使瓷绝缘子污闪电压提高7%以上.绝缘子的伞裙结构对直流污闪电压影响较大,优化设计复合绝缘子的伞裙结构,可以将其污闪电压提高20%以上.因此,高海拔条件下,改变悬挂方式及优化伞裙结构可提高污闪电压.