复合绝缘子及金具抗风性能本质提升方法

风沙灾害带来的输电线路故障中线路绝缘子风偏、连接金具磨损等问题尤为突出.笔者从复合绝缘子伞裙和金具两方面展开抗风性能本质提升方法研究.首先在复合绝缘子伞裙部分研究引入新型高聚物环氧材料,开展了材料选型和改性研究,具备优异电气绝缘性能、耐老化性能和较高的机械性能,有效解决大风沙尘对复合绝缘子伞裙的损伤难题.然后对于绝缘子金具,采用添加抗磨损涂层的方式提升机械性能.通过溶胶-涂覆法在抛光后的金具表面制备保护型涂层,以Al2O3为主要涂层,ZrO2为改善层,制备了同层数的复合涂层,研究了ZrO2对金具表面Al2O3涂层微结构的影响,在金具表面形成致密且平整的涂层.研究结果表明,通过对绝缘子伞裙和金具的整体设计与材料研究,有效提升了复合绝缘子抗风抗磨损性能.     

触变注射成形法制备石墨烯纳米片增强镁基复合材料

采用触变注射成形的方法制备了石墨烯纳米片(GNPs)增强AZ91D镁基复合材料,利用OM、SEM、EDS、TEM和XRD研究了GNPs含量(0.3%、0.6%、0.9%,质量分数)对镁基复合材料微观组织的影响,并进行了力学性能测试。结果表明,GNPs在基体中呈条状均匀分布,与基体结合良好,GNPs的加入能够细化晶粒尺寸和减少孔隙。与AZ91D镁合金基体相比,GNPs的添加明显提高了复合材料的强度和硬度,当GNPs的含量为0.6%时,复合材料的力学性能最好,硬度和抗拉强度分别达到92.3 HV和245 MPa。     

低温环境对变压器油中溶解气体在线监测装置的影响分析

为解决变压器油中溶解气体在线监测装置在低温环境长期运行时存在的误报率高、故障频发、维护工作繁重等问题,开展变压器油中溶解气体在线监测装置在低温条件下长期运行的常见故障分析,总结低温环境对监测装置的电子器件、材料等方面的影响,提出低温条件下变压器油中溶解气体在线监测装置的改进建议.     

基于物联网的电能质量监测系统的设计

围绕面向智能电网的物联网技术及其应用,重点阐述了基于物联网的电能质量监测系统的设计,包括整个系统的架构和功能分析、感知层和网络层的通信方式的选择、感知层中 ZigBee 通信路由算法的提出、电能信息采集与控制终端以及数据集中器的设计和系统应用层的架构。研发了一套集数据采集、数据显示、数据处理及网络通信于一体的基于物联网的电能质量监测系统。系统能实时监测和管理电力用户电能质量信息。     

高级量测体系中无线传感器网络的密钥管理方案

高级量测体系(AMI)是智能电网的关键组成部分,无线传感器网络(WSNs)在AMI中正发挥着越来越重要的作用。网络安全是保证AMI可靠运行的前提,因此为了保证AMI中WSNs的网络安全,文中提出了一种基于椭圆曲线密码(ECC)的密钥管理方案。该方案根据AMI中信息传输方式的不同分为单播通信密钥管理机制和多播通信密钥管理机制两部分。详细阐述了椭圆曲线的选取、传感器节点中ECC公钥和私钥的求取、单播通信链路密钥和多播通信网络密钥的建立、分发及更新过程。研究结果表明,提出的密钥管理方案具有较好的安全性、较少的存储开销和能耗,能够满足AMI的通信安全需求。     

石墨烯纳米片增强铝基复合材料的制备及研究

采用球磨混粉和半固态电磁搅拌的方法制备了石墨烯纳米片(GNPs)增强铝基复合材料,研究了GNPs在复合材料中的分布和形貌;GNPs增强铝基复合材料的微观形貌及力学性能。结果表明,所制得的复合材料中GNPs分布均匀,呈现片状且与基体结合良好;GNPs可细化铝合金显微组织,当GNPs含量为0.6%时细化效果最好,同时复合材料的抗拉强度、伸长率和硬度(HV)到最高值,分别为180.22MPa、5.5%和91.1,比铝合金基体提高了25.3%、243.8%、30.7%。     

基于数据驱动的多污染模式电能质量耦合性评估

为量化电网中不同电能质量变化规律下节点间扰动的相互影响,提出一种基于数据驱动的多污染模式电能质量耦合性评估方法。首先,利用频域分解构建周期性和随机性变化扰动模式,根据扰动的变化趋势和严重性,通过考虑局部极值点的分段线性拟合提取扰动模式特征。其次,提出模式距离度量法对各扰动模式特征实施模式匹配,分析不同模式下节点间扰动时间序列的耦合性,确定系统节点间扰动的相互影响。最后,采用IEEE 14节点系统进行仿真算例分析,通过对比常用的时间序列模式匹配方法,验证了所提方法的准确性和适用性。     

极寒环境下电缆GIS终端界面故障分析

气体绝缘(gas insulated switchgear,GIS)电缆终端广泛地应用于高压电缆系统中，近年冬季出现了多起因低温引发的故障，绝缘界面是导致极寒环境下电缆GIS终端发生故障的主要原因之一。该文基于电缆GIS终端内部两种界面的故障，针对环氧套管/橡胶界面，制作GIS环氧套管试样并开展了–40℃的机械性能试验，利用有限元分析计算了环氧套管的应力场；针对橡胶/交联聚乙烯界面故障，制作界面模拟试样并开展了不同温度和粗糙度条件下的击穿试验。结果表明：环氧套管在温度骤降时，其金属嵌件螺母处的内应力会增大，甚至超过其抗弯强度，硅橡胶的收缩会使环氧套管/橡胶界面出现气隙，可能引发套管的击穿；低温下的温度循环是导致极寒环境下GIS电缆终端橡胶/交联聚乙烯界面破坏的主要原因之一。分析结果可为极寒地区的GIS电缆终端结构设计和运维提供参考依据。