输电线路导线微风振动在线监测技术

为有效避免由输电线路导线微风振动引起的导线断股事故,设计了一套微风振动在线监测系统来实时监测导线的微风振动信息。系统采用悬臂梁式传感器测量导线的弯曲幅度,并根据弯曲幅度,采用峰峰值法和快速Fourier变换(FFT)等方法,计算出导线振动的频率与振幅以及导线的动弯应变。研究表明,悬臂梁式传感器可以准确测量频率1～150Hz的小幅振动信号,峰峰值法可以准确计算出导线微风振动的振幅,而快速Fourier变换可以准确计算出导线振动的频率。根据研究结果可知,该系统采用的测量方法和建立的数学模型可以准确计算出导线的动弯应变值,并能实现输电线路疲劳故障的预警。     

基于EEMD和Teager能量算子的电能质量扰动检测

针对电能质量扰动检测的问题,结合经验模态分解（EMD）理论和总体平均经验模态分解（EEMD）算法以及Teager能量算子（TEO）,提出基于EEMD和Teager能量算子的电能质量扰动检测方法。利用经验模态分解方法,将电力系统监测信号分解成不同特征时间尺度的单分量固有模态函数（IMF）,用Teager能量算子计算各固有模态函数的瞬时幅值和频率,得到扰动信号的幅值谱。该方法充分利用了EEMD的自适应性与Teager算子的快速响应能力,仿真试验结果验证了该方法的有效性。     

基于压电式加速度计的导线微风振动传感器设计

输电线路导线的微风振动往往会造成线路断股、断线、金具脱落等危害,传统的在线监测方法多采用暴露在户外的传感器,容易受恶劣气候的影响降低长期稳定性。文中针对这些问题,开发了基于压电式加速度计的输电线路微风振动在线监测系统,首先,通过安装在导线上的基于压电式加速度计的微风振动传感器采集导线的振动加速度,并通过快速傅里叶变换(FFT)、频域积分等方法得到振动频率和振动幅值;然后,通过Zigbee无线模块发送到安装在杆塔上的状态监测装置;最后,通过GPRS的通信方式将数据发送到省网公司监控中心。结果表明:利用基于压电式加速度计的微风振动传感器系统可以准确测量振动频率为1~150 Hz,振幅为0.1~1.5 mm的振动信号,并且通过振幅法计算的导线动弯应变值,也可以达到输电线路通用技术规范的基本要求。同时,文中设计的微风振动在线监测系统具有易安装、测量范围宽等特点,因此,该传感器为输电线路微风振动监测结果的准确可靠提供了有力的技术支持。     

基于FBG的输电线路微风振动在线监测方法

输电线路导线和地线振动往往造成线路断股断线、金具脱离等危害,现有的导线微风振动监测装置采用互感取电方式供电,而地线监测装置采用电池供电,使用寿命较短,且易受电磁干扰、雷击电流的影响。针对这些问题,开发了基于光纤光栅（fiber Bragg grating,FBG）传感器的输电线路微风振动在线监测系统,系统采用悬臂梁结构的光纤光栅传感器测量地线振动时反射光的波长变化,并通过OPGW/OPPC将光信号发送至变电站的光纤光栅解调仪,再通过安装在变电站的状态监测装置计算出导地线的动弯应变、振动幅值以及振动频率。系统可以实现地线微风振动的无源测量,不再存在电源供电的问题。此外,结合光纤光栅传感器抗电磁干扰、精度高的特点,提高了系统的稳定性和可靠性。     

考虑水平和竖直方向振动作用的导线疲劳损伤检测方法研究

针对架空导线振动损伤检测方法计算精度不高的问题，提出一种更为精确的导线损伤检测方法。该方法以不同风速和张力下具有水平和竖直动力的不对称双跨导线结构响应特征为基础，研究水平和竖直方向振动作用的导线疲劳损伤程度。通过薛氏模型识别出水平和竖直加速度信号，利用深度孪生神经网络(deep Siamese convolutional network, DSCN)架构将水平和竖直方向加速度信号输入标准化时间窗，然后经过希尔伯特黄变换-支持向量机(Hilbert Huang transform-support vector machine, HHT-SVM)算法求解导线疲劳损伤值，并与主流算法对比验证。不同风速条件下的数据结果显示，HHT-SVM方法较遗传算法、卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)算法两种方法更为优异，计算的疲劳损伤值总体精度分别提高了22.77%、8.06%,模态阶数精度提高了23%、4%,迭代次数减少了45%、17%。最后，通过HHT-SVM方法，结合三维颤振稳定性检测图，得出导线振动与疲劳损伤值的关系与推导出的比例关系一致，从而再次验...     

输电线路微风振动监测与分析系统设计

微风振动是导致线路损伤的主要原因,分析微风振动以及进行有效监测对于保障输电线路安全稳定运行尤为重要。为此,基于反装振幅法设计了一种输电线路微风振动监测与分析系统,能够有效分析导线疲劳损伤程度和剩余寿命,现已成功投运于多条输电线路。     

微风振动下导线接续管动弯应变与疲劳仿真分析及试验验证

以钢芯铝绞线接续管为研究对象,建立了接续管受压接残余应力影响下的微风振动与疲劳寿命数学模型,并对该数学模型对应的物理模型进行了仿真分析.利用高频疲劳试验机对导线施加疲劳载荷,同时记录相应的动弯应变数据来验证仿真分析的结果.仿真结果表明:压接残余应力影响下的疲劳源区存在较大的动弯应力幅值,接续管及其出口处导线表面的动弯应变随着远离线夹出口与振动波节点而逐渐变小;疲劳寿命主要受压接位置影响,适当控制压接条件可减少微风振动带来的疲劳损伤、提高接续管使用寿命.     

基于多参量分布式光纤传感的架空输电线路风振监测分析

输电线路风振可能造成线路闪络、断股和金具疲劳损坏等故障,严重影响电力系统的安全稳定运行,准确和实时地监测线路的风振情况对灾害预警、故障排除和状态评估意义重大。为了解决传统风振监测手段维护困难、可靠性低等缺点,提出了一种基于多参量分布式光纤传感的输电线路风振监测装置。首先介绍了分布式光纤传感的基本原理和设备基本结构,然后利用数值仿真的方法分析了舞动和微风振动时线路的振动频率、幅值特征,论证了利用分布式光纤监测风振的可行性。实验证明,该装置能同时监测输电线路沿线各段的风振及线路内部应力变化情况,其60 km内的定位精度为±50 m,舞动及微风振动频率监测误差分别为0.07 Hz和0.01 Hz。该装置为架空输电线路的风振在线监测提供了新方法。     

微风振动下导线的响应及振动防治

针对微风振动过程中导线以及防振锤消耗振动能量的问题,设计了导线室内振动自阻尼试验以及防振锤消振试验。通过导线自阻尼试验拟合推导出导线的自阻尼公式,并使用能量平衡法计算出导线振动频率和幅值之间的关系。在防振锤消振试验中,采用光纤光栅应变采集系统分别测量导线刚性固定端出口、防振锤与导线连接的线夹处以及防振锤钢绞线处等应变,对比分析可知,在导线振动频率接近防振锤自振频率第4阶频率时,防振锤钢绞线的应变存在峰值,钢绞线弯曲消耗的振动能量较大,据此提出可以依据钢绞线消耗振动能量的重点频段来设计防振锤。     

基于视频监测的输电线路舞动信息提取与频谱分析

输电线路舞动在线监测和特征提取是舞动灾害预警的关键。针对采用分裂导线的(超/特)高压输电线路,提出了一种舞动信息提取与舞动分析的新方法。从视频中捕获每帧图像,选择分裂导线间隔棒为特征物进行边缘检测;通过自动搜索定位各帧图像中间隔棒轮廓位置,计算得到间隔棒中心坐标,以及间隔棒X、Y方向瞬时位移与偏移(距离)的时间序列;最后利用频谱分析得到导线舞动的主频和幅值,探测到主频为0.403 Hz的明显周期信号,舞动幅值相对误差5%。结果表明,该方法能够有效分析导线舞动的特征和规律,可为输电线舞动灾害预警提供参考依据。     

架空线路导线疲劳试验振动幅度的研究

架空输电线路微风振动极易引起导线的疲劳破坏,因此疲劳特性是导线最重要的机械力学性能之一。为考核导线疲劳性能,需要进行疲劳试验,但国际上还没有科学统一的试验方法和试验标准。大量工程试验表明,国内目前采用的试验方法存在着某些不足。该文根据疲劳试验导线振动的运动方程和疲劳试验的边界条件,推导出疲劳试验波幅振幅与线夹线股应力的关系式。并利用Miner累计损伤理论的W?hler安全边界曲线,提出一种导线疲劳试验振动量级的计算方法。试验研究结果表明,该计算方法能较好地应用到导线疲劳特性试验检测中。     

架空输电导线的微动损伤特性研究

以JL/G1A-125-26/7型钢芯铝绞线和铸铝悬垂线夹组成的系统为研究对象，在导线弯曲疲劳试验装置上进行微动实验研究，分析了架空导线微动损伤的微观特征，考察了弯曲振幅、频率、静载荷对架空输电导线微动寿命的影响。结果表明，导线微动损伤主要发生在线夹处导线上半部，是外层铝线的微动磨损及裂纹的形成和扩展导致的微动疲劳断裂所致。导线微动寿命随弯曲振幅和外加静载荷的减小而增大。弯曲振动频率对导线微动寿命影响不大。     

高压架空线路导线微风振动的监测

论述了高压架空输电线路导线微风振动监测的重要性,介绍了导线微机振动监测时的仪器选用、测点选择、判定依据等。并通过现场实际监测对测试结果进行了分析判断,为消除微机振动对高压架空输电线路产生的危害提供了良好的监测手段,并为防振设计提供科学的依据。     

架空线防振锤设计中的几个问题

防振锤被广泛运用于架空线以消耗微风振动的强度,保护架空线免受疲劳损害。本文根据架空线微风振动的特点,给出了如何选择防振锤的型号和确定防振锤的数量以及最佳位置的方法,供架空线路微风振动防振设计时参考。     

采用TVFEMD和瞬时能量比的轧辊磨床颤振 在线监测方法

在磨削过程中,颤振是轧辊表面产生振纹的一个最重要的原因,严重影响了工件表面质量。为避免颤振带来的不利影响,提出了一种基于时变滤波经验模态分解(TVFEMD)和瞬时能量比的(IER)的颤振在线监测方法。该方法采用可靠的指标提前监测出颤振的发生,解决了轧辊磨床早期颤振特征微弱,在背景噪声下难以快速识别的问题。首先对实时采集的振动信号进行实时分段处理。其次对每个砂轮转动周期内的信号进行时变滤波经验模态分解,提高信噪比。然后运用瞬时频率和瞬时能量比选取颤振敏感频带,将颤振敏感频带的瞬时能量比作为颤振特征。最后基于瞬时能量比上升量确定颤振监测阈值,判断当前加工状态。试验结果表明,在不同的轧辊磨床加工条件下,所提方法均能在颤振过渡阶段将其检测出来,更快地实现颤振早期预警;与EMD等传统时频分析方法相比,在早期颤振监测中具有明显的优势。     

双面激振矩形复合压电振子的有限元分析

基于Ansys的压电耦合场,对复合压电振子进行模态,谐响应分析。通过模态分析了解振子的动态力学特性,得到振子的固有频率和振型;通过谐响应分析得到振子在简谐激励下的稳态响应,并得到振幅对频率的变化曲线,实现了矩形复合式压电振子的电压加载分析并利用瞬态分析模拟了振子的椭圆运动轨迹,对双面激振和单面激振效果进行了对比,结果表明双面激振更具优势。     

我国建成国际一流水平的输电线路分裂导线实验室

国家电力公司电力建设研究所2000年5月建成国际一流水平的输电线路分裂导线力学性能实验室。它包括导线微风振动、多分裂间隔棒、导线疲劳及导线需变4个实验室,实验室的建立以“立足三峡工程、满足更主同一级电压（特高压）输电的基本要求、向国际水平看齐”为指导原则,新建实验室最大机械载何为700kN,能进行2－10分裂导线的振动试验研究。它的建成已为多个国家和国家电力公司重大研究项目的试验研究提供了技术支持。《分裂导线力学性能实验室》已于2000年11月通过了国家电力公司组织的专家验收,与会专家一致认为“整体水平达到当前国际先进水平,6分裂导线以上的微风振动试验能力和试验技术、蠕变试验这到国际领先水平”。