短空间二维傅里叶变换对铝板的损伤定量研究

针对Lamb波对铝板损伤定量难的问题,使用短空间二维傅里叶变换的方法对其进行了研究。首先,使用空气耦合超声在铝板中激励Lamb波并进行线性扫查获取其时间-空间波场信号;然后,对信号进行短空间二维傅里叶变换获取扫查区域的Lamb波空间-波数曲线,并从中得到损伤的位置、长度和深度信息;最后,根据相速度-频厚积曲线反推出损伤的深度。结果表明,所提方法能够同时对扫查区域的板厚以及损伤的位置、长度和深度进行评估。其中,板厚定量误差最大为5.50%,损伤长度和深度的定量误差最大分别为6.00%和6.67%。     

含缺陷纤维复合材料热老化后变形与损伤破坏声发射行为

不同时间影响下玻璃纤维增强复合材料(GFRP)的热老化效应亟待研究。本文采用声发射(AE)与数字图像相关技术(DIC)相结合的互补无损检测技术,分别对热老化0、4、8、16天后三点弯曲试样的损伤过程进行实时监测,并进一步分析预制缺陷对热老化后复合材料的纤维与基体界面间性能的影响。对AE信号进行k-means聚类分析同时通过DIC进行全局应变场测量,表征了预制缺陷和热老化时间对GFRP力学行为和变形损伤机理的影响。结果表明：声发射信号可以对各类损伤进行分类,通过分析脱粘信号发现,在层合板内部交联时,脱粘信号减少且分布在失效载荷后;随着热老化进展至水分挥发阶段,脱粘信号增多并均匀分布在断裂前期与后期。对于预制纤维断裂的层合板,交联现象会使层合板加载过程中纤维断裂信号数量减少且幅度降低,最大应变值减小,有效地提升了层合板承载能力。声发射聚类分析和数字图像相关技术结合可以较好地描述不同热老化条件下GFRP的损伤演化过程,有助于进一步揭示缺陷和热老化时间对GFRP内部损伤机理的影响规律。     

基于扫描热显微技术的氮化硼/低密度聚乙烯复合材料界面导热性能研究

导热高分子复合材料基体和填料形成的界面会影响复合材料整体的导热性能.然而受到传统测试技术的限制,很难从微观角度更深入地研究界面导热机理.本文利用扫描热显微镜(SThM)研究了氮化硼(BN)/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的界面导热机制,对BN/LDPE复合材料的界面热学性质进行了定量分析,并通过有限元仿真模拟了SThM的测试过程,揭示了无机-有机界面处的界面热传导过程.结果表明:随着BN颗粒含量的增加,复合材料的热导率也随之提高.当BN的质量分数达到20％时,复合材料的热导率提高了约22％.采用SThM得到了微纳尺度样品形貌和反映热学性质的电压分布图像,发现BN/LDPE复合材料的热导界面宽度为150～200 nm.在两个BN颗粒相互接触的地方,显示高导热区间增大,热导界面宽度变化较小.通过测试标样获得了热导率与输出电压平方的拟合关系曲线,并计算得到BN/LDPE复合材料的界面热导率为0.33～39.81 W/(m·K).仿真结果表明探针针尖能够区分填料、界面以及基体,复合材料的导热性能随着界面宽度和热导率的增大而提高.     

应用超声波探伤仪检测复合绝缘子的内部缺陷

为消除硅橡胶复合绝缘子缺陷对电网安全运行造成的隐患,提出了一种利用超声波探伤仪检测硅橡胶绝缘子护套脱粘和气孔缺陷的方法,该方法根据0.5～10MHz的超声波在不同介质中传播时的异质界面回波特性判定绝缘子缺陷。研究表明,在全检波、正检波、负检波、射频波4种超声检波方式中射频波方式优于其它方式。用压电晶片、透声层、硅橡胶护套3种介质实测表明:当透声层厚度等于1/4波长时形成声阻抗匹配而产生全透射并达到最优检测效果;对绝缘子大面积护套脱粘采用射频幅度法检测,对绝缘介质气孔、夹渣采用射频反射法检测方式。该方法为复合绝缘子内部缺陷检测提供了一种有效手段。     

基于导波的大电机定子绝缘损伤检测实验研究

为了获得大型发电机定子绝缘损伤特性,准确评估定子绝缘老化状态,利用超声导波(Lamb波)进行了大电机定子绝缘损伤检测的实验研究。首先利用绝缘材料拉伸性能等实验,得到定子绝缘结构特性参数。然后通过选择压电换能器导波激励信号,求解Rayleigh-Lamb频率方程,获取Lamb波的频散特性曲线和Lamb波在定子绝缘结构中的传播特性;在此基础上,选择导波传播模式和确定导波激励频率。最后通过构建大电机定子绝缘损伤检测系统,进行了定子绝缘损伤检测实验测试,实验结果表明:选择5波头加Hanning窗正弦脉冲作为Lamb波激励信号,频率在15 kHz时,导波传播模式较为单一;导波对表面裂纹损伤比较敏感,Lamb波散射信号在损伤前、后有明显的差异。和无损信号相比,Lamb波S0模式和A0模式波包的幅值都有不同程度的减小,并且波包峰值点的相位均发生延迟,能够有效用于识别定子绝缘的表面裂纹损伤。     

GIS/GIL绝缘子超声检测研究进展与展望

气体绝缘开关/气体绝缘输电线路(gas insulated switchgear/gas insulated transmission lines, GIS/GIL)绝缘子应力集中、密度不均匀和内部集中缺陷可能是目前威胁GIS/GIL设备安全运行的主要原因,急需研究其检测方法。为此分析了GIS/GIL绝缘子应力集中、密度不均匀和内部集中缺陷的原因和检测技术现状,系统总结了GIS/GIL绝缘子常用环氧复合材料超声检测技术的研究进展,包括纵波声速、检测深度、灵敏度、第一临界角和临界折射纵波渗透深度等超声传播特性,超声临界折射纵波的声弹性效应和声弹性系数、GIS/GIL绝缘子次表面应力临界折射纵波声程差检测法和热应力云图、三支柱绝缘子柱腿平行应力纵波反射法和垂直应力纵波穿透法等超声应力检测技术,GIS/GIL绝缘子内部缺陷纵波反射法成像、表面缺陷临界折射纵波法和界面缺陷纵波斜入射法等内部集中缺陷超声检测技术,以及盆式绝缘子纵波反射法密度云图等密度均匀性超声检测技术。该研究指出研发少峰高频高能超声探头、绝缘子全域超声快速成像、多结构多部位超声检测、去应力处理残余应力测量、密度与残余应力耦合理论...     

局部放电对油浸绝缘纸表面损伤特性研究

为了提高绝缘材料的耐局部放电能力,对局部放电损伤过程中油浸绝缘纸的表面形貌、表面粗糙度、表面电导率、表面生成物和气隙气体进行了研究.根据局部放电相位分布(phase-resolved partial discharge,PRPD)模式的变化将放电损伤过程划分为5个阶段,分别利用光学显微镜、扫面电镜、原了力显微镜和高阻仪对每一损伤阶段的绝缘表面情况进行分析,并用气质联动仪分析了其气隙气体组分.研究结果表明:在5个损伤阶段中,绝缘表面相继出现"烧蚀"、"剥皮"、"裂化分丝"、"回坑"和"树枝化"现象,且有"液滴"和品状"固体"相继生成,电负性气体含量交替下降上升;绝缘表面三维粗糙度先下降后上升:绝缘表面电导率总体呈现增长趋势并最终趋于稳定,但在不同损伤阶段其增长速率不同.提供了判断油浸绝缘纸表面状况及缺陷发展状况的参考信息.     

基于金属磁记忆技术的车桥桥壳损伤检测

为探索金属磁记忆现象的物理本质,深入研究车桥桥壳损伤的磁记忆无损检测方法,首先对标准试件进行测试,然后对某系列新桥壳进行疲劳试验,得出桥壳危险区域不同位置、不同加载次数下磁记忆信号法向分量及其梯度值K的变化,并用X射线检测残余应力与磁记忆检测结果进行对比;再以疲劳试验为基础,针对退役驱动桥壳进行变形量测定及对其危险区域进行磁记忆检测,确定桥壳变形量与磁记忆信号间的关系。研究表明:施加载荷前桥壳表面的初始磁状态不同,施加载荷后磁记忆信号呈现规律性的变化;随着循环次数的增加,梯度K值峰值增大;利用磁记忆检测与X射线复合检测的方法能较好的判断出构件缺陷;桥壳的变形量和磁记忆信号梯度K值以及加载的循环次数之间有良好的对应关系,可以为驱动桥壳再制造检测提供依据。     

SiC组件离线能量冲击测温检验方法

根据SiC灭磁电阻灭磁试验得到的大、小能量冲击下SiC灭磁电阻耗能和表面最大温升之间的关系,提出一种对引进SiC灭磁电阻组件进行离线能量冲击测温检验质量的方法,测量SiC组件表面各部分温升,计算其表面均温系数,检查SiC灭磁电阻组件是否存在个别材质不均匀、有严重质量缺陷的SiC片,及时处理,确保发电机严重事故灭磁安全,可供发电机灭磁装置设计、招标、运行、维修参考。     

碳纤维复合材料雷电损伤预测

相对于传统金属材料,碳纤维复合材料对雷电更加敏感,雷电损伤更为严重,必须通过雷电防护试验验证其雷电防护能力。因此根据标准开展试验,试验后通过无损探伤检测得到损伤数据,并建立了碳纤维复合材料雷电损伤预测参数模型。然后依据该模型进一步分析了雷电环境参量对碳纤维复合材料特性的影响,得出相应的损伤特性曲线。最后通过模型对比分析了火焰喷涂铝防护方式和表面铺设铝网防护方式下碳纤维复合材料的雷电击穿特性。结果表明:损伤深度由作用积分和电荷量共同作用,最大损伤深度随着作用积分和电荷量的增大单调递增。当电荷量保持不变取150C,试验件击穿时前者的作用积分击穿阈值为1.801×10~6A~2s,大于后者的阈值1.0×10~6A~2s;当作用积分保持不变取1.5×10~6A~2s,试验件击穿时前者的电荷量击穿阈值为289.87 C,大于后者的阈值97.50 C。因此可知相同条件下,前者的防护效果更优。     

城市轨道交通不间断供电系统蓄电池容量改进整定算法

轨道交通不间断供电系统中的蓄电池直接影响所带负荷的安全可靠运行,但其容量配置往往过大,存在投资浪费问题。造成该问题的主要原因是容量设计时负荷预估偏大以及采用了恒功率放电模型,也缺乏对负荷类型和后备供电时间关系的研究,因此文中提出一种新的蓄电池容量削减办法。为了更精确地得到不间断供电系统的最大运行负荷,文中首先对负荷进行聚类,再对不同类型的负荷采用不同的预测方法。其中,波动负荷采取双参数Weibull模拟负荷曲线预测最大负荷;时序关联性不强的平稳负荷则直接采用负荷系数法。然后,考虑到不同类负荷对后备时间要求的差异,基于得到的不间断供电系统最大运行预测负荷,采用阶梯负荷法进一步削减蓄电池容量。最后,基于苏州轨道交通3号线通信不间断供电系统实际数据,削减了不间断供电系统的蓄电池容量,论证了所提方法的合理性和有效性。     

水利工程流道混凝土结构修复材料及应用

水工流道混凝土冲蚀破坏十分常见,现有修复材料难以获得耐久性良好的修复结构。为达到更好的修复效果,通过室内试验对研发的组合修复材料进行水工环境下的力学性能、抗冲磨性能及热相容性测试;进行修复结构力学分析,最后在工程引水流道和溢流面进行了现场修复试验。结果表明：环氧界面剂与原混凝土之间的湿黏结强度达3.95 MPa,水下抗冲磨砂浆抗压强度达85.99 MPa,在柔性纳米陶瓷涂料保护下抗冲磨强度可达2545.2 h/(kg/m2),优于国内已有其他同类修复材料;与混凝土相容性好,可在高低温环境中适应混凝土的变形;该组合材料修复结构在-20℃ ~ 40℃环境下不会发生开裂或剥离破坏,结构整体性良好;现场修复效果良好,经过多次泄洪后,表面未出现任何明显损伤,可推广应用于同类工程。     

足尺U型插板钢管连接节点承载力特性的试验研究

U型插板连接的节点焊缝是影响连接强度的主要因素之一,而对于复杂的空间受力焊缝,采用规范的承载力计算公式计算可能会偏于不安全。通过4个足尺U型插板钢管连接节点承载力特性的试验,研究了U型插板连接的承载力-变形特性、失效及破坏模式,以及加载过程中连接典型部位的应变发展情况。结果表明:连接节点的破坏是由于压力作用下U型插板下侧的钢管应变发展较快,发生局部外鼓的屈曲失稳而引起。此外验证了U型插板连接焊缝计算节点的连接强度能够较好反映其强度特点。     

可靠性与经济性协调的输电线路最大利用率评估方法

电网运行由于受各种因素制约,若仅以可靠性作为判据进行评估,则输电线路最大利用率处于较低水平。针对这一问题,通过对年持续负荷曲线的分析,提出一种基于经济性与可靠性协调的输电线路最大利用率评估方法,通过协调电力系统可靠性与经济性,得出现有线路年平均利用率真正能够达到的最高水平。评估中首先计算系统满足可靠性约束的年最大负荷,进而对持续负荷曲线超过年最大负荷部分作为过负荷切除,并按照可中断负荷方式给予切负荷赔偿;对于年持续负荷曲线中保留部分,针对其电量不足期望值给予停电损失赔偿。二者共同组成可靠性的经济代价,将其增长速度与电网售电带来的经济效益增速比较,只要可靠性的经济代价增速更慢,评估中系统最大年利用率就仍有提升空间。将该方法应用于IEEE RTS79系统,结果表明此评估方法较传统安全评估结果更高,能够进一步开发线路利用空间,充分利用输电线路的可用容量。     

超声波局放检测仪校验方法优化*

文章提出现行超声波局部放电检测仪校验方法中的两个问题:无法真实反映局部放电产生的脉冲超声波工况,无法对超声波在介质中传播而产生的纵波和表面波区别分析。针对第一个问题,文章运用FFT方法分析了波形频带,提出使用上位机控制超声波信号源产生脉冲波和包络正弦波,而不是连续正弦波,并提出相应的灵敏度实验方法;针对第二个问题,文章通过对声波传输路径的分析计算,选择底面直径600 mm、高度300mm的圆柱体钢制试块为实验平台,理论上能够达到区分纵波和表面波的目的。文章最后通过实验对优化方法进行了验证,得到了相关传感器的灵敏度曲线,并以声速为依据进行判断,验证了该方案能有效区分超声波在介质中的类型。     

融合交通网的局域能源互联网多故障修复策略

针对局域能源互联网发生多故障时的失电负荷快速恢复问题,在考虑交通网与电网信息耦合关系的基础上,提出了一种融合交通网的局域能源互联网多故障修复策略。当局域能源互联网发生多故障时,首先能源路由器将故障信息传递给各虚拟微网;然后,虚拟微网通过控制分布式电源出力,再联合交通网信息对电动汽车进行调度,以优先恢复重要负荷和失电负荷恢复价值最大化为目标制定恢复策略;在此基础上,考虑到微网恢复能力以及电动汽车电池容量限制,当局域能源互联网仍有失电负荷时,结合交通网信息以网损最小为目标优化抢修小队路径,从而实现对关键故障点的抢修,提高恢复效率;最后,以IEEE 69节点系统为例,验证所提策略的可行性。     

基于KM算法投切事件匹配的负荷辨识方法

负荷投切事件是关联负荷分类、辨识的一个重要依据,为了能够准确的实现非侵入式负荷投切过程的辨识,提出一种基于KM算法投切事件匹配的非侵入式负荷辨识方法。在该方法中,首先采用一种功率曲线拟合逼近的方式进行负荷事件检测,并利用投切稳态特征建立用电设备投入和切除特征的概率分布模型。同时,考虑到负荷投入事件和切除事件数量不对等情况,将负荷事件与数据库负荷进行匹配,并采用加权优化的KM算法寻找最佳解,从而实现负荷投入和切除的正确匹配辨识。最后,在真实的测试场景并结合REDD数据集进行实验,结果表明文中方法能对负荷投切事件进行有效匹配辨识,为实现能耗细分奠定了基础。     

超超临界机组高温过热器 P92厚壁集箱焊缝缺陷手工焊修复

为解决某1000 MW超超临界机组锅炉高温过热器出口集箱焊缝缺陷,在分析了焊缝缺陷特点的基础上,提出补焊工艺控制措施,并对切割焊缝前的加固、缺陷修复后的热处理、缺陷车除模式、小管切除的方法和注意事项进行了说明,介绍了补焊工艺和焊后热处理工艺。对修复完成的焊缝焊接接头进行超声波检测、磁粉检测,未发现超标缺陷,表面硬度测量也均在标准范围内。     

辽宁东方发电有限公司2号发电机异音原因分析及防治

辽宁东方发电有限公司2号发电机运行中产生异音,在低负荷时较严重,中间部位声音较大。经试验分析,判定该发电机异音是机械方面的风区挡板部分开焊、铁芯背部部分构件松动引起的。利用机组停机A级检修机会,对该发电机进行抽芯处理,异音情况消除,彻底解决了发电机运行中异音大的问题。     

2004年上海市夏季最高负荷复原分析

根据上海电力公司负控中心和相关用电部门电量数据定量地对上海市电力系统2004年夏季错避峰各种主要措施的实际效果进行了分析研究,并选取2004年夏季最高负荷日作为研究分析对象,提出了相应的计算原则与方法,还原出2004年上海夏季最高负荷以及最高负荷日的负荷还原曲线图,计算结果与2004年上海电力最高负荷预测值基本相符。