基于泄漏电流的人工污秽试验数据特征量的状态转换分析

为了降低高压线路中绝缘子发生污闪的几率,提出一种基于泄漏电流特征量的污闪在线监测和沿面电弧放电机理的研究方法。由于沿面电弧放电过程复杂,仅通过研究泄漏电流的幅值很难识别沿面电弧的放电状态,故提取泄漏电流信号包络线的均值、均方差、峰度、偏度和三次谐波畸变因子5个统计指标;将其看作5个随机过程的样本,分别计算各随机过程的一步状态转移矩阵,并分析其状态转移过程。结果表明:沿面电弧放电过程表现出了一定的统计规律;泄漏电流每个特征量仅包含电弧放电过程的部分信息,结合多个指标的分析可以更好地实现电弧放电状态的识别;由一步状态转移矩阵可求解多步状态转移矩阵,从而可以实现对未来各放电状态出现概率的计算和污闪风险的预测。     

基于K两端聚类的污秽绝缘子放电状态评估

沿面放电是绝缘子污秽程度及运行状态的重要体现,实时掌握绝缘子的污秽放电状态对污闪的预防具有重大意义.根据污秽绝缘子在放电过程中泄漏电流的波形变化以及放电区段的划分特点,提出了一种基于K两端聚类的动态划分方法.分析污秽绝缘子在运行中受潮、形成干燥带及局部电弧、局部电弧发展至极端闪络的全过程,并依据绝缘子运行中工作电压和泄...     

谐波导致复合绝缘子不明闪络机理研究

复合绝缘子耐污闪性能优异而广泛应用于电力系统中,但其不明原因闪络问题却日益严重。研究谐波与不明闪络之间的关联尤为重要。通过分析绝缘子串的等值电路,确定流过绝缘子串的电流大小与电压幅值和频率有关;针对处于谐波环境下的复合绝缘子不明闪络案例展开研究,计算发现10次谐波频率为线路的串联谐振频率,故障时刻电流频谱图也显示各谐波分量中10次谐波电流幅值最大;对故障电流进行测量,发现流过绝缘子的电流值已经超过危险区进入闪络范围;仿真验证了绝缘子串端部确实产生了谐振过电压,且由此计算得到绝缘子上的电流与测量结果一致。结果表明,谐波电流引发高频谐振过电压,导致流过绝缘子串的电流剧增,是复合绝缘子不明闪络的原因之一。     

基于分水岭算法的绝缘子串红外图像分割方法

为解决500 kV瓷绝缘子串红外图像分割问题,提出了一种基于分水岭算法的图像分割方法。通过调整红外图像G分量消除云雾干扰,图像预处理后采用灰度拉伸法进行图像增强;然后利用Otsu算法将灰度图像二值化,通过Hough变换确定绝缘子串基准线,并据此使用Floodfill算法提取绝缘子串目标区域;角度校正后做欧式距离变换,以局部最小值为标记符避免过分割,再采用分水岭算法进行绝缘子片分割。据此对湖南省某座500 kV变电站700张红外图像进行分析,结果表明,本文所提方法具有良好的自适应性和实用性,可显著提高绝缘子红外图像智能分割准确率。     

基于空间电场特征的复合绝缘子运行状态识别方法研究

恶劣气象条件地区的污闪事故仍时有发生,因此在对复合绝缘子污闪发展过程空间电场信号进行了测量的基础上,提出基于空间电场信号的污秽绝缘子运行状态识别方法。研究结果表明：污秽闪络整个放电过程可分为干燥区、湿润区、局部放电区三个区段;空间电场波形特征不因盐密的改变而变化,且空间电场时域波形的区段特征明显。最后提出基于空间电场的峰值、有效值和标准差,并结合温度、相对湿度组成五个特征量作为运行状态分类的特征量;案例结果表明本研究提出的空间电场特征的识别方法对污秽绝缘子运行状态可以进行可靠的分类,正确率为95%,可实现对运行状态的高准确率分类。     

RGB图像分形维数计算方法研究

 在计算颜色表面的分形维数时,为充分考虑颜色表面的相关信息,提出将RGB图像的3个分量R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)重组为一个颜色矢量的思想,通过连接各像素点的矢量终端构建一个粗糙颜色表面,基于改进的投影覆盖法计算该表面的分形维数。与传统的灰度表面分形维数计算方法进行比较分析,分析结果揭示：与灰度表面维数计算方法相比,颜色表面维数计算方法通过以一个三维矩阵保存了RGB图像各像素点的R,G,B分量值,来更全面捕获真彩图像颜色信息,因而可以很好地克服灰度表面维数计算过程中出现的缺陷与不足——缺少对颜色的色彩和色饱和度的考虑。     

线路绝缘子性能及运行情况分析

比较了线路上盘形悬式瓷绝缘子、玻璃绝缘子、棒形悬式复合绝缘子及长棒形悬式瓷绝缘子的特性。指出,盘形悬式瓷绝缘子具有良好的绝缘、机电性能及耐磨、耐热冲击及抗气候变化等特点,但需进行零值检查,防污性能较差;盘形悬式玻璃绝缘子零值自破,残垂不易掉线,但闪络绝缘子的巡检较困难,而且价格较高;棒形悬式复合绝缘子抗污闪性能好,耐电蚀性优异,质量小,运行维护方便,但没有行之有效的检测技术,易老化,易脆断,憎水性易遭破坏;长棒形悬式瓷绝缘子的金具较少,抗耐电蚀能力强,防电弧,但瓷件本身较重,安装运输不方便,生产技术要求较高,耐压水平低。实际运行表明,棒形悬式复合绝缘子及长棒形悬式瓷绝缘子耐污性能优良,可提高线路运行的稳定性,宜在线路上广泛使用。     

三种绝缘子性能及其在特高压线路应用研究

对三种绝缘子的预期寿命、失效检出率、机械强度、尺寸重量、电击穿强度、电压分布、耐电弧性能、掉串事故、耐污性能应用场合和经济性分别进行比较。结合日本和俄罗斯特高压线路绝缘子选型经验,比较了我国±800kV直流特高压线路和1000kV交流特高压线路绝缘子选型区别,得出主要结论:在我国特高压线路上,Ⅱ级及以上污秽地区可考虑采用复合绝缘子;0和Ⅰ级污秽地区可考虑采用玻璃绝缘子;特高压直流输电线路上应考虑采用复合绝缘子。对于复合绝缘子在特高压线路应用中存在的问题,可以在导线侧挂若干个玻璃防污绝缘子来改善芯棒脆断;合理设计复合绝缘子的均压环来改善电压分布不均匀;采用合理的招弧设计来改善雷击闪络性能;采用2只组合结构来改善工频大电弧性能。     

测试距离对现场发热复合绝缘子无人机红外测试影响研究及控制建议

为获取测试距离对发热复合绝缘子无人机红外测试结果的影响并确定合适的测试距离参数,对现场500 kV线路复合绝缘子异常发热缺陷开展不同测试距离下的无人机红外测试,利用归一化处理得到了发热绝缘子温差测试幅值随测试距离的变化规律.结果 表明,随着测试距离增加,复合绝缘子测得发热幅值呈现先稳定、后迅速下降的趋势.测试距离范围内,随距离增加被试绝缘子温度曲线高频分量幅值基本稳定.为保证测试精度,焦距为50 mm、25 mm、19 mm的无人机红外设备,对于带护套芯棒直径48 mm复合绝缘子,测试距离需不超过28.2m、14.1m、10.7m.基于红外测试镜头参数、测试距离与被试绝缘子在红外测试屏幕上的占比分析,给出了适用于现场无人机操控的测试距离控制方法.     

基于互信息图割的风景图片美学测度

提出了一种基于最大互信息图割的摄影照片可计算美学测度算法。该方法按照信息理论元素将彩色图像R/G/B三通道信源空间进行压缩,根据图像邻近位置颜色分布相似的原理,进行区域Bins合并。然后采用逐像素扫描方式,用贪心法以最大信息熵为优化目标,找出区域的分割位置。接着采用二叉分割树进行存储优化分割节点,用大顶堆获取当互信息值最大的节点,对区域反复进行垂直或水平分割,以给定的分割区域块数为终止条件。最后累加分割过程中互信息值最大的节点之和作为照片最终的美学测度值。分割过程中,对算法进行加速,将R/G/B三通道的各像素直方图由16777216个Bins压缩成64个Bins。实验结果表明,这种算法测量的美学值与Ground truth一致,能有效地表现原图像的丰富细节,是一种将信息理论元素在图像微观美学测度的一种尝试。     

基于颜色传感器的霜层识别可行性研究

针对空气源热泵制热工况误除霜问题,提出了一种基于颜色传感器的空气源热泵除霜控制方法.根据颜色传感器的工作原理,进行了硬件和软件设计,并对霜层识别的可行性进行了试验验证.结果表明,随着霜层生长,输出的R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)值逐渐增大,结霜前R、G、B值分别为61、58、56,20 min后分别为114、108...     

复合绝缘子不同憎水性下的电场分布研究

电场不均匀引起的电晕放电是导致复合绝缘子憎水性下降的重要原因,而在不同憎水性下绝缘子表面存在的水珠和干燥带都会对电场分布产生一定的影响。为了对不同憎水状态下的电场分布进行研究,借助于有限元软件,分别对憎水和亲水状态下的电场分布进行了计算分析。结果表明:憎水情况下,分离水珠的存在使得水珠、空气和硅橡胶交界处出现电场集中,轴向最大场强可增大至十倍以上,而改变水珠参数对畸变效果影响不大;亲水状态下,均匀覆盖湿污对电场有一定畸变作用,但当出现干燥带时,干燥带附近电场急剧增大,且伞群表面干燥带较之护套表面对轴向电场分布影响更大。     

基于可见光图像的火焰识别与提取

对火焰的基本特征进行分析,从中选择出几种比较有代表性的火焰特征作为判据来识别和提取火场图像中的火焰区域。基于火灾火焰的亮度特征利用区域生长法分割出疑似火焰区域;根据RGB和HIS颜色模型的对应关系,通过分离火焰像素的R、G、B分量,验证了火焰的色彩分布规律;利用圆形度判据排除规则光源的干扰。     

±500 kV换流站直流分压器用复合套管外绝缘闪络事故分析及处理措施

对±500kV江陵和龙泉换流站直流分压器的外绝缘闪络事故进行了分析。指出该分压器发生闪络事故的原因:一是复合套管的憎水性完全丧失;二是复合套管的伞裙形状参数特性较差;三是复合套管的均压环结构不合理。发生闪络事故的主要原因是复合套管的憎水性完全丧失,其次是均压环结构不合理。在此基础上,针对分压器的结构和事故的性质,提出了从根本上解决问题的思路是应按所要求的电气、机械和憎水性能来选用复合套管外绝缘材料;按上下均压环中心距离和均压环直径能保证复合套管的爬电距离和干弧距离的有效性与设计值接近这一主要原则来重新设计均压环;建议复合套管的伞伸出大于或等于70mm,伞间距至少70mm来重新设计伞形。同时也建议可以采取在复合套管的外绝缘表面上涂覆加强RTV-Ⅱ型防污闪涂料来提高外绝缘强度。     

火花放电诱导爆炸波研究

为了对电火花放电诱导爆炸波特性进行研究,建立了基于压力传感器的火花放电爆炸波超压场测试系统和基于纹影光学测试的爆炸波传播轨迹测试系统,并对10、100、1 000J3种能量等级下的放电过程进行实验研究,得到了爆炸场内各测点超压数据和爆炸波传播轨迹纹影图。分析确定了的爆炸波能计算方法,并给出了爆炸波能量E0。实验结果表明:只有3%~8%火花能转变为爆炸波能向外传播;根据纹影测得的爆炸波传播轨迹确定的爆炸波能比基于超压场确定的爆炸波能更准确有效;爆炸波能和火花能均随着充电电压的增大逐渐增大,火花能转化为爆炸波能的比例随着能量档位的升高逐渐降低。     

基于图像处理技术的扇贝尺寸及位置自动识别

准确识别扇贝的大小和位置是实现扇贝自动化分级操作的首要条件。本研究中,应用图像处理技术对扇贝进行定位和识别,首先将采集到的扇贝彩色图像转换为灰度图,并通过阈值分割转变为二值图像,再通过滤波减少图像噪声,然后采用改进的OPTA算法和边界追踪算法提取扇贝图像边界,最后通过计算扇贝图像边界各点相对距离的最大值识别其尺寸,通过计算中心点得到位置坐标。实验结果表明,将图像处理技术用于扇贝的自动分类时,能够有效地完成扇贝的定位和尺寸识别,且计算量小,易于实现。     

直流避雷器动作负载试验设备研制

按照目前国际先进的C IG R E《高压直流换流站无间隙金属氧化物避雷器》动作负载试验程序的要求,设计并研制了一套直流动作负载试验设备,主要由长线(高能放电)能量释放试验装置,4/10大电流试验装置,高压直流换流站电源和控制系统联合组成,其即可完成联合动作负载试验,又可使各装置单独使用,增强了实用性。经多次调试运行,该套设备各装置的技术参数和电流电压波形完全满足IEC、C IG R E及G B 11032标准要求,且联合动作合闸时间小于100m s,填补了国内空白,满足了直流避雷器动作负载试验的要求。     

颗粒荷电对XSP-160型瓷三伞绝缘子积污特性影响数值模拟

为研究颗粒荷电对绝缘子积污特性的影响,利用COMSOL多物理场模拟软件,对XSP-160型瓷三伞绝缘子在颗粒不同荷电方式下的风洞积污特性进行数值模拟,并与其风洞试验结果比较,探究了颗粒按"比例"荷电方式的模拟方法的合理性.进而研究了弱风(0.5～2 m/s)和微风(3 ～5 m/s)环境下110 kV电压作用下该绝缘子的积污特性,比较了不同粒径下颗粒所受各力的相对大小,分析了风速、粒径、污秽浓度对其自然积污特性的影响.研究结果表明:电场力对大粒径颗粒的沉积起主要作用;弱风时,直流电压作用下,积污量随粒径增大而增加,而交流电压作用下,积污量则先增后减;微风时,直、交流电压作用下,积污量均随粒径和污秽浓度的增大而增加.     

不同均质度的粘土劈裂注浆特性及效果分析

注浆工程属于隐蔽工程,劈裂注浆后土层的压密效果和浆液的扩散范围不能直观地进行评价。土体是一种非均质性材料,土体的均质度是影响劈裂注浆效果的重要因素。基于Weibull分布模型构建具有不同均质度的粘土层,考虑粘土层不同均质度变化的影响,通过RFPA软件进行劈裂注浆数值模拟,得到了不同均质度下的起始劈裂压力值、最小主应力图、最大主应力图、剪应力图、浆液压力图和劈裂效果图。利用图像分割技术,得到不同均质度条件下粘土注浆劈裂的裂隙率和扩散范围,从而评价土体劈裂注浆的加固效果。结果表明,劈裂注浆加固后的土体压密效果随着均质度的增大而增大,浆液的扩散效果随着均质度的增大先增大后减小。     

珊瑚砂动剪切模量预测的应变-损伤状态耦合模型

对南海饱和珊瑚砂进行了4类不同加载模式的不排水动三轴试验,研究了不同相对密度Dr和平均有效围压σ'0下加载第一周的动剪切模量比G1st/G0与剪应变幅值γa的关系,G1st/G0受Dr的影响很小,随σ'0的增大而增大。由于分级加载过程中土体结构与相对密度发生改变,在γa3×10-4时,应变控制的分级循环加载获得的G1st/G0-γa曲线位于等应变幅值循环加载获得的G1st/G0-γa曲线的上方。结合两类试验结果,给出了饱和珊瑚砂的G1st/G0-γa模型。基于弹性应变能理论,提出了可以描述土体损伤状态的状态参数Pd(damage parameter),探究了不同加载模式下动剪切模量比G/G0随土体损伤状态参数Pd的发展规律。在双对数坐标中,同一应变幅值下的(1-G/G0)-Pd可用直线表示,其斜率与应变幅值γa和历史加载过程中的最大应变幅值γa,max有关。结合G1st/G0-γa和G/G0-Pd关系,给出了可以同时反映应变幅值和破坏状态影响的珊瑚砂动剪切模量预测模型。