基于随机理论的特高压输电线路雷电屏蔽模型(英文)

The operation data obtained abroad indicates that shielding failure in UHV transmission lines mostly accounts for the tripping-out accidents introduced by lightning striking the transmission line.Based on the discharge theories of long air gap and randomness theory,a leader progression model of lightning shielding failure is presented in this paper.The random characteristics of the downward and upward leader are simulated in this model.The ground slope angel is also considered in this model by using coordinate transformation.Moreover,the system voltage is also taken into consideration in this model.The simulation results show that the good agreement between this model and the field data.And the results suggest that return striking exist obviously in UHV transmission line.     

绝缘子污秽度预测特征量提取与神经网络模型

为了给输电线路防污闪提供科学指导,优化绝缘子污秽度预测特征量从而提高污秽度预测时间裕度和可靠性是关键。在人工雾室模拟35 kV线路3片串普通型和防污型染污绝缘子,测取了相同运行状态下相同采样时段内的泄漏电流,提取泄漏电流有效值均值、有效值最大值和有效值标准差作为污秽度预测的特征量,建立了3个特征量与污秽度的回归拟合关系,对比分析2种绝缘子泄漏电流3个特征量与污秽度的关系,推导验证了防污型绝缘子泄漏电流3个特征量小于普通型的原因。提出在污秽沿面放电安全区段内,主要利用泄漏电流有效值的3个特征量作为污秽预测神经网络模型的输入量。仿真和试验结果对比表明,所建立的预测模型误差在4%以下。所给出的研究结果不仅为输电线路防污预警系统特征量的优化选择提供了理论依据,对线路清扫选线决策也有指导作用。     

金属材料表面纳米化研究与进展

大多数金属材料的失效都是从其表面开始的,进而影响整个材料的整体性能。研究表明,在金属材料表面制备纳米晶,实现表面纳米化,可以提升材料的表面性能,延长其使用寿命。金属材料表面纳米化是指利用反复剧烈塑性变形让表层粗晶粒逐步得到细化,材料中形成晶粒沿厚度方向呈梯度变化的纳米结构层,分别为表面无织构纳米晶层、亚微米细晶层、粗晶变形层和基体层,这种独特的梯度纳米结构对金属材料表面性能的大幅度提升效果显著。根据国内外表面纳米化的研究成果,首先对表面涂层或沉积、表面自纳米化以及混合纳米化3种金属表面纳米化方法进行了简要概述,阐述了各自优缺点,总结了表面自纳米化技术的优势,在此基础上重点分析了位错和孪晶在金属材料表面自纳米化过程中所起的关键作用,提出了金属材料表面自纳米化机制与材料结构、层错能大小有着密不可分的联系,对金属材料表面自纳米化机制的研究现状进行了归纳;阐明了表面纳米化技术在金属材料性能提升上的巨大优势,主要包括对硬度、强度、腐蚀、耐磨、疲劳等性能的改善。最后总结了现有表面强化工艺需要克服的关键技术,对未来的研究工作进行了展望,并提出将表面纳米化技术与电镀、气相沉积、粘涂、喷涂、化学热处理等...     

基于虚拟仿真的龙门机器人板材智能分拣系统及方法

在木门加工生产线上,针对龙门机器人对不同尺寸板材分拣的需求,本文提出了一种基于虚拟仿真的龙门机器人板材智能分拣实验系统。该系统基于Unity3D软件平台开发,搭建了龙门机器人分拣任务虚拟仿真场景,并在虚拟仿真实验场景中完成了虚拟数据集采集、相机标定以及手眼标定。针对不同尺寸的板材分拣任务,本文提出了基于板材的矩形角点势自适应识别的智能分拣算法,首先利用目标检测模型在局部区域内对板材进行角点检测,由双目成像原理恢复出的角点三维坐标计算板材尺寸和目标板材的抓取位姿,以此完成木门的分拣。该方法在相机采集图像过程中出现板材被遮挡的情况以及在板材复杂纹理和复杂背景的情况中更为鲁棒。此外,该方法完全在虚拟仿真环境下进行开发测试,不仅节约成本、安全高效而且方便进行多种测试方案的改变,对于向真实场景进行算法迁移和开发具有积极作用。实验结果表明,本文提出的方法可以完成龙门机器人板材智能分拣任务,对设计木工家具制造过程中龙门机器人智能分拣系统具有指导意义。     

基于MMI技术对印染废水中NP降解关键功能菌群的识别、构建与评估

磁性纳米粒子介导分离（MMI）技术无需对底物进行标记即可从复杂微生物系统中分离具有活性的功能微生物菌株/菌群，是筛选获取特定功能微生物并丰富完善微生物种质资源的有力工具。针对印染废水特征污染物壬基酚（NP）的污染问题，基于MMI技术进行功能微生物驯化富集与筛选识别，构建了NP关键降解功能菌群，并评估了其对实际印染废水中NP的去除效能。结果表明，驯化污泥中假单胞菌属（Pseudomonas）、水形杆菌属（Undibacterium）、贪铜菌属（Cupriavidus）、unclassified＿Enterobacteriaceae和Clostridium＿sensu＿stricto被识别为NP降解关键功能菌属。通过纯培养筛选获得5株NP降解关键功能菌，其对NP降解率均在70%以上；通过筛选菌株构建了NP降解复合功能菌群，其对NP降解率可达96.87%，最佳应用条件为pH 6.87、温度30.16℃、摇床转速141.57 r/min。复合菌群对实际废水中低质量浓度NP(1 mg/L)的降解过程符合一级动力学反应模型，NP半衰期为（7.69±0.05） h；对高质量浓度NP(200 mg/L...     

数字化技术在输变电设备状态评估中的应用专题特约主编寄语

<正>当前，数字化技术已成为推动电力系统等国民经济各行各业优质发展的新动力。将数字化技术应用于输变电设备状态评估中，可有效提升输变电设备状态评估的准确性、时效性和智能化水平，对保障电力系统运行安全，推动我国能源转型升级，促进“双碳”战略目标顺利实现具有重要意义。为了集中反映我国电力科研人员和学者在“数字化技术在输变电设备状态评估中的应用”领域的最新研究成果，在《电工技术学报》编辑和特约编委的共同努力与支持下，本次专题应运而生。     

A/O工艺污水处理厂醛酮化合物释放特征及风险评价

对北京市某A/O工艺城市污水处理厂各处理单元释放的挥发性醛酮类有机化合物的释放通量及环境空气浓度进行长期监测，评估了空间尺度上4种典型醛酮化合物的排放特征，同时计算了各工艺单元暴露风险值，评估醛酮化合物对工作人员及周边居民的危害性。结果表明，污水处理厂中挥发性醛酮化合物排放通量由大到小依次为：好氧池1段、好氧池2段、好氧池3段、缺氧池、初沉池、二沉池。生物曝气池是各处理单元中醛酮化合物日排放量占比最大的处理单元，4种醛酮气体的占比达57.81%以上。各处理单元环境空气中醛酮化合物的环境质量浓度也均不相同，总质量浓度变化范围在30.44～1 230.79μg/m³,其中甲醛的质量浓度最低，为2.46～71.36μg/m³,乙醛质量浓度最高，为59.32～1454.44μg/m³。各处理单元排放的乙醛存在致癌风险。     

宽频逆压电-光栅电压传感器的性能提高研究

现有的PZT-FBG电压传感器体积小、成本低廉、易加工和易批量生产，已成为目前运用最为广泛的压电材料。本文采用有限元方法改善PZT-FBG电压传感器的频率特性，通过初步计算谐振频率来选择最优的基本结构。结合仿真计算与实验验证，深入分析了压电模块尺寸参数、待测电压施加方式和压电模块堆叠PZT片数对传感器性能的影响规律。结果表明，对电压传感单元和光信号解调单元同时施加极性相反的待测电压，可以显著提高传感器输出特性的分辨率；PZT堆叠片数的增加能够提高传感器输出特性的分辨率，但也会降低传感器的测量准确度。最后提出相应的传感器传感特性的改进方案，可为进一步改进该传感器及其他同类压电陶瓷传感器提供参考。     

串/并联运行下能源管廊相对热效率及热致应力现场试验

依托南京雨花台区软件谷杆线迁移地下综合管廊工程,在管廊的底板、侧板及顶板内埋设换热管形成能源管廊,并通过恒定输入功率加热循环液体,对明挖施工能源管廊的换热规律进行现场试验; 实测能源管廊的换热系统进/出口水温、底板温度及热致应力等变化规律,初步探讨并联和串联的能源管廊段连接形式下,系统运行过程中的相对热效率及热致应力响应性能,以及能源管廊段运行过程中对周围管廊段结构造成的影响。结果表明:试验条件下并联和串联运行下能源管廊的相对线热效率分别为39.68、31.27 kW?m^-1,并联较串联运行模式提高了约26.9%,即并联运行的换热性能相对较好; 并联和串联运行过程中底板产生的最大轴向热致应力分别为1.30、1.24 MPa(两者相差小于10%),由于叠加效应,邻近管廊段产生0.33 MPa的最大压应力,对地下综合管廊结构安全性的影响较小; 相关结论可为依托城市地下综合管廊开展能源管廊或隧道的设计和计算提供参考。     

土木、水利与海洋工程专业工程地质课程思政设计与教学实践

“守好一段渠、种好责任田”，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，是目前高校思想政治教育的重要内容。工程地质课是土木、水利与海洋工程类本科专业基础课，结合课程教学内容与特点，分析了融入课程思政的必要性和迫切性。依托课程知识点挖掘并设计相关思政元素，通过开展实践教学，推进了工程地质一流本科课程建设，研究结果可为土木、水利与海洋类专业的课程思政教学和工作提供借鉴与参考价值。