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碳纤维复合芯导线应用于特高压大跨越线路的脱冰工况仿真

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高电压技术 2023年第5期49卷 1967-1974页

作者：胡雨婷王黎明尹芳辉清华大学深圳国际研究生院广东省复杂滨海环境电力装备可靠性工程技术研究中心深圳518055

当远距离输电工程横穿长江黄河时,需在该区域架设特高压大跨越架空输电线路。由于档距较长、不平衡张力较大等原因,该线路在发生脱冰跳跃时存在更大的安全隐患,而应用轻质、强度高的碳纤维复合芯导线有望降低其运行风险。该文利用清华... 详细信息

当远距离输电工程横穿长江黄河时,需在该区域架设特高压大跨越架空输电线路。由于档距较长、不平衡张力较大等原因,该线路在发生脱冰跳跃时存在更大的安全隐患,而应用轻质、强度高的碳纤维复合芯导线有望降低其运行风险。该文利用清华大学自主研发的三自由度非线性仿真平台,基于导线的脱冰工况,对1000k V特高压大跨越应用同型号的碳纤维复合芯导线与钢芯铝合金导线两种情形进行仿真计算。结果表明:应用碳纤维导线可以降低特高压大跨越线路的弧垂,将不平衡张力降为原来的50%左右,降低绝缘子受力,虽然相间距离有所减小,但通过安装合适的抑制措施可以使其满足7 m的安全要求。因此,在特高压大跨越线路中应用碳纤维复合芯导线可以提升线路发生脱冰跳跃时的力学安全性。

关键词：碳纤维复合芯导线脱冰大跨越特高压不平衡张力相间距离

小电流接地选线装置嵌入式管理平台的研究与实现

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小电流接地选线装置嵌入式管理平台的研究与实现

作者：尹芳辉重庆大学

学位级别：硕士

现有的小电流接地选线装置由于方法上的原因,其给出的接地线路选择结果,一般都不能被运行技术人员确信采纳,而要经现场接地点查询落实后才能确信。为了克服这一困难,可对接地故障时的所有线路接地波形进行在线管理和分析,直观判断和分... 详细信息

现有的小电流接地选线装置由于方法上的原因,其给出的接地线路选择结果,一般都不能被运行技术人员确信采纳,而要经现场接地点查询落实后才能确信。为了克服这一困难,可对接地故障时的所有线路接地波形进行在线管理和分析,直观判断和分析出故障线路,以确保接地选线的正确性。目前的小电流接地选线系统,一般采用“单片机+DSP”或“工控机+DSP”的双CPU方案实现。单片机管理系统因为自身软硬件条件不够而不易达到以上的要求;工控机昂贵的价格和庞大的体积大大限制了其应用范围。随着嵌入式技术的突飞猛进,极大地促进了检测仪器向结构轻巧、性能优越、价格便宜、操作简便的方向发展。Windows CE嵌入式操作系统的推出,使得基于嵌入式设备的开发变得更加简单,它为开发者提供统一的编程接口、多任务处理能力并提供极强的图形处理功能。本文的工作是在现有接地选线装置的基础上,开发了小电流接地选线装置的嵌入式管理平台。这个系统以S3C2410处理器为硬件平台的核心,嵌入式操作系统采用Windows CE,系统的软硬件两方面的复杂度都处于嵌入式系统领域的较高水平。本文首先描述了小电流接地选线装置研究现状和嵌入式管理平台建立的必要性。在此基础上,根据系统的需求和嵌入式设计方法学提出了系统的总体方案,说明了Windows CE是本系统比较合适的操作系统选择方案。然后简要介绍了ARM系列微处理器和Windows CE操作系统的结构和特点。在系统软件开发方面,阐述了Windows CE及其在这个系统中的移置,并介绍了BootLoader、OAL等底层开发。接着本文重点讲述了应用软件的开发,分模块介绍了应用程序中常用功能模块的设计,包括:通信模块、数据管理模块、数据参数的波形显示模块等。并介绍了Window CE下的一些相关开发技术,如串口通信、多线程、ADOCE数据库等。论文最后总结了在嵌入式软件开发过程的一系列工作,并对下一步的研究工作进行了展望。

关键词：嵌入式系统管理平台故障选线 Windows CE 多线程

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导线表面电场强度对导线覆冰的影响

高电压技术 2018年第3期44卷 1023-1033页

作者：尹芳辉蒋兴良 Masoud Farzaneh 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 魁北克大学希库蒂米分校电网设备大气覆冰试验室加拿大希库蒂米G7H281

为研究导线表面电场强度对导线覆冰的影响,在魁北克大学希库蒂米分校电网设备大气覆冰试验室（INGIVRE）的人工气候室内通过电晕笼进行导线带电覆冰试验。试验结果表明导线表面电场强度对导线覆冰质量、形状、冰凌间距、电晕损失以及泄... 详细信息

为研究导线表面电场强度对导线覆冰的影响,在魁北克大学希库蒂米分校电网设备大气覆冰试验室（INGIVRE）的人工气候室内通过电晕笼进行导线带电覆冰试验。试验结果表明导线表面电场强度对导线覆冰质量、形状、冰凌间距、电晕损失以及泄漏电导和导线电容等产生影响。电场强度的增加使雾凇表面产生水膜、雨凇冰凌长度减少。当导线表面电场强度≤20 kV/cm时,导线表面覆冰质量随电场强度的增加而增加。电场强度进一步增加时,导线表面覆冰质量减少。当被导线捕获的水滴在重力作用下流到导线下表面后立即被冻结时,冰凌间距和场强无关。当降雨量较大时,冰凌间距随着场强的增加而减少。导线在雾凇和雨凇覆冰时,电晕损失和由电晕产生的电导随场强的增加而增加。雨凇覆冰时,由于冰凌长度的影响,导线表面电场强度为5 kV/cm时导线的单位长度电容反而比电场强度为25 kV/cm时大。

关键词：带电覆冰冰凌间距电晕笼电晕损失泄漏电导导线电容

覆冰绝缘子直流电弧运动特性及燃弧时间的影响因素

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高电压技术 2024年第9期50卷 4222-4231页

作者：刘勇李超辛岳芃尹芳辉杜伯学 Masoud Farzaneh 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 清华大学深圳国际研究生院深圳518055 魁北克大学席库提米分校加拿大QC G7H2B1

为提高覆冰绝缘子闪络风险预测技术,分析了高压悬式覆冰绝缘子直流电弧运动特性及影响燃弧时间的因素。对直流覆冰闪络试验各阶段的泄漏电流和电弧动态特性进行了协同分析,深入研究了正、负直流电压下电弧动态行为差异。分析了燃弧时间... 详细信息

为提高覆冰绝缘子闪络风险预测技术,分析了高压悬式覆冰绝缘子直流电弧运动特性及影响燃弧时间的因素。对直流覆冰闪络试验各阶段的泄漏电流和电弧动态特性进行了协同分析,深入研究了正、负直流电压下电弧动态行为差异。分析了燃弧时间与电弧特征量、泄漏电流的相关性,并建立了针对燃弧时间的多元拟合模型。结果表明:泄漏电流和电弧长度的变化可有效区分电弧发展阶段,其中负直流电压下的电弧产生频繁,初始局部电弧分布密集,持续时间短。直流电弧延伸时产生的新放电路径导致接触型和非接触型2种电弧衰减方式,且不同极性电压下新放电路径的发展方向相反。此外,直流电弧持续期间的累积电荷量、长度平均值与燃弧时间显著正相关,且负直流电弧长度平均值的数据离散度与电荷累积量分布范围更低,建立的多变量拟合方程对电弧持续时间的预测精度更高。

关键词：覆冰绝缘子直流电弧运动机理泄漏电流燃弧时间

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小电流接地选线装置嵌入式管理平台的实现

电力系统保护与控制 2009年第5期37卷 75-77页

作者：尹芳辉杨浩张长春钟加勇重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

现有小电流接地选线装置的选线结果很难在实际中得到确认,可依据对接地故障时的所有线路接地波形进行在线管理和分析,直观判断和分析出故障线路,以确认选线装置的选线结果。本文采用Windows CE嵌入式操作系统及Embedded Visual C++4.0... 详细信息

现有小电流接地选线装置的选线结果很难在实际中得到确认,可依据对接地故障时的所有线路接地波形进行在线管理和分析,直观判断和分析出故障线路,以确认选线装置的选线结果。本文采用Windows CE嵌入式操作系统及Embedded Visual C++4.0开发环境,开发实现了小电流接地选线装置的嵌入式管理平台。该管理平台能达到在线管理和分析接地故障时的所有线路的接地波形,能判断和分析出故障线路,能确保接地选线的正确性。

关键词：小电流接地选线管理平台嵌入式

考虑污秽度及伞型结构影响的110kV支柱绝缘子交流闪络电压特性

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高电压技术 2012年第8期38卷 2037-2043页

作者：蒋兴良董冰冰胡建林夏云峰尹芳辉周龙武重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

支柱绝缘子覆冰后会使其电气绝缘性能显著下降,严重影响变电站的安全运行。为此,在人工气候室内开展了3种110kV支柱绝缘子在2种覆冰状态(L类、S类,圆柱形监测导体的冰厚分别为7mm、12mm)时交流覆冰闪络特性随染污盐密变化关系,及加装增... 详细信息

支柱绝缘子覆冰后会使其电气绝缘性能显著下降,严重影响变电站的安全运行。为此,在人工气候室内开展了3种110kV支柱绝缘子在2种覆冰状态(L类、S类,圆柱形监测导体的冰厚分别为7mm、12mm)时交流覆冰闪络特性随染污盐密变化关系,及加装增爬型伞群后闪络电压的研究。结果表明:3种支柱绝缘子在S类覆冰状态时的最低冰闪电压间的差异很小,且防污型大伞径的支柱绝缘子的爬电距离不能充分利用;加装增爬型伞群后支柱绝缘子在相同覆冰状态和污秽的情况下50%闪络电压将明显提高。研究结果可为我国重覆冰地区采用增爬裙的支柱绝缘子提高变电站支柱绝缘配置和设计提供参考。

关键词：支柱绝缘子覆冰交流闪络染污盐密电压特性伞型结构

雪峰山试验站自然条件下导线覆冰厚度形状校正系数

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高电压技术 2014年第11期40卷 3606-3611页

作者：向泽蒋兴良胡建林常恒尹芳辉黎振宇重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

覆冰厚度的检测是输电线路运行部门防冰融冰工作中极为关注的问题之一,为此,总结了国内外覆冰厚度测量方法及其存在的问题。根据雪峰山自然覆冰试验站大量现场试验观测结果分析了自然条件下导线覆冰的几种典型形状特征,并基于面积等效原... 详细信息

覆冰厚度的检测是输电线路运行部门防冰融冰工作中极为关注的问题之一,为此,总结了国内外覆冰厚度测量方法及其存在的问题。根据雪峰山自然覆冰试验站大量现场试验观测结果分析了自然条件下导线覆冰的几种典型形状特征,并基于面积等效原则,将导线实际非均匀、不规则覆冰校正为均匀覆冰,据此提出了现场人工测量时覆冰厚度的形状校正系数,为输电线路覆冰现场测量提供了一种有效且简便的测量手段。最后,利用雪峰山自然覆冰试验站对覆冰期不同覆冰阶段导线覆冰形状进行观测,对提出的形状校正系数进行试验验证,结果表明校正后导线覆冰厚度与实际覆冰厚度偏差<9%,可满足工程实际需要。研究结果可为输电线路覆冰厚度现场测量、在线监测和冰厚计算提供一定的参考。

关键词：导线覆冰形状特征现场实测冰厚校正系数

覆冰地区交流输电线路复合绝缘子伞裙结构的电场分布优化

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高电压技术 2013年第1期39卷 210-217页

作者：蒋兴良刘毓张志劲胡建林尹芳辉向泽重庆大学电气工程学院暨输配电装备及国家系统安全与新技术国家重点实验室重庆400030

复合绝缘子在我国20多年的使用表明:与瓷和玻璃绝缘子相比,其防污闪性能优异,但防冰闪性能较差;伞裙结构是影响其冰闪电压的重要因素。基于此,模拟实际输电线路运行中的复合绝缘子覆冰情况,选取数种伞裙结构的35kV和110kV复合绝缘子进... 详细信息

复合绝缘子在我国20多年的使用表明:与瓷和玻璃绝缘子相比,其防污闪性能优异,但防冰闪性能较差;伞裙结构是影响其冰闪电压的重要因素。基于此,模拟实际输电线路运行中的复合绝缘子覆冰情况,选取数种伞裙结构的35kV和110kV复合绝缘子进行了带运行电压覆冰试验。试验表明,同电压等级、不同伞裙结构的复合绝缘子其冰闪电压差别很大。根据试验数据进行了仿真计算,从电场角度分析了伞裙结构对冰闪电压的影响,计算结果与试验结果比较相符。最后,对该2种电压等级的绝缘子伞裙结构分别进行了优化。仿真分析表明,在相同覆冰条件下,优化后的绝缘子电场特性比优化前有了明显改善。

关键词：复合绝缘子冰闪电压带电覆冰电场伞裙结构优化

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绞合型碳纤维复合芯导线的弧垂特性研究

电网技术 2021年第12期45卷 4964-4970页

作者：沈楚莹尹芳辉燕秀王黎明廖永力龚博黄增浩广东省复杂滨海环境电力装备可靠性工程技术研究中心(清华大学深圳国际研究生院) 广东省深圳市518055 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510080

绞合型碳纤维复合芯导线作为一种新型架空输电导线,在输电线路增容改造工程中具有良好的应用前景,但由于运行时间较短,缺乏深入研究,尚不能准确评估其特性,目前在弧垂特性方面的研究也不够全面、系统,限制了绞合型碳纤维导线的进一步推... 详细信息

绞合型碳纤维复合芯导线作为一种新型架空输电导线,在输电线路增容改造工程中具有良好的应用前景,但由于运行时间较短,缺乏深入研究,尚不能准确评估其特性,目前在弧垂特性方面的研究也不够全面、系统,限制了绞合型碳纤维导线的进一步推广应用。该文在充分考虑绞合型碳纤维导线“拐点温度”特性的基础上,搭建了一套适用于绞合型碳纤维导线的弧垂计算模型,并选取钢芯铝绞线和多种其他类型增容导线与之进行对比。研究结果表明,绞合型碳纤维导线的拐点温度在60~110℃之间;相较其他类型导线,在输电线路运行温度范围内绞合型碳纤维导线的弧垂最小、张力最大、弧垂变化量最小;在各自的长期允许运行温度下,绞合型碳纤维导线和钢芯铝绞线的弧垂差随档距的增加而增大,在2000m档距时,弧垂差可达50m左右,说明在大跨越线路工程中绞合型碳纤维导线能够充分发挥其高温低弧垂特性;在覆冰地区,相比钢芯铝绞线,绞合型碳纤维导线的对地安全性更高,并且覆冰越严重其低弧垂优势更为显著,适合在重覆冰地区应用。

关键词：绞合型碳纤维导线增容导线拐点温度弧垂张力