基于图像识别的10kV电缆接头施工缺陷算法应用研究

在研究10 kV电力电缆中间接头的典型缺陷类型时,通过分析施工过程,得出中间接头典型施工缺陷有主绝缘表面污渍、主绝缘划伤、外半导电层剥离不齐3类.根据污渍与主绝缘色差大,提出采用灰度色差作为判定缺陷的有效特征量;针对划伤缺陷区域与主绝缘灰度色差不明显的问题,通过提取纹理特征,达到有效区分主绝缘污渍与划伤缺陷的目的.对于主绝缘缺陷,采用基于神经网络的缺陷识别方法,能有效识别出主绝缘上的污渍与划伤两类缺陷.应用以上技术手段,实现了对整个电缆中间接头施工缺陷的判定,整体检测的有效性有较大的提高,证实了针对性算法的有效性.     

基于有限元法的染污直流支柱复合绝缘子伞裙参数优化

直流支柱绝缘子污闪问题比交流支柱绝缘子要严重,通过伞裙优化能够明显改善其污闪特性。该文借鉴人工污秽试验研究伞裙优化的成果,利用有限元法对染污直流支柱绝缘子建模,研究伞间距、大伞伸出和大小伞伸出差对绝缘子沿面电场分布的影响。提出以爬电距离和电场强度作为伞裙参数优化的判断依据,研究表明,电场强度分布随着伞裙参数的变化呈有规律变化：随着伞间距的增加,绝缘子沿面平均电场强度逐渐减小;随着大伞伸出的增加,绝缘子沿面平均电场强度逐渐增大;随大小伞伸出差增加,爬电系数单调减小,沿面平均电场强度呈振荡减小的趋势。通过比较分析得出支柱绝缘子伞裙较优的参数范围,为进行伞裙优化试验研究提出试品伞裙的建议参数。     

输电线路覆冰厚度的小波分析图像识别

针对现有输电线路覆冰厚度检测方法的不足,利用南方电网输电线路灾害(覆冰)预警系统中的覆冰图像,选择3阶B样条函数作为平滑函数构造小波基对覆冰图像进行多尺度边缘检测,再采用Hough变换对图像检测边缘进行连接,通过对比导线覆冰前后的厚度差,实现覆冰厚度自动计算。结果表明:多尺度小波边缘检测信息融合与Hough变换直线检测算法,对离散误差、局部断裂等缺陷不敏感,能剔除覆冰图像中冗余和虚假边缘,从而在实际噪声图像中提取所有覆冰导线边缘,图像分辨率提高有助于减少计算误差。最后,经与南方电网输电线路灾害(覆冰)预警系统监测的数据进行对比,所得误差2.5 mm,表明该方法可用于输电线路覆冰厚度在线监测。     

500kV变电站雷电过电压仿真计算研究

雷电侵入波过电压是变电站发生事故的主要原因之一,500 kV的变电站是电力系统的枢纽,一旦发生雷击事故,必然造成大面积停电,引起严重后果。选择适合的雷电流,输电线路,杆塔,避雷器等的模型,通过ATP-Draw仿真软件对500 kV变电站进行准确的仿真计算,并考虑雷击点位置,杆塔的冲击接地电阻,主变侧避雷器的保护距离等影响因素,通过仿真我们可以发现,近区雷击危害最大;杆塔冲击接地电阻应当尽量减小;主变侧避雷器的保护距离应尽量减小;条件允许的话可以在主变侧加装避雷器以提高保护效果等。这些关系和相应的保护措施对实际工程应用尤其是对变电站防雷和避雷器的应用有一定参考价值。     

特高压换流站复合支柱绝缘子伞伸出对其高海拔直流污闪性能的影响

为了研究高海拔地区伞伸出对复合支柱绝缘子直流污闪电压的影响规律,选取一大一小和一大两小两种伞形结构的10种伞伸出参数复合支柱绝缘子,在海拔2 100 m的条件下,采用恒压升降法进行人工污秽试验,研究伞伸出参数对复合支柱绝缘子污闪电压的影响,同时测量了试品单元伞裙表面电阻在雾室随时间的变化,用紫外放电仪和高速摄像机观测试品的临闪前局部放电和沿面电弧发展。研究结果表明:试品污闪电压值随着平均伞伸出增大存在最大值,提出了平均伞伸出与污闪电压值的二次函数关系;由于绝缘子表面电阻随着伞伸出的增大而减小,临闪前局部放电现象趋于明显,表面电弧桥接概率加大,电弧"飘弧"现象严重,大大降低了爬距利用率,导致污闪电压值下降。     

高海拔特高压复合支柱绝缘子伞形结构对直流污闪特性的影响（英文）

为研究高海拔地区伞形结构对复合支柱绝缘子直流污闪特性的影响规律,对4种不同伞形结构的6支复合支柱绝缘子和1支无伞裙结构的复合支柱绝缘子在昆明特高压国家工程实验室进行了大量的直流人工污秽试验,分析了各类试品的爬距有效系数,用紫外放电成像仪对各类试品的局部放电现象进行观测,统计了紫外放电光子数,同时利用高速摄像机观察了不同伞形结构试品沿面电弧的发展情况,并分析了一大一中4小伞形复合支柱绝缘子伞裙参数对直流污闪电压的影响,结果表明:一大两小伞形是4种伞形中最优的伞形结构,该伞形试品的直流污闪电压和爬距有效系数均最高,等径伞伞形最差;各类试品的爬距有效系数随着盐密的增大而有所增加;等径伞伞形试品的紫外局部放电现象严重,电弧桥接现象最明显,导致爬距利用率最低,而大小伞交替伞形不仅紫外局部放电现象较弱,还能较好抑制电弧桥接现象,有效提高爬距利用率;建议在高海拔地区一大一中4小伞形复合支柱绝缘子的爬电系数取3.5左右,相邻伞间距不小于35 mm,但由于一大一中4小伞形相邻伞裙电弧桥接现象严重,即使改变伞裙参数也不能有效提高其直流污闪电压,因此,该伞形不如一大两小伞形。     

高海拔地区特高压换流站大尺寸复合支柱绝缘子直流污闪特性

在海拔2 100m的国家特高压工程实验室,采用恒压升降法全面深入地研究了一大一小和一大两小伞形、6.25m(5支串联组成)绝缘高度的两种大尺寸复合支柱绝缘子的直流污闪特性。试验表明:一大两小伞形大尺寸复合支柱绝缘子的直流污闪特性优于一大一小伞形;大尺寸试品的直流污闪电压与盐密、灰密均成幂函数关系,盐密对U50%的影响程度明显大于灰密;与短串试品相比,盐密对大尺寸试品的影响较大;随着上、下表面污秽比的增大,大尺寸试品直流污闪电压增加不超过10%;在绝缘高度6.25m范围内,直流污闪电压与复合支柱绝缘子串长呈良好线性关系,但由于试验数据存在一定的分散性,大尺寸试品线性推导值和试验值相差约15%;大尺寸试品的紫外放电光子数大于短串,同时,受污秽不均匀分布的影响,大尺寸试品的中、下部紫外光子数稍大于上部;大尺寸试品的中、下端电弧桥接现象剧烈,电弧大范围跨接更为明显。     

基于Canny算法的10kV电缆主绝缘表面缺陷识别方法

主绝缘表面存在划痕与污渍类施工缺陷容易导致 绝缘故障,采用图像识别技术可以 智能管控施工缺陷。针对10 kV电缆主绝缘表面划痕与污渍缺陷边缘 不易检测的问题,本文提 出一种基于Canny算法的10 kV电缆主绝缘表面缺陷识别方法。本文首 先利用尺寸不变特征变换(scale-invariant feature transform,SIFT)方法完成对 电缆主绝缘图像的拼接,再借助Canny算法计算主绝缘表面缺陷边缘的梯度与幅值、抑制极 大值信息点、去除伪边缘,得到由划痕与污渍产生的缺陷边缘信息。实验结果表明,由本文 算法检测后电缆主绝缘表 面缺陷图像的边缘轮廓具有较高的纯净度和完整性,缺陷边缘更加 清晰,算法平均准确率达到95.42%,验证了算法的有效性。     

施工缺陷对超导电缆中间接头内电场分布的影响

中间接头在高温超导电缆中是最薄弱的环节,制造和施工环节中造成的任何缺陷都有可能在运行时产生电场畸变,缩短中间接头使用寿命,施工缺陷严重时可能引发电缆局部放电、击穿等事故。为此本文利用有限元仿真软件分析了绝缘层划伤、绝缘层杂质、超导带焊接毛刺三种典型施工缺陷对接头内电场分布的影响规律。研究结果表明,绝缘层划伤存在空气隙时,最大电场强度随着空气隙厚度增加而减小;而当空气隙厚度保持不变时,最大场强与空气隙长度呈正相关增大。绝缘层残留杂质时,半导电层切断处、超导带焊接部位附近的绝缘层杂质周围电场畸变最严重,且超导带焊接部位周围最大场强大于半导电层切断处。此外,杂质大小、位置及带电与否均会对电场造成很大影响。随着杂质半径增加,超导带焊接部位和半导电层切断附近杂质周围场强近似呈正比例增长;杂质不同电荷量和电性对电场畸变程度同样有重大影响,特别是当部分杂质为电负性时,周围最大场强均超过5MV/m。超导带焊接毛刺的位置及大小对场强有较大影响,其中在超导带焊接部位与绝缘层分界面处场强最大,且沿超导带焊接部位径向的毛刺周围场强高于沿轴向的场强。研究成果为分析超导电缆故障原因,制定接头施工工艺提供一定参考。     

复合绝缘子不同部位水滴撞击特性及其影响因素

绝缘子各部位水滴撞击数不同其覆冰形态不同,为得到各因素对绝缘子不同部位水滴撞击特性的影响,建立风洞和复合绝缘子模型,将复合绝缘子分为伞上表面、伞下表面、伞边缘和芯棒4部分,研究水滴滴径、流速、气流倾角、温度等参数对绝缘子不同部位水滴撞击特性的影响,结果表明:滴径小于30μm时,水滴主要撞击在伞边缘和芯棒上,大于30μm后,水滴主要撞击在伞上表面;随流速增大,伞上表面水滴撞击数由增加趋势变为减小趋势,其临界水滴滴径为90μm,而伞边缘和芯棒水滴撞击数由增加趋势变为饱和,其临界滴径分别为30和50μm;水平气流时复合绝缘子水滴撞击数最少,气流从上至下时其水滴撞击率最大。滴径、流速和气流倾角对绝缘子局部水滴撞击特性均有较大影响且特点各异。