基于无人机技术的复合绝缘子憎水性检测方法

为提高复合绝缘子憎水性检测的效率和安全性,提出一种利用无人机替代人工登高的检测方法。通过有限元软件分析了无人机靠近电力传输线对电场分布的影响,给出了其安全飞行距离。研制出一套无人机机载憎水性检测装置,实现了喷水作业和图像采集的无人机化,并通过图像识别和特征提取算法完成了憎水性等级的自动判定。为降低雷电间接效应危害,提高飞行安全性,针对雷电对机身内部电缆雷电感应耦合的影响,采用基于有限元积分与传输线矩阵法的电磁仿真软件CST对飞机内部电缆进行雷电流脉冲仿真研究,分析在雷电流分量A作用下,不同布局电缆感应电压和感应电流耦合情况。仿真结果表明,内部电缆感应电压和感应电流受电缆布局影响较大,且非屏蔽电缆和屏蔽电缆上的感应电压具有明显差异,随着飞机内部非屏蔽电缆与机身蒙皮间距离的增大,非屏蔽电缆感应电压呈线性增长。     

变电站屏蔽电缆端口的雷电感应电压计算方法

变电站内屏蔽电缆容易受到雷电干扰,严重时会造成端接设备损坏,有必要开展电缆端口的雷电感应电压计算研究。基于电磁骚扰的耦合路径分析,提出了依次求解电缆屏蔽层响应和电缆内部响应的耦合分析步骤。对于电缆屏蔽层响应,指出了基于地电位差的传导耦合分析方法和基于空间磁场的感应耦合方法的不足,提出了基于电磁散射理论的更一般的分析方法;对于电缆端口响应,提出了基于转移阻抗和转移导纳的分布激励源的传输线计算方法。通过典型算例,计算了屏蔽电缆单端接地和双端接地时端口雷电感应电压,计算结果表明电缆屏蔽双端接地比单端接地具有更好地雷电屏蔽效果。     

单相高温超导电缆屏蔽层电流仿真及实验研究

高温超导电缆的屏蔽层在非对称故障情况下会在变电站间产生入地电流,影响系统的零序阻抗。采用数值模拟与实验相结合的方法,研究单相高温超导电缆的屏蔽层电流的影响因素。首先建立了超导电缆的电磁数值仿真模型,通过解析公式对模型进行验证,然后仿真计算不同屏蔽层等效电阻下,屏蔽层感应电流和感应电压大小。结果表明,感应电流和感应电压的主要影响因素是屏蔽层电阻的大小,且屏蔽层与导电层间的电磁关系可以采用变压器模型进行定性分析。同时,搭建了超导电缆屏蔽层电流的测试实验平台,初步验证了屏蔽层阻抗对屏蔽层电流的影响规律。     

双回路电缆-架空线混合线路感应电压电流计算

双回路同沟电缆-同塔架空线混合线路感应电压和感应电流的计算是检修时接地刀闸选型的关键。电缆回路间感应电压电流的计算不同于架空线路。电缆金属护套对线芯具有静电屏蔽作用,根据护套接地方式不同其对线芯也具有不同的电磁屏蔽效果。文中针对220 kV双回路电缆-架空线混合线路开展运行线路对检修线路的电磁感应研究。首先根据电磁耦合推导出混合线路的感应电压、电流计算公式。其次仿真计算分析,分别研究混合线路中电缆段长度占比的变化对感应电压电流的影响;电缆护套单端接地、双端接地以及交叉互联两端接地3种接地方式对于感应电流的影响;接地刀闸等效接地电阻对于感应电流的影响。结果可为混合线路接地刀闸选型提供理论计算参考。     

同杆双回线路感应电压和感应电流测量与计算

为了解决同杆双回输电线路在一回运行、一回检修时,由于两回输电线路间的静电耦合和电磁耦合作用,在检修回路中会产生感应电压和感应电流,可能对正在检修的工作人员的安全造成危害,同时对接地开关的操作带来不利的影响的问题,对同杆双回线路感应电压、感应电流及其影响因素进行了实际计算和理论分析,带并补的同杆双回线路和部分同杆架设双回线路的感应电压和感应电流采用分布参数法、电磁感应理论等进行简要分析,最后对几条330kV同杆双回线路的感应电压、感应电流进行了现场实测和电磁暂态仿真计算,在此基础上提出了检修人员应需全套屏蔽服、采用地电位作业的检修防护措施。     

交直流电缆混合敷设的基频电磁感应特性计算与分析

为制定针对性的感应电压/电流抑制措施,开展了交直流电缆混合敷设情况下直流电缆基频感应电压和电流的理论计算和特性分析。基于模块化多电平换流器(modular-multilevel-converter, MMC)结构和工作原理,得出了换流器基频阻抗计算方法。结合交直流电缆混敷时基频感应电压的计算,给出了基频感应电流的理论计算式。分析了各种电缆敷设方式下电缆间耦合距离、直流电缆金属护套接地方式以及直流电缆交叉换位等对电磁感应特性的影响规律,采用对称分量法计算了交流系统多种暂态过程中的基频感应电压。建立了MMC交直流电缆混合敷设的PSCAD/EMTDC仿真模型,稳态和暂态下基频感应特性误差分别不超过7%和9.6%,验证了所提出基频感应特性理论计算的有效性和电磁感应特性影响分析的正确性。仿真结果还表明,减小金属护套接地电阻和提高护套材料磁导率可有效增强其对电磁感应的屏蔽效果,直流电缆交叉换位敷设时可降低交流电缆的电磁感应。     

牵引电缆金属护层的雷击感应电压

基于牵引电缆结构分析了电缆金属护层感应电压产生机理,探讨了雷电流对于金属护层对地电压的影响。在此基础上,利用电磁暂态仿真软件构建了牵引供电系统、牵引电缆以及雷电流模型,仿真分析了AT供电方式下避雷器接地和牵引电缆接地对雷击感应电压的影响。结果表明,当避雷器的接地电阻小于5Ω并且电缆在靠近接触网一端安装护层保护器时,电缆金属护层的雷击感应电压低于外护套冲击耐受电压。     

广东500kV同塔四回线路相序排列的选择

文章对采用水平型杆塔、各回路导线呈垂直排列的500kV同塔四回线路参数的不平衡度进行了分析,比较了不同相序排列下的潜供电流和恢复电压、感应电压和感应电流。对于杆塔内侧的五邑—南沙和江门—顺德线路,采用相序3时的感应电压和感应电流仅为采用相序1时的50%左右,其潜供电流和恢复电压也有所降低;而对于杆塔外侧的台山—上稔和糯扎渡—顺德线路,采用相序3时的电磁耦合感应电压和感应电压也低于采用相序1时的情况,其静电耦合感应电压和感应电流、潜供电流和恢复电压则差别不大。为此,推荐广东500kV同塔四回线路采用相序3排列方式。     

基于人工触发闪电的风力发电机组雷电能量耦合试验研究

为了研究风力发电机组与雷电能量的耦合特征,在中国气象局广州野外雷电试验基地设计开展了试验研究。2011年7月30日的一次人工触发闪电试验中,测量得到了触发闪电电流和风机塔筒内的感应电压及感应电流。此次试验测得的触发闪电电流为衰减振荡波形的先驱脉冲电流,通过分析可知,先驱脉冲电流各个脉冲的幅值达到了850～1 162.5 A;频谱为一单峰曲线,幅值呈单调快速增加趋势,在频率为351.875 kHz处幅值达到峰值,随后幅值呈单调快速衰减趋势,先驱脉冲电流能量主要集中在0～800 kHz低频段内。风机塔筒内发电机相线L_2上感应电压峰值达到-8.876 kV,控制线CL上测得的感应电压峰值达到2.39 kV,发电机相线L_1—L_3回路测得的感应电流峰值达到1.118 kA,双绞方式敷设的回路上感应电流的峰值仅为-60.55 A。风机周围发生闪电时,风机塔筒内部电子电气线路上产生的感应电压和感应电流已经超过了终端设备的耐受水平,可能会造成其损坏。高磁导率材料可对低频段闪电磁场进行屏蔽。双绞布线方式可以最大程度降低信号线路对雷电能量的耦合。     

电力系统二次电缆雷电感应电压对策的试验研究

为了降低变电站二次电缆的雷电静电感应电压,文章通过二次电缆有无屏蔽的感应电压的计算,并通过试验验证,试验结果和计算结果吻合。证明文中所列的屏蔽方法可作为降低变电站二次电缆的雷电静电感应电压的措施。     

同塔双回直流输电线路的感应电压仿真研究

随着对输电能力需求的扩大,同塔双回输电技术不仅在交流输电领域应用广泛,而且在直流输电领域也逐渐得到了应用。针对同塔双回直流输电线路之间电磁耦合带来的感应电压问题,采用雷电流仿真模型、杆塔多波阻抗模型和绝缘子先导闪络模型。并建立雷电绕击故障计算模型和接地故障计算模型,对不同运行电压、导线排列方式、土壤电阻率以及排列间距等对同塔双回直流输电线路感应电压的影响进行分析,以溪洛渡直流工程为参考．研究在不同运行方式、输送功率以及加装线路避雷器情况下,同塔双回线路间的电磁耦合特性。在对溪洛渡工程实例采用ATP—EMTP进行仿真的基础上,分别对雷电绕击和接地故障2种情形下的感应电压进行计算。比较并得出了影响线路间感应电压的主要因素。     

雷电电缆束试验限制电压的计算模型及试验验证

在对飞机设备进行有效的雷电试验前,对电缆束感应电压的合理预判不仅可有效校验试验结果,也可减小被试设备的损坏概率及程度.为此从电缆束试验基本原理和雷电瞬态与电缆束间的相互作用出发,根据耦合路径建立电缆束响应计算模型,并通过试验验证计算模型的准确性。     

雷电电缆束试验限制电压的计算模型及试验验证

在对飞机设备进行有效的雷电试验前,对电缆束感应电压的合理预判不仅可有效校验试验结果,也可减小被试设备的损坏概率及程度。为此从电缆束试验基本原理和雷电瞬态与电缆束间的相互作用出发,根据耦合路径建立电缆束响应计算模型,并通过试验验证计算模型的准确性。     

高速铁路电磁影响下平行电缆接地方式的选择∗

随着电气化铁路的高速发展,铁路网密度不断加大,高速列车行驶由于牵引电流大会对并行的电力电缆安全运行造成电磁影响.研究了高速铁路对平行电缆的容性、感性和阻性耦合机理,推导了AT牵引供电系统短回路附近大地电位的理论公式.建立复线AT牵引供电系统和电缆的仿真模型并与数学模型对比验证,仿真了在不同并行长度、接近距离和接地方式条件下的电缆金属护层的感应电压、感应电流大小,得出不同并行长度下保证电缆和人员安全的接近距离,对比了不同接地方式的优劣,并提出了工程防护建议措施.     

基于EMTP-ATP的风力发电机雷电电磁暂态特性分析

为解决风力发电机组雷电暂态过程研究的问题,本文根据雷电流在风机系统内的流通路径,利用EMTPATP软件建立了单台风机系统一体化电路暂态仿真模型以及整个风电场电路暂态模型,分析了各部件模型的建立过程与模型中参数的计算方法。该模型将雷电流在风机系统内的传播路径立体地集成在一起,反映雷电流在风机系统各部件内传播时的暂态特性。基于风机系统的一体化电路暂态模型,研究了风机叶片、机舱、塔筒和变压器等部件的雷电暂态特性,并分析了电缆屏蔽层接地方式等因素对风机雷电暂态特性的影响。研究表明塔筒-线芯间的过电压在线芯的上下两端达到最大;电缆金属屏蔽层能有效降低塔筒-线芯间的感应过电压与线芯的雷电流,感应过电压的抑制比可以达到41%,线芯雷电流抑制比可达60%;此外,屏蔽层的接地方式采用两端接地时感应过电压幅值最小。     

有损大地上屏蔽电缆耦合的感应电流分布特性

为研究有损大地上的屏蔽电缆与外界电磁场耦合的感应电流分布特性,基于天线理论和传输线模型导出外场辐射下电缆屏蔽层耦合的异模感应电流和共模感应电流计算公式,推导了电缆端接不同负载时,电缆屏蔽层耦合的共模感应电流解析表达式,并研究了感应电流的分布特性,得到了电缆两端架空时谐振频率与电缆长度的关系。结果表明:异模感应电流、共模感应电流和总感应电流均随电缆架空高度的增大而增大;异模感应电流、共模感应电流和总感应电流均随大地电导率的增大而减小。研究成果可为计算感应电流的辐射大小提供理论依据和数据基础,同时对电缆的电磁防护有一定参考价值。     

不同类型电缆耦合雷电感应过电压研究

针对电力线缆和通信线缆感应雷电过电压的问题,利用多脉冲雷电流发生器模拟自然雷电,对架空线缆进行耦合试验,分析雷电流泄放时产生的瞬态雷击电磁脉冲在不同类型线缆上耦合的感应过电压特征和差别。试验结果表明,多脉冲下线缆中耦合的电压波形分布的数量和时间间隔同多脉冲冲击源的变化分布相一致,对于多脉冲中的单个脉冲波形,线缆上耦合的雷电过电压波形形式是一种阻尼振荡,震荡周期为微秒级。随着冲击雷电流的增大,线缆内耦合的雷电感应过电压呈增大趋势,不同类型线缆耦合的感应电压存在较大差异,敏感程度顺序为电话线高压线三相电源线有线电视线。增加屏蔽措施以后,耦合电压最大可衰减80%。     

模拟雷电流对二次线的感应电压试验与电缆屏蔽特性研究

介绍模拟雷电流对二次线的感应电压试验的试验方法和试验结果,并对电缆屏蔽的特性进行了分析。所得结论对有关的“防干扰设计”有一定的参考价值。     

雷击海上风电机组对其弱电系统影响分析

以海上SCD(超紧凑)3.0MW风力机组为原型,借助ATP/EMTP电磁暂态仿真软件建立该风力机组雷击暂态模型。并结合该暂态模型计算分析电缆屏蔽层、雷电波形及海上平台接地电阻对于风机内弱电设备雷电浪涌过电压的影响。结果显示:为保证风力机组内部弱电设备的安全,沿塔筒布置的电缆应采用屏蔽电缆,且两端均应做到有效接地;同时还应加装配套的保护措施,如加装浪涌保护器等;雷电流波形对于电缆感应过电压影响很大,因此仿真分析时应根据研究所需选取合适的雷电流波形;海上风机的接地电阻较小,接地电阻的变化对于弱电系统的雷电浪涌过电压的影响也较小,因此无需再采取降阻措施。仿真结果可为海上风力机组弱电系统的雷电防护提供参考。     

电厂辅机控制系统PLC远程诊断与维护系统

为降低雷电间接效应危害,提高飞行安全性,针对雷电对机身内部电缆雷电感应耦合的影响,电厂辅机控制系统 PLC远程诊断与维护系统通过无线网关产品对辅机控制系统的硬件故障信息进行采集,并将故障信息发送到架设在控制系统集成企业的信息数据服务器中,再由系统集成企业的技术专家做出诊断结论后,将处理方案反馈给辅机控制系统维护人员。