光纤电流互感器光学组件寿命研究

针对光纤电流互感器在电力应用中的长期可靠性问题,分析了其光学组件常见的失效模式,阐述了变比误差等关键指标退化的规律。并引入peck加速模型,以温度、湿度为应力因子,开展了三组不同应力水平下的加速寿命试验。根据试验数据计算得出光纤电流互感器光学组件的平均激活能约为0.63e V,推算出在正常工作环境下的寿命约为40.89年。     

FeGa/PZT圆柱体复合材料非线性瞬态磁电响应研究

磁致伸缩/压电复合材料在磁场探测领域极具应用前景,然而,瞬态磁场激励下复合材料的非线性磁电效应尚未明确。研究了FeGa/PZT圆柱体复合材料在瞬态磁场激励下的磁电响应特性。实验发现,在瞬态磁场激励下,复合材料输出电压存在阻尼振荡现象,且振荡周期为其固有周期;当瞬态磁场宽度为固有周期倍数时,阻尼振荡现象几乎消失。另外,研究了FeGa/PZT材料对瞬态磁场宽度和幅值的传感特性。结果表明,材料输出电压脉宽与瞬态磁场脉宽呈线性变化;复合材料对10μs、25μs宽度瞬态磁场幅值测量灵敏度分别为17.329 mV/Oe和24.405 mV/Oe。由此可知,FeGa/PZT材料在瞬态磁场测量领域有极大的应用前景。     

电力设备接地网地表磁感应强度的影响因素仿真分析

利用CDEGS软件仿真研究了接地网射线结构、土壤电阻率、激励电流频率和大小等因素对地表磁感应强度分布的影响。结果表明接地网射线结构和土壤电阻率对地表磁感应强度影响均很小,激励电流频率在高于10⁵ Hz时磁感应强度随激励电流频率的增大而迅速衰减,磁感应强度与激励电流大小呈正比例线性关系。为基于电磁感应原理的接地网定位及腐蚀程度探测提供理论依据。     

高压输电线主动防冰/除冰机器人控制系统设计

针对现有除冰机器人防冰功能不足和远程操控困难的问题,本文介绍了一种110KV高压输电线主动防冰/除冰机器人,提出了一种基于马氏距离的覆冰判断模型.设计了以地面监控端和机器人本体控制系统相结合的系统总体框架.地面监控端实现了对输电线路现场复杂环境的实时监测以及对机器人本体的远程控制,机器人本体控制系统实现了关节电机的联动...     

新型电力铁塔攀爬机器人的设计及攀爬步态分析

针对现有电力铁塔攀爬机器人存在的结构复杂、稳定性差、越障能力不足等问题,这里设计了一种新型电力铁塔攀爬机器人并对其攀爬步态进行了分析.通过选取电力铁塔主材上的脚钉为夹持对象,采用机械电磁复合手爪夹持方式等创新性的方法,简化了攀爬机器人的结构,提高了夹持稳定性,解决了避障难题.然后使用Workbench对关键受力部件进行有限元分析并利用Robotics Toolbox对机器人的攀爬过程进行了建模仿真,仿真结果表明攀爬机器人机械结构及攀爬步态设计合理,验证了新型电力铁塔攀爬机器人在实际工作环境中应用的可行性.     

基于自偏置磁-机-电耦合效应的电流传感器研究

基于自偏置磁-机-电耦合效应,提出了一种新型电流传感器,其由磁电层合材料Sr Fe12O19/Fe Cu Nb Si B/PZT、质量块、基座组成。磁电层合材料Sr Fe12O19/Fe Cu Nb Si B/PZT具有自偏置磁-机-电耦合效应。通过该磁电层合材料与载流电线周围的涡流磁场耦合,该新型电流传感器具有较大的输出电压和电流灵敏度,无需额外的直流偏置磁场等优点。实验结果表明,所提出的传感器在载流电线的电流频率为50 Hz时具有198.91 m V/A的较高灵敏度,并且电流传感器的输出电压与施加的50 Hz电流大小之间呈现出良好的线性关系。另外,提出的传感器还可以区分小至0.01 A的微小电流。这种基于自偏置磁-机-电耦合效应的电流传感原型器件在电流监测领域具有极大的应用前景。     

基于深度学习的杆塔接地网断点诊断方法研究

在使用电磁感应方法诊断杆塔接地网断点的过程中,针对人工诊断引起的误差问题,提出了一种基于一维卷积神经网络(one dimensional-eonvolutional neural network,1D-CNN)的诊断模型,诊断模型以接地网正上方的一维磁场数据为输入,通过深度神经网络输出断点故障的数量和位置.首先通过实验验证了电磁感应方法在杆塔接地网断点诊断问题中的有效性,然后建立了磁场断点故障数据集,之后进行了1D-CNN诊断模型的训练.在诊断准确度验证实验中,1D-CNN诊断模型在40个故障磁场样本上达到了97.50％的诊断准确率,表现出了良好的泛化性;诊断效果对比实验表明,1D-CNN诊断模型的AUC值达0.951,在3次随机训练中对各类故障的平均识别率达到了92.08％,在15次训练中的平均测试集精度达到了94.30％,平均每代训练时间0.8750 s,在各项指标上较DNN、RNN均有明显优势.     

全光纤电流互感器白噪声特性及对测试的影响研究

白噪声是全光纤电流互感器(FOCT)的一种固有特性,使小电流下FOCT的即时电流波形显示较多毛刺的视觉效果。文中分析了FOCT白噪声来源和表征方法,研究FOCT在零输入电流下的白噪声统计特性,分析其在不同一次电流下的数据时域及频域特性,表明FOCT白噪声符合均值为零的正态分布,噪声大小与一次侧输入电流大小无关。在此基础上,深入研究白噪声对FOCT测量结果造成的影响并给出减小该影响的方法。     

瞬态电流激励下复合材料Terfenol-D/PZT/Terfenol-D磁电响应研究

磁电复合材料在电流传感领域具有极大的应用前景。以Terfenol-D/PZT/Terfenol-D层合材料为对象,研究了其在方波电流、8/20μs标准雷电流激励下的磁电响应。实验表明材料在方波电流激励的上升、下降沿结束后均以本征频率进行阻尼振荡,同时材料输出电压可以有效跟随电流的上升、下降变化。研究了材料对8/20μs标准雷电流的峰值传感特性,在50 A-3 kA范围内,材料输出电压峰值对感应雷电峰值呈近似线性(R²=0.995 6),灵敏度为6.8 mV/A;同时,随着复合材料与载流导线距离增加,层合材料输出电压逐渐呈指数下降。因此,在实际应用中,为了提高检测精度,Terfenol-D/PZT/Terfenol-D层合材料与载流导线距离应固定。结果表明：磁电复合材料可用于瞬态电流、雷电流测量领域。     

单目视觉测量电力线覆冰厚度方法研究

严重的电力线覆冰会导致电线杆塔倾斜、倒塌等事故,给社会带来巨大的经济损失,因此对输电线路覆冰厚度进行测量、覆冰情况进行监测十分必要.本文针对传统单目视觉测量法中Hough直线检测易受背景影响,提出先对电力线覆冰区域分割,减小直线检测区域后再测量;而对于Hough直线检测的边缘直线不止两条的问题,提出用最小二乘法将多条直线拟合得到最终的一条覆冰电力线边缘;最后通过计算覆冰前与覆冰后的电力线尺寸差,得到覆冰的厚度.结果 表明,该方法能够在背景复杂、对比度低、噪声多的图像中准确的检测出覆冰电力线的厚度.