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高速铁路牵引网暴露弧面法直击雷跳闸率计算

中国电机工程学报 2015年第19期35卷 5103-5113页

作者：苏杰谷山强赵淳李涛严碧武向念文卢泽军国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北省武汉市430074

雷直击接触网导致线路跳闸或设备损坏是影响中国高速铁路安全运行的重要因素,必须针对高直击雷害风险区段采取相应措施,提高整体防雷运行水平。基于高速铁路结构特征,建立了牵引网三维雷击电气几何模型,推导了馈线及承力索三维直击雷暴... 详细信息

雷直击接触网导致线路跳闸或设备损坏是影响中国高速铁路安全运行的重要因素,必须针对高直击雷害风险区段采取相应措施,提高整体防雷运行水平。基于高速铁路结构特征,建立了牵引网三维雷击电气几何模型,推导了馈线及承力索三维直击雷暴露弧面的垂直投影面积,结合沿线雷电活动参数,得到了高速铁路牵引网直击雷跳闸率的算法,并通过沪宁城际高铁实际运行雷击故障数据验证了该模型及算法的准确性,并分析了沪宁城际高铁牵引网直击雷害的特点。结果表明:随着雷电流的增大,承力索及馈线三维暴露弧面垂直投影面积均增大,增大速率均递减,承力索与馈线三维暴露弧面垂直投影面积之比先增大后减小。

关键词：高速铁路牵引网三维暴露弧面直击雷综合概率直击雷跳闸率

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一次自然雷击过程的光学观测分析

高电压技术 2014年第3期40卷 683-689页

作者：谷山强陈维江向念文陈家宏严碧武李涛国网电力科学研究院武汉430074 国家电网公司北京100031

雷击过程光学观测是研究雷击放电物理过程最直观的手段，长期坚持开展自然雷击放电光学观测有助于改善我国雷击光学观测数据匮乏的现状。鉴于此，分析了一次下行先导并未与迎面先导相连接的雷击放电过程的光学观测结果。根据观测结果，... 详细信息

雷击过程光学观测是研究雷击放电物理过程最直观的手段，长期坚持开展自然雷击放电光学观测有助于改善我国雷击光学观测数据匮乏的现状。鉴于此，分析了一次下行先导并未与迎面先导相连接的雷击放电过程的光学观测结果。根据观测结果，获取了下行先导和迎面先导的发展轨迹，计算得到了先导发展的特征参数，包括：负极性下行先导2维发展速度为（1．98～7．28）×10^5m／s，平均值为3．78×10^5m／s；正极性迎面先导2维尺度达到56．99m，2维发展速度为4．8×1043．08×10^5m／s，持续时间为（462．5±18．5）μs。由于观测对象高度接近我国特高压同塔双回输电线路杆塔高度，观测的迎面先导发展过程可为这类线路的防雷设计提供参考。对下行先导未与迎面先导相连接的原因进行了初步分析，证实了在下行先导发展随机性的影响下，迎面先导起始并不能保证成功拦截下行先导。最后对未来开展自然雷电光学观测研究应采用的观测方法提出了建议。

关键词：雷击过程光学观测迎面先导下行先导发展轨迹发展速度持续时间

输电线路多旋翼无人机精细化自主巡检航迹优化方法

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高电压技术 2020年第9期46卷 3054-3061页

作者：梁文勇吴大伟谷山强王海涛严碧武刘辉南瑞集团有限公司南京211106 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074 电网雷击风险预防湖北省重点实验室武汉430074

为了进一步提高输电线路多旋翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)精细化巡检的工作效率,提出了一种基于Douglas-Peucker(DP)算法的单基杆塔无人机巡检航迹优化方法,分别对航行和拍摄阶段的航迹进行冗余航点剔除、航迹平滑处理以及飞... 详细信息

为了进一步提高输电线路多旋翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)精细化巡检的工作效率,提出了一种基于Douglas-Peucker(DP)算法的单基杆塔无人机巡检航迹优化方法,分别对航行和拍摄阶段的航迹进行冗余航点剔除、航迹平滑处理以及飞行安全校验,制定标准化的无人机自主巡检航迹。在此基础上,以杆塔为独立巡检单元,通过设置中心接入点自动拼接相邻杆塔的巡检航迹,实现多基杆塔无人机的连续自主巡检。最后,以某220kV直线塔为例,开展自主巡检航迹优化处理,结果表明:处理后的航点相比原始航点减少了97.03%,且巡检拍摄关键部位重合率高达92.4%,满足线路精细化巡检的要求。研究结果可为输电线路巡检提供参考。

关键词：输电线路多旋翼无人机精细化自主巡检航迹优化 Douglas-Peucker算法中心接入点

长间隙正极性放电流注-先导发展3维物理仿真研究

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高电压技术 2014年第9期40卷 2903-2910页

作者：谷山强谢施君向念文何俊佳严碧武李涛国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

利用长间隙放电3维仿真模型对实际的放电现象进行机理分析、放电特性预测与绝缘设计评价具有指导意义。因此在流注-先导系统起始和动态发展的物理机制基础上,分析了初始电晕起始与流注发展的基本物理过程,推导了基于模拟电荷法与电位畸... 详细信息

利用长间隙放电3维仿真模型对实际的放电现象进行机理分析、放电特性预测与绝缘设计评价具有指导意义。因此在流注-先导系统起始和动态发展的物理机制基础上,分析了初始电晕起始与流注发展的基本物理过程,推导了基于模拟电荷法与电位畸变法的流注空间电荷增量对电位畸变贡献的计算方法,建立了基于热电离理论的流注-先导转化模型,并利用电介质击穿模型（DBM）模型将2维模型外延至3维空间,从而完成了对长间隙放电正极性流注-先导发展全过程的3维仿真模型构建。利用该模型进行仿真获得的先导平均轴向速度为1.58～1.62cm/μs,空间电荷电位畸变系数KQ的平均值介于3.8×10-11～4.4×10-11 C/（V m）之间,并得到了不同间隙长度下击穿电压与先导发展过程等的变化规律,与长间隙放电试验综合同步观测平台在平均轴向速度、末跃高度等方面所获得的试验数据较为符合,证明了模型在3 m棒-板间隙下模拟正极性流注-先导发展方面的适用性。

关键词：长间隙放电流注先导模拟电荷法热电离电位畸变

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京沪高铁沿线临近区域雷电分布特征

高电压技术 2015年第1期41卷 49-55页

作者：向念文谷山强陈维江王立天王韬严碧武华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206 国网电力科学研究院武汉430074 国家电网公司北京100031 中铁电气化勘测设计研究院有限公司天津300250

为了指导京沪高铁线路防雷优化设计及运行,满足京沪高铁安全稳定运行需求,利用河北、北京、天津、安徽、江苏、上海、山东电网雷电定位系统2005—2011年地闪主放电数据,绘制了京沪高铁线路沿线临近区域落雷密度分布图。由此分布图可得:... 详细信息

为了指导京沪高铁线路防雷优化设计及运行,满足京沪高铁安全稳定运行需求,利用河北、北京、天津、安徽、江苏、上海、山东电网雷电定位系统2005—2011年地闪主放电数据,绘制了京沪高铁线路沿线临近区域落雷密度分布图。由此分布图可得:从北往南雷电活动逐渐呈现增强的趋势,华北地区地闪密度多<4.7次/(km2?a),华东地区各地地闪密度高于华北地区。采用线路走廊网格法,将京沪高铁线路走廊按照10 km×10 km网格从北向南划分为126个统计段,统计得出了沿线各段的地闪密度,找出了全线易受雷击的"易击段",得到苏西南部和中南部区段地闪密度相对最大,为全线重点雷电防护区段。将京沪高铁线路分为华北、山东、华东3段,统计了其雷电流幅值累积概率分布并得出了分布曲线拟合表达式,该曲线呈现对数正态分布。

关键词：京沪高铁雷电防护雷电定位系统雷电地闪密度网格法雷区分布图易击段

雷击暂态全响应监测系统在直流输电线路故障诊断中的应用

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电瓷避雷器 2015年第6期 142-147页

作者：冯万兴严碧武赵淳王韬窦宪鹤裴浩威国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074 武汉三相电力科技有限公司武汉430074

运行中的输电线路极易遭受各种自然因素的影响而导致跳闸故障,严重威胁电力系统的安全运行与可靠供电,其中雷害是造成输电线路跳闸故障的最主要原因。因此,准确判断输电线路雷击故障,并找出其发生的具体位置,有助于维护人员及时发现故... 详细信息

运行中的输电线路极易遭受各种自然因素的影响而导致跳闸故障,严重威胁电力系统的安全运行与可靠供电,其中雷害是造成输电线路跳闸故障的最主要原因。因此,准确判断输电线路雷击故障,并找出其发生的具体位置,有助于维护人员及时发现故障并制定相应的针对性措施,对输电线路安全运行具有重要意义。以国家电网500 kV直流江城线雷击跳闸故障为例,介绍了雷击暂态全响应监测系统在故障定位和故障原因辨识中的应用。该系统采用分布式监测技术,依据行波电流进行精确定位,根据行波电流脉宽智能辨识故障原因,通过理论分析以及实际巡线结果论证了分布式故障监测系统的高效性、准确性。

关键词：跳闸故障雷击行波电流原因辨识故障定位

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基于相似度阈值模糊聚类的红外区域提取方法

红外技术 2022年第8期44卷 863-869页

作者：郭锋郑雷葛黄徐严碧武郭一凡国网浙江省电力有限公司浙江杭州310007 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉430074 南瑞集团有限公司江苏南京211106 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司浙江嘉兴314599

针对输电线路电力设备红外图像热故障区域检测,提出采用一种基于相似度阈值的模糊聚类热故障区域提取方法。在该方法中,改进了传统模糊均值聚类算法的迭代求解方式,采用一种阈值化模糊聚类;其次,通过对目标区域局部邻域像素的相似度聚... 详细信息

针对输电线路电力设备红外图像热故障区域检测,提出采用一种基于相似度阈值的模糊聚类热故障区域提取方法。在该方法中,改进了传统模糊均值聚类算法的迭代求解方式,采用一种阈值化模糊聚类;其次,通过对目标区域局部邻域像素的相似度聚类分析,并结合其隶属度的计算,确保局部邻域像素在聚类上的相似性。同时,引入了最大相似度阈值准则简化均值的设置以及自高向低的迭代方式,从而提升区域提取效率。最后通过真实输电线路电气设备红外故障图像测试,验证了文中所提方法的有效性和适用性。

关键词：相似度阈值模糊聚类红外图像邻域像素

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改进的代价聚集快速立体匹配算法

计算机工程 2019年第7期45卷 268-272,281页

作者：杨罡晋涛王大伟曹京津张娜严碧武李涛程远国网山西省电力科学研究院太原030045 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074

针对立体匹配中的代价聚集问题,提出一种改进的代价聚集算法。对图像进行超像素分割并建立最小生成树,采用树形滤波器进行代价聚集,生成超像素代价。利用权重融合初始像素代价和超像素代价,得到最终的像素代价。实验结果表明,与最小生... 详细信息

针对立体匹配中的代价聚集问题,提出一种改进的代价聚集算法。对图像进行超像素分割并建立最小生成树,采用树形滤波器进行代价聚集,生成超像素代价。利用权重融合初始像素代价和超像素代价,得到最终的像素代价。实验结果表明,与最小生成树、线段树等算法相比,该算法的时间复杂度较低,且生成的视差图具有良好的边缘保持特性。

关键词：代价聚集超像素最小生成树树形滤波器立体匹配

分体式绝缘子检测机器人的电场分析及测试试验

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中国电力 2018年第7期51卷 43-48,127页

作者：蔡炜郑雷殷鹏翔严碧武罗浩洪骁普子恒国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉430074 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002

超、特高压输电线路绝缘子串较长,采用绝缘子检测机器人检测更为方便和有效。但目前的绝缘子检测机器人主要为攀爬方式,体积大、结构复杂,需要进行改进。为此设计了一种适用于悬垂绝缘子串检测的轻便型分体式绝缘子检测机器人,对绝缘子... 详细信息

超、特高压输电线路绝缘子串较长,采用绝缘子检测机器人检测更为方便和有效。但目前的绝缘子检测机器人主要为攀爬方式,体积大、结构复杂,需要进行改进。为此设计了一种适用于悬垂绝缘子串检测的轻便型分体式绝缘子检测机器人,对绝缘子机器人周围的电场分布进行了仿真计算与分析,并进行了220 k V绝缘子串的测试试验,结果表明:所设计的检测机器人本体最大电场强度为1 753 k V/m,不会发生起晕;绝缘子检测机器人的测量电压值小于绝缘子原始电压分布值,可通过补偿修正得到实际的绝缘子电压分布,并进行低、零值绝缘子检测。

关键词：绝缘子分体式机器人绝缘子检测电场分析测试试验