基于频域分离解调的复合信源无线电能与信号并行传输技术

提出了一种并联LC隔离型电场耦合式无线电能与信号并行传输电路拓扑。该拓扑依靠自身阻抗特性实现了绝大部分电能串扰的隔离。同时,该拓扑具有较宽的信道通频带宽,克服了目前已有电能与信号并行传输系统中信道通频带宽窄的问题。充分利用该带宽,以多路复合信源作为信道输入,采用快速傅里叶变换算法对信道输出信号进行频谱分析,在频域中实现了低频串扰与多路复合高频信号的分离和电能串扰频谱干扰下的多路复合信号解调,从而提升了信号传输速率与抗干扰能力。通过仿真与实验验证了该方法的正确性与有效性。     

多信道通信链路系统中的串扰分析与研究

随着信号速度的不断增快,串扰问题成为高速多信道通信链路系统设计、分析中不容忽视的重要问题.为研究通信系统中多信道串扰的影响,分析了通信链路系统中串扰产生的机理,采用信号完整性分析软件Hyperlynx7.5,构建了三线信道模型和总线结构模型.仿真结果表明,增加信道间距、减小信道介质层厚度、进行电阻匹配可以明显减小信道间串扰,而在多信道通信链路系统中,随着相邻多信道间距的增大,耦合噪声将会迅速下降.     

脐带缆中通信电缆间串扰计算方法研究*

脐带缆是由电缆、光缆和药剂运输管线组成的紧凑多管线聚合缆,多应用于深水和超深水的石油和天然气资源开发.随着脐带缆敷设距离的增加和管线集成度的提高,通信电缆间的串扰已成为脐带缆中电缆通信可靠性设计必须考虑的关键问题.为此,提出了脐带缆串扰计算的一种场-路耦合模型和计算方法.为考虑脐带缆中多导体芯线的通信电缆,提出了基于多导体传输线(MTL)理论的多通信电缆串扰的计算模型和计算方法.由于脐带缆结构较复杂,电缆芯线周围的介质非均匀,电缆芯线导体之间不满足宽间隔条件,因此提出了上述模型参数的数值计算方法.最后,仿真计算了典型脐带缆通信电缆间串扰分布规律,并进行了实验验证,证明了该模型和算法的准确性.     

基于PSO-BP神经网络算法的绞线串扰预测研究

绞线串扰预测研究对定量分析系统的电磁兼容问题起着重要作用，本文提出了基于粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)优化误差逆向传播(back propagation, BP)神经网络算法的绞线串扰预测方法。首先，通过模量解耦法对建立的传输线等值电路进行求解，得到传输线的串扰；然后，利用PSO-BP神经网络算法实现绞线电磁参数矩阵提取，并表示其与绞线位置的映射关系；最后将该映射关系代入传输线方程，结合模量解耦法预测一实例三芯绞线的串扰。通过与传输线矩阵求得的数值解对比可知，本文所提方法与电磁场数值方法所求的串扰结果具有良好的一致性，验证了基于PSO-BP神经网络算法预测绞线串扰的有效性。     

高频多导体串扰的简化三维全波算法及其有效性评估

为了克服多导体传输线方法求解多导体串扰时高频响应准确度不足的问题,研究了一种基于导体等效的简化算法。根据导体端接阻抗的不同将多导体传输线分组并分别等效为一根导体,这种等效节省了计算资源,使得用三维全波的方法求解多导体串扰响应成为可能。应用特征选择验证法,定量评估了简化算法的有效性。通过对仿真结果的评估表明,简化算法比多导体传输线方法在准确性上提高一个等级。     

基于粒子群算法的电力电缆排管敷设长度优化设计

目前常规的电力电缆排管敷设长度优化方法主要通过有限元分析法对电缆载流量进行约束，但优化后容易超出电缆最大负载能力，导致常规方法下的电缆散热性较差。对此，提出基于粒子群算法的电力电缆排管敷设长度优化方法。通过对敷设长度制约因素进行分析，计算出电缆排管的最大敷设长度，并搭建多转角电力电缆排管敷设模型，采用粒子群算法对最优长度进行迭代与更新。在实验中，对构建出的敷设长度优化方法进行了敷设效果的验证，结果证明利用提出的方法对电缆敷设长度进行优化后，电缆的温升方差变化更稳定，电缆散热性得到了有效提高。     

220kV电力电缆提高载流量的方法

电力电缆长期载流量是指电缆在最高允许工作温度下,电缆导体允许通过的最大电流.当电缆通过长期负载电流达到稳态后,电缆各结构部分中产生的损耗热量(包括导体、介质、护层和铠装层的损耗等),继续向周围媒质散发.通过对载流量的计算,从电缆结构、优化敷设环节等方面,提出提高220 kV电力电缆载流量的一些方法.     

多芯屏蔽电缆的串扰分析

利用多导体传输线模型,建立变电站内多芯屏蔽控制电缆的串扰计算模型。针对实际多芯屏蔽电缆的绞合结构,提出了对多芯屏蔽电缆传输线模型的分布电容及电感参数的修正方法。对KVVRP-22型19芯屏蔽电缆进行了理论计算与试验测量,证明了方法的有效性,为准确分析多芯屏蔽电缆中电磁干扰的传播规律提供了工程计算方法。     

超声相控阵传感器阵元间串扰源分析及其隔离方法

通过研究超声相控阵探头阵元间串扰机理及串扰隔离方法提高近表面检测能力。 基于数值仿真技术分析了安装楔块 前后阵元间超声波串扰对检测信号及检测声场的影响,分析探头楔块对于隔离阵元间超声波串扰与近表面缺陷检测信号的作 用。 提出楔块优化方案,并通过试验方法对其进行验证。 结果显示,数值模型可直观显示阵元间的超声波串扰,提出的楔块优 化方案可将时域上的阵元间串扰信号与近表面检测信号相互隔离。 优化楔块后的相控阵探头可对深度 2 mm、直径 0. 3 mm 平 底孔进行成像检测,近表面缺陷检测能力显著提高。     

基于三相幅值相位关系分析的交叉互联电缆局部放电宽频检测和分析

电力电缆是电力系统中重要的输电设备之一。为减小屏蔽层损耗和降低电缆末端的电压升高,长距离三相输电电缆通常采用交叉互联接地方式。所以,现场检测交叉互联电缆的局部放电时,即会受到外界电磁干扰信号的影响,又会受到三相电缆之间的串扰信号的影响,导致检测结果难以分析判断。为提高现场交叉电缆系统局部放电的有效检测和准确分析,文中采用宽频带检测传感器现场检测了交叉互联电缆局部放电信号,基于放电脉冲波形图、放电PRPD谱图和3PARD谱图,通过分离分类的方法对现场检测结果进行了识别分析。研究结果表明,利用宽频带传感器可获得更多的局部放电信息,有效抑制外界干扰信号;三相幅值相位分析法可有效区分不同相的局部放电信号,排除三相放电信号串扰的影响,从而实现对放电源的识别。     

高速列车屏蔽线转移阻抗与屏蔽效能研究

针对高速动车组屏蔽线缆受电磁干扰问题,在单层屏蔽转移阻抗解析法模型的基础上,考虑双层屏蔽对屏蔽层直流阻抗和小孔电感的影响,提出用于计算高速动车组屏蔽线缆转移阻抗的双层屏蔽解析法优化模型。同时结合传输线与屏蔽效能理论,推导屏蔽效能与转移阻抗的定量关系,以及芯线受到传导干扰后的理论数学模型。最后,以某动车组屏蔽线缆为研究对象进行建模仿真,分析线缆受扰情况,对比CST仿真值与计算值,验证了本文所提优化模型的正确性。优化模型在各频段的计算误差均值低于10%,验证了优化模型的有效性。揭示了高速动车组屏蔽线缆的受扰机理。     

窄通道下排管敷设电缆群负荷优化

电力管道施工过程中,有时不可避免地要经过道路狭窄或地下管网密集的区域,为了保证安全水平净距,通常将此段电缆群变更为通道较窄的布置方式,但这会导致电缆群载流能力减小。将传热学原理和矩阵论相结合,基于IEC 60287提出了一种窄通道下电缆群不等负荷的矩阵优化方案,针对几种典型排管敷设的窄线路建立了有限元模型并进行温度场仿真,验证了优化方案的准确性;最后通过对实际工程通道变窄前后的负荷进行对比设计了合适的窄线路,结果表明该通流方案可提高电缆的利用率,减小了通道变窄对载流能力的影响,窄线路采用不等负荷通流方案可提高电缆的输电能力,随着回路数的增加最大可提升6.53%。     

光纤传输技术在风能转换系统中的应用研究

风能发电变流系统中,IGBT模块的控制采用高速的SPWM脉冲群来完成。信号在电缆中传输时,高频信号容易受到电缆互感的影响,频率越高,这种影响带来的干扰也就越大,导致IGBT误动作,严重时会炸管子。介绍了一种基于光纤传输的IGBT驱动系统,介绍了驱动系统的原理及实现方案,给出了光纤接口电路和实验波形。实验结果表明,系统很好地解决了驱动信号相互干扰的问题,增加了系统的可靠性,有效地保证了系统的稳定运行。     

基于改进模态分解的中压地埋电缆载波通信信道特性分析

对中压电力线信道特性的研究是构建中压载波通信系统的重要基础。针对目前中压地埋电缆的多模传输特性尚未明确,屏蔽层与钢铠接地对信道特性的影响尚未被详细考虑的情况,将多导体传输线模型与回路分析相结合,通过改进模态分解确定了中压地埋电缆的4类传输模态及其传输特性,并通过比较该方法与高频结构仿真(HFSS)的计算结果验证了所提方法的有效性。之后,基于模态分解的结果计算了载波信号的衰减与相移特性,并通过实验测量验证了其可信性。最后,结合多模态传输特性讨论了屏蔽层与钢铠接地对中压地埋电缆信道特性的影响。结果表明:当信号通过芯线与屏蔽耦合时,其信道特性几乎不受屏蔽层与钢铠接地的影响;当信号通过屏蔽与地耦合时,信道特性与接地阻抗密切相关。     

轨道电路内屏蔽电缆多回路模型与其参数计算

内屏蔽数字信号电缆是高速铁路轨道电路的传输通路,其多回路仿真模型与参数计算对研究高速铁路轨道电路信号传输有重要意义。首先,文中考虑内屏蔽数字信号电缆的结构特点和信号传输路径,建立其考虑耦合的多回路电路仿真模型。其次,对多回路中涉及的参数,采用有限元方法,给出电缆电容、电感和电阻参数计算的一般方法,包含有限元计算各类参数的边值问题的详细描述、必要的计算公式和步骤。最后,以8芯内屏蔽电缆为例,建立其仿真模型,通过计算结果与测量结果对比,验证计算方法的正确性。文中建立的多回路模型可用于高速铁路轨道电路信号传输研究和故障诊断。     

单相配电网多用户通信中的频谱优化

提高配电网信道利用率、改善网络服务质量是配电网多用户通信系统的重要目标。讨论了在单相电力线条件下实现下行广播信道多用户频谱优化的方案,以及电力线多用户频谱优化问题的数学模型。给出了解决信号功率谱限制条件下的多用户频谱优化快速算法。在典型电力线信道环境下,比较了单用户和多用户传输性能。仿真结果表明,利用频谱优化的多用户传输能明显提高通信传输速率,对提高配电网通信性能具有重要的实际意义。     

多芯电缆屏蔽效能的仿真计算与测试

本文首先论述了由多导体传输线理论对多芯电缆屏蔽效能进行仿真计算,根据多芯电缆和同轴电缆的区别与联系,对各种电缆屏蔽效能的测试方法进行分析比较,提出了一种改进的测试多芯屏蔽电缆的转移阻抗,进而求出其屏蔽效能的注入线测试方法,并且比较了仿真计算结果和测试结果,达到很好的一致性。     

Theoretical Maximum Limits on Power-Handling Capacity of HVDC Cables

In the case of an ac cable, power transmission is limited by the length of the cable due to the capacitive reactive current component. It is well known that high-voltage direct current (HVDC) cables do not have such limitations. However, insulation-related thermal problems pose a limitation on the power capability of HVDC cables. The author presents a viable theoretical development, a logical extension to Whitehead's theory on thermal limitations of the insulation. The computation of the maximum power-carrying capability of HVDC cables subject to limits on the maximum operable temperature of the insulation is presented. The limitation on the power-carrying capability is closely associated with the electrothermal insulation failure. The effect of environmental interaction by way of external thermal resistance, an important aspect, is also considered in the formulations. The Lagrange multiplier method has been used to handle the ensuing optimization problem. The theory is based on an accepted theory of thermal breakdown in insulation and is an important and a coherent extension of great significance.      

一种新型电梯电缆的研制与应用

随着社会进步和发展,人们对电梯电缆的使用功能提出了更高的要求,例如,要求把连接电梯轿箱内与控制室之间的通信(光)缆置入传统电梯电缆中,以提高并扩大信号和图像传输特性,降低系统制造和安装成本.介绍了一种将同轴电缆,或视频双绞对称电缆,或光缆置入电梯电缆中的新型结构,并对其结构特点和应用情况作了分析比较.     

数字信号的远程基带传输系统设计

针对石油测井行业中井下视频信号传输受到线缆自身特性、传输距离和外界环境等因素的影响,导致图像数据传输速率慢,传输质量差的问题。采用增强信号强度、优化信号传输方式和编码方式来降低传输距离对数字信号传输速度的影响;信源编码和差分传输技术可以有效降低线缆自身特性和环境因素对数字信号传输质量的影响,提升信号的信噪比,从而实现数字信号的远距离高速传输。通过实际测试表明,该传输系统在600KB/s的传输码率下,解码模块恢复的图像峰值信噪比(PSNR)值为32.0574,结构相似性(SSIM)值为0.8988,满足本系统的设计需求,具有较高的实际价值。