基于钢芯制热导线的实时在线融冰技术

为消除电网输电线路覆冰灾害,提出了一种基于钢芯制热导线的实时在线融冰技术,通过在钢芯与铝绞线之间加入一层绝缘层设计出了一种新型复合导线。为验证这一技术的可行性,先运用有限元分析软件ANSYS Workbench仿真了通过80A电流时复合导线铝绞线温度随时间的变化情况,仿真结果表明复合导线铝绞线温度快速达到0℃以上,能够满足融冰需求;最后制作了试验样品进行试验验证,在近似恒温条件下,研究了25mm覆冰的融化过程,获得了电流大小、环境温度及覆冰重量对融冰时间变化的影响,未考虑重力作用影响计算所得融冰时间与实际融冰时间存在一定差异,但总体时间变化趋势一致。该试验可为研究覆冰导线实时在线融冰提供参考依据。     

太阳光谱选择性吸收涂层新型颜料的合成研究

根据化学键键型过滤理论，选择并合成了过滤金属复合氧化物（ＦｅＭｎＣｕＯｘ）作为涂料型太阳光谱选择性吸收涂层的颜料，并将其与自制丙烯酸树脂改性硅氧烷低聚物为粘结剂进行混合，制成采兴涂层。该涂层光学性能优异，可望获得广泛应用。     

基于图像深度学习与三维电场仿真的电力用复合绝缘子缺陷挖掘分析

鉴于复合绝缘子运行环境差异较大、表面电场分布特征各异,亟需合理评估现役运行复合绝缘子运行状态。为此,首先应用紫外、红外成像技术对典型复合绝缘子进行观测形成电-热影像图谱数据库;然后应用小波成像技术对原始图像进行去噪处理,并基于聚类算法对复合绝缘子进行图像区域分割,联合视觉深度学习实现了复合绝缘子类型自适应识别和外轮廓匹配。同时应用三维建模技术对典型复合绝缘子电场分布规律进行仿真模拟,实现复合绝缘子高场强区域电场分布可视化;最终联合深度学习图像后处理结果和电场分布特征形成现役复合绝缘子运行状态评估策略。研究结果对于电力系统用复合绝缘子运行维护具有较好指导意义。     

光谱选择性涂层的传热分析

对光谱选择性涂层与太阳、大气、环境的传热进行了分析，并对灰色光谱选择性涂层作了传热计算，表明光谱选择性涂层具有明显的降温效果，得出了理想光谱选择性涂料应具有的反射光谱曲线。     

基于紧凑型光电传感器的复合绝缘子内部缺陷检测方法研究

为了能够有效地对复合绝缘子的内部缺陷进行监测,通过有限元法和现场试验研究了紧凑型光电电场传感器检测复合绝缘子内部缺陷的方法。首先,依据实际110kV复合绝缘子的实际尺寸和材料属性建立了三维有限元模型,导通性缺陷分别设置在复合绝缘子的高压端、接地端和中间端,研究了不同位置和不同程度的导通性缺陷对周围电场分布影响;然后基于有限元仿真计算研究了复合绝缘子周围轴向电场和径向电场分布的变化。结果表明,当复合绝缘子存在内部导通性缺陷时,径向电场分布的变化相对轴向电场分布的变化要更为明显;不同位置的导通性缺陷导致电场分布变化的特征不同;不同严重程度的导通性缺陷导致电场分布的畸变量会随着导通性缺陷的严重程度的增加而增加;最后,通过试验验证了EOEF传感器检测高压复合绝缘子的内部缺陷的有效性。这对于在非固定端检测获取缺陷信息有着重要的意义。     

110 kV复合绝缘子电场分布影响因素

研究不同影响因素下的复合绝缘子沿串电场分布特性,对提高绝缘子可靠性具有重要意义。利用COMSOL Multiphysics有限元仿真计算软件建立了三维模型,分析了杆塔、导线长度和山坡倾斜角度对绝缘子沿串电场分布的影响。结果表明：导线改善了绝缘子串高压端局部场强过高的情况,且导线越长改善的效果越明显;杆塔使得沿绝缘子串方向的电场分布更加均匀;山坡的倾斜角度,对绝缘子高压侧的电场分布有些细微影响,但可以不予考虑。由此可得,导线、杆塔、地面与绝缘子间的杂散电容都会影响绝缘子沿串电场的分布     

伞裙边沿厚度对复合绝缘子场强分布的影响

为解决因复合绝缘子耐老化性能较差导致的场强分布不均匀问题,基于伞裙边沿厚度与复合绝缘子场强分布之间的紧密联系,通过ANSYS仿真软件进行复合绝缘子三维建模,分析了不同伞裙边沿厚度下复合绝缘子沿面场强和电位分布。结果表明,随伞裙边沿厚度的增加,金具处最大场强值增大,高、低压端前3片伞裙边沿场强值减小,中部绝缘子场强值相对增大;伞裙边沿厚度的增减对整个绝缘子电位分布无影响;伞裙边沿厚度为4 mm时伞裙场强分布较其他厚度时相对均匀,并有效降低了高、低压端伞裙场强,且具有一定的抗电蚀烧伤能力。     

不锈钢衬底表面形貌对AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层光热性能的影响

在数值仿真计算和实验两方面研究不锈钢衬底表面形貌对AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层光热性能的影响。在数值仿真计算中,建立一维三角形光栅结构模型对衬底表面形貌进行简化,采用严格耦合波分析(RCWA)的方法,仿真计算并分析光栅深度T_z和周期T_x对涂层的太阳吸收比α和400℃热发射比ε的影响。实验上,制备具有不同深度和间隔起伏表面的不锈钢衬底,采用磁控溅射的方法在其上沉积相同结构参数的AlN/AlN-Cr/Cu太阳能选择性吸收涂层,测定涂层性能参数,并分析不锈钢衬底形貌对其的影响。数值计算和实验结果表明:对于一个在已优化涂层组分和厚度的AlN/AlN-CdCu太阳能选择性吸收涂层,不锈钢衬底表面起伏对涂层高温光热转换将产生不利的影响。随着不锈钢衬底表面平均起伏深度的增加,涂层的太阳吸收比α基本保持不变,而400℃时的热发射比ε则明显逐渐增大。为保证涂层有效的光热转化效率,建议不锈钢衬底表面起伏的深宽比T_z/T_x≤1/20,深度T_z≤0.2μm。     

具有融冰功能的光纤复合架空地线应用研究

对于光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)线路实施融冰,目前多采用直流融冰技术,主要是对OPGW架设方式进行绝缘化改造,但在实际应用中仍有许多无法避免的缺陷。为了进一步解决OPGW融冰的技术性问题,文章介绍了一种具有可通流融冰功能的光纤复合架空地线设计方案和应用方法,并在实验室及现场覆冰试验站进行了实际融冰试验,在实际覆冰条件下,试验验证了全绝缘和内嵌式融冰的实际融冰电流、融冰时间和融冰时对缆中光纤的温度影响。结果表明,该结构可融冰OPGW融冰效果良好,满足线路融冰要求。     

±800 kV特高压直流线路V型悬式复合绝缘子表面电场分析

特高压直流线路带电作业及一些金具的安装与绝缘子表面的电场分布密切相关,为了得到电场分布,采用Solidworks建立仿真模型,根据实际情况加载±800kV的电压,对于复合绝缘子串中出现导通性故障的部分进行电位耦合,结合Ansys有限元分析方法,给出V型复合绝缘子串正常和模拟局部导通性故障情况下的电场分布云图,以及局部导通性故障情况下轴线及其周围合成场强的分布情况,进而分析局部导通性故障对绝缘子串的影响,从而为绝缘子串结构设计、带电作业等方面提供参考依据。