泛在电力物联网(UPIoT)建设是电网企业转型升级的重要内容和关键环节。为此,论文首先介绍了输配电设备物联网建设的总体架构,概述了应用层、平台层、网络层和感知层4个层级的构成和基本功能;然后从设备的角度分析了输电、变电和配电设备的运行特点和监测需求,提出了其对应的物联网建设方案和应用场景;最后根据泛在物联网的发展情况,分别从管理、...
等离子体材料表面处理包括等离子体–基底相互作用过程,绝缘或金属基底的存在会改变等离子体放电和化学气相沉积过程,进而影响沉积薄膜特性。为此重点研究大气压等离子体射流薄膜沉积体系中,等离子体射流激发态粒子和基态OH浓度发展规律,并进一步将等离子体射流放电过程与薄膜特性建立联系。结果表明:薄膜沉积过程中,检测到Ar、N2以及OH相关谱线...
为研究皮肤创伤愈合应用中作用对象对大气压等离子体射流(APPJ)特性的影响,研究了Ar APPJ分别在自由状态、处理培养液和处理皮肤组织3种不同作用状态下的基本光电特性、产生发展过程和发射光谱特性。实验发现相同实验参数的Ar APPJ在与培养液和皮肤组织作用时,管外射流的长度和直径均比自由状态下增加;Ar APPJ在轴向不同位置处的激发态粒子、活...
为了优化介质阻挡放电激活过硫酸盐处理四环素废水,选择放电电压、溶液初始pH值和过硫酸盐投加量为自变量,以四环素的去除率为响应值,采用响应曲面法Box-Behnken设计原理对介质阻挡放电激活过硫酸盐降解四环素的效果进行分析。结果表明影响四环素去除率大小因素的顺序为放电电压>过硫酸盐投加量>溶液初始pH值。根据模型确定了废水中四环素的降解...
脉冲调制射频具有调制频率、占空比、输入功率等多种可调参数,可以较大范围地调节放电等离子体参数,因此其放电特性与传统交流或直流放电相比具有独特的特点。为此研究了在大气压条件下13.56 MHz射频电源系统激励的CO2/Ar气体放电电学特性,主要考察了不同调制参数以及气体组分对初始放电电压、α–γ模式转变电压以及伏安特性的影响。实验结果表明...
在大气压介质阻挡放电(DBD)的实验和应用中,因容器气密性等因素,不可避免的会渗入空气杂质。为了研究混入空气杂质的大气压氦气DBD中的等离子体化学过程,建立了包含26种粒子和154个反应的氦气–空气大气压DBD一维流体仿真模型,着重研究了主要电离路径和激发态物质的演化过程。仿真结果表明:在1~200×10–6空气杂质摩尔分数范围内,最主要的电离过...
准确获取空气间隙的放电电压是高电压工程领域长期追求的目标,开展放电电压预测研究具有重要的工程意义。基于数据驱动的思想,以750 kV同塔双回输电线路和1 000 k V交流紧凑型输电线路杆塔空气间隙为训练样本,通过电场计算获取了间隙的空间电场分布;然后从高压端金具到塔身的最短路径上提取电场特征量作为输入量用以表征间隙结构,并采用支持向量...
为了分析高压SF6断路器灭弧室内零区电弧等离子体与气流分子间能量运输物理过程,寻求最佳的小电流电弧开断控制策略,需要开展断路器开断零区电弧特性的仿真计算分析。建立了断路器开断电弧能量多物理场耦合计算模型,并计算了零区电弧等离子体密度及热力学特性参数的空间分布;然后采用多物理状态参数综合评判的方法,分析了不同开断电流、燃弧时间...
金属丝在快脉冲电流驱动下发生爆炸,等离子体迅速扩散并与氛围气体相互作用,产生亚微米或纳米尺度的金属粉末。研究电爆炸过程的能量沉积过程及等离子体特性对于认识纳米粉体形成机制及进行参数优化具有重要意义。为此,利用光学–电学联合诊断方法,对微秒脉冲作用下,气压0.1~1.0 MPa,长度2~10 cm,直径0.1~0.4mm铝丝电爆炸现象进行了实验研究。根...
脉冲等离子体推力器(pulsed plasma thruster,PPT)是一种结构简单、比冲高的电推进装置,可用于微小卫星的姿态控制、位置保持等。PPT等离子体的电参数(电阻、电感),可为PPT放电特性研究以及性能优化提供参考依据。文中采用电流分段拟合法计算电参数,与前人采用的特征值法相比,该方法充分利用了实验数据,并能计算得到电参数在放电过程中的变化。...
高压直流输电线路电晕放电会产生离子流场问题。裸露的导线受到风沙及摩擦磨损,导致表面粗糙度增加,更易发生电晕放电。因此,导线表面微观几何形态是影响直流输电线路离子流场的重要因素。为此,利用砂粒对导线表面进行处理,模拟风沙对输电线路的影响,制备了粗糙度不同的导线样品。基于光切法,对导线样品表面微观几何形态进行了分析,得到了导线样...
旋转滑动弧放电等离子体具有较高的能量密度和良好的化学选择性,在甲烷干重整方面有良好的应用前景。实验分析了大气压切向气流驱动的交流旋转滑动弧放电特性,并进行了甲烷干重整研究。交流旋转滑动弧放电过程中根据电流信号特征的不同分为击穿伴随滑动(B-G)模式和稳定滑动(A-G)模式;对电信号进行快速傅立叶变换(FFT)发现B-G模式下电流电压波形...
为研究水中放电预加热过程,设计并搭建了一套水中脉冲放电系统。该系统储能电容最高充电电压10 kV,最高储能5 kJ。通过放电实验获取了水间隙从预加热至主放电过程的电压、电流波形。通过数值模拟获取了预加热阶段水中温度场、电场、电流密度场、耗散热量的空间分布,以及预加热阶段水间隙的电压波形,该电压波形与实验波形相符。通过数值模拟还分...
换流变压器套管是换流变压器的一个绝缘薄弱环节,尤其是套管中心导杆发热使芯子产生的径向温度差,会造成电场畸变,在运行过程中易引发绝缘故障。为此,以±600 kV超高压换流变压器套管为对象,研究了不同工况下套管的径向电场分布,并尝试应用非线性电导环氧树脂绝缘来抑制套管的径向电场畸变。研究结果表明:随着套管负载的增加,径向温差使法兰处套...
绕组变形是变压器内部的常见故障之一,传统的绕组变形检测方法均属于离线检测,且无法识别故障形式。针对以上问题,提出了基于分布式光纤传感的变压器绕组变形检测方法,研制了光纤复合式绕组模型,模拟局部鼓包、内凹和绕组松动等变形情况,利用布里渊光时域反射计(Brillouinopticaltimedomainreflectometer,BOTDR)测量光纤应变变化情况,最后通过极...
针对架空输电线路舞动特点,结合导线、分裂数及排列形式等方面的技术参数,开展了架空输电线路导线限位式防舞技术研究。基于对舞动特点的分析,提出了架空输电线路导线限位式防舞机理及防舞技术,运用有限元分析软件对提出的架空输电线路导线限位式防舞方案进行了力学仿真分析。对新设计的限位式防治装置进行了样品试制,并开展了力学性能试验、电...
振荡波电缆局放测试是一种新兴的电缆缺陷检测手段,而采集到的局放信号质量与检测阻抗密切相关。传统RC型检测阻抗无法兼顾检测到局放脉冲的能量以及对低频试验电压的抑制效果。为改善检测阻抗的性能,设计了一种适用于振荡波电缆局放检测的π型检测阻抗。理论分析与试验结果表明:该检测阻抗能够在保证输出脉冲能量较高的同时对低频试验电压有更强...
为了研究T型气体绝缘开关设备(GIS)腔体中局部放电光学信号传播特性,通过建模仿真,在不同放电位置、探测距离以及探测角度条件下,观察并分析了各个探测面上的光学信号。结果表明:1)不同放电位置情况下,GIS部件的遮挡使探测面的光斑产生暗区,减弱了探测面和探测点的光学信号强度;2)经过T型转角后,探测面位置距离放电源越远,光学信号越弱,以放电源...
为提高断路器机械振动信号特征提取效率,避免将无训练样本未知类型故障误识别为正常样本或错误已知故障,提出一种断路器机械状态监测与故障诊断新方法。首先,将断路器机械操动机构振动信号进行时域分割,对分割后的各段信号分别直接提取7种特征,构成特征向量;通过散布矩阵分析特征分类能力,确定以Tsallis熵特征分析断路器机械故障。然后,将特征向...
为了弥补现有频率响应分析法在检测变压器绕组变形故障时仅分析处理幅频特性曲线的变化而忽略相频特性曲线信息的缺陷,提出了一种基于频率响应二值化图像的绕组变形故障诊断方法。首先对该方法的基本原理进行了介绍,给出了绕组变形故障诊断流程;然后搭建了变压器绕组变形模拟试验平台开展3类典型故障试验测试,将实测频率响应的幅频特性和相频特...
在运交联聚乙烯(cross-linked polyethylene, XLPE)电缆的绝缘状态评估对于提高配网系统的供电可靠性有重要的意义。利用极化/去极化电流法(polarization and depolarization current, PDC)对某电力公司辖区内不同绝缘状态的8条退役和24条在运10 kV XLPE电缆进行了测试,并采用能够反映电介质内部陷阱变化的参数A和反映极化过程中电荷量迁移的参...
基于特高频(UHF)的多源局部放电精确波达方向(DOA)估计是开放式电力设备局部放电(PD)检测的难点。论文利用压缩感知(CS)原理,以导向矢量矩阵作为压缩感知的基变换矩阵,以随机高斯矩阵作为测量矩阵,通过多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解(RM-FOCUSS)信号重构算法,将传统的2×2特高频阵列虚拟扩展为N×N (N>2)阵列。并在局部放电信号聚焦及环境噪声...
为明确30/80μs和10/350μs冲击电流对金属损伤特性的差异以及冲击电流下金属的损伤特征,采用双指数模型计算不同幅值下两种电流的转移电荷和作用积分参数,并对照实际雷电观测数据分析其参数特征,然后进行两种电流不同幅值下的模拟雷电流损伤试验,采用扫描电镜观察金属损伤形貌、并测量损伤面积和深度。最后,结合冲击电流参数分析损伤试验结果,对...
电气参数辨识是实现电力变压器绕组状态监测的重要手段,为此,提出了一种基于短路电抗辨识的三绕组变压器绕组状态在线监测方法。针对参数辨识方程性态造成误差放大的问题,在探究变压器不同负荷分布与系数矩阵条件数之间关系的基础上,将条件数作为评估依据,提出了根据负荷分布情况调整待求参数数目的方法;进而依托大数据平台,通过合理筛选数据与...
地下排管中聚集电缆线路数较多,散热困难,导致运行温度高。而过高的温度会加速电缆的老化,降低电缆的寿命。为延长电缆寿命,基于有限元法计算了地下排管中电缆群运行温度场,依据电缆老化理论建立地下排管电缆群寿命评估模型,并以延长电缆群平均寿命为目标函数,电缆群中总载流量不变且排管中各电缆运行温度不超过90℃为约束条件,提出了地下排管多...
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