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基于高斯投影的变电站巡检机器人定位建图技术

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测控技术 2024年第6期43卷 14-20页

作者：柏仓邱刚陈杰谭笑曹京荥李陈莹国网江苏省电力有限公司江苏南京211103 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

保障变电站的安全是电力供应的关键要素,因此变电站的巡检工作是不可或缺的。目前,采用机器人进行自动化巡检是变电站巡检领域的重要趋势。获得变电站的平面地图是实现变电站自动化巡检的关键。目前传统的定位建图方案,如同步定位与建图... 详细信息

保障变电站的安全是电力供应的关键要素,因此变电站的巡检工作是不可或缺的。目前,采用机器人进行自动化巡检是变电站巡检领域的重要趋势。获得变电站的平面地图是实现变电站自动化巡检的关键。目前传统的定位建图方案,如同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)、离线全球定位系统(Global Positioning System,GPS)定位等,往往存在特征识别困难、建图时间过长或者地图所需存储空间过大等缺点。基于此,提出了一种基于高斯投影的变电站巡检机器人定位建图技术。采集完工作区域内外边界和障碍区域的边界点后,通过高斯投影,将采集到的地理位置坐标转换为平面直角坐标,并通过射线法实现平面栅格地图的建立。再根据已有的栅格地图信息和实时接收的机器人当前位置信息实现定位功能。实验验证了该定位建图技术的可行性,该方法可极大地提升建图速度,减少地图所需的存储空间,建立的地图可用于巡检机器人后续的路径规划和导航。

关键词：巡检机器人定位建图高斯投影射线法坐标转换栅格地图

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10 kV一母多馈电缆线路过电压传递影响因素分析

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电瓷避雷器 2024年第1期 131-140页

作者：曹京荥陈杰谭笑李陈莹胡丽斌方春华陶玉宁游海鑫国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京210000 三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000

10 kV电缆发生故障时,弧光接地会产生过电压,造成电网波动,影响供电安全。利用PSCAD建立一母多馈线模型,详细分析了不同条件下馈线条数、中性点接地电阻阻值和电缆长度对电缆中过电压传递特性的影响。结果表明:电缆馈线增加时,发生弧光... 详细信息

10 kV电缆发生故障时,弧光接地会产生过电压,造成电网波动,影响供电安全。利用PSCAD建立一母多馈线模型,详细分析了不同条件下馈线条数、中性点接地电阻阻值和电缆长度对电缆中过电压传递特性的影响。结果表明:电缆馈线增加时,发生弧光接地故障,由行波传递分流作用使传递到非故障电缆馈线过电压幅值降低;小电阻接地故障相将产生较高过电压,过电压传递到非故障馈线上时幅值仍较大,给非故障电缆绝缘产生危害;中性点接地电阻增加时,非故障馈线故障相电压幅值降低,非故障相电压故障升高;故障电缆的长度增加,非故障电缆上过电压幅值降低。研究结果可为选取合理选择参数数值,抑制过电压产生提供依据。

关键词：一母多馈线过电压弧光接地故障接地

中低压电力电缆金属屏蔽接续状态带电测试技术

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电力工程技术 2022年第6期41卷 134-139页

作者：卞蓓蕾曹京荥刘鹏国网浙江省电力有限公司浙江杭州310007 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司浙江宁波315000

现有中低压电力电缆线路金属屏蔽连接不良时需要线路停役,测试周期长且效率低,针对该问题,提出电缆金属屏蔽接地引线带电测试金属屏蔽电阻的方法。利用异频耦合测试电缆金属屏蔽感应电压和电流,运用电磁感应及欧姆定律构建方程计算电缆... 详细信息

现有中低压电力电缆线路金属屏蔽连接不良时需要线路停役,测试周期长且效率低,针对该问题,提出电缆金属屏蔽接地引线带电测试金属屏蔽电阻的方法。利用异频耦合测试电缆金属屏蔽感应电压和电流,运用电磁感应及欧姆定律构建方程计算电缆金属屏蔽回路或支路电阻,并通过电阻大小判断金属屏蔽连接状态。经实验室模拟测试发现,在不改变原有接地状态时,测试所得电缆金属屏蔽电阻参数与实际一致。单回路电缆线路受地网影响无法检测判别10Ω电阻以下的电缆金属屏蔽连接状态,而双回路及以上电缆线路检测不易受地网影响,可通过回路电阻、支路电阻与理论值比较,或支路电阻相互比较判断电缆金属屏蔽的连接状态。检测技术经工程应用表明,采用异频法带电检测金属屏蔽电阻,进而判断中低压电缆金属屏蔽连接状态的方法具有可行性。

关键词：中低压电力电缆金属屏蔽回路电阻带电测试异频耦合连接状态

高压电缆终端铅封缺陷超声相控阵柔性耦合检测

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高电压技术 2022年第1期48卷 29-37页

作者：方春华胡冻三陶玉宁曹京荥陈杰游海鑫三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京210000

高压电缆终端铅封因安装质量不合格或在运行过程中受外力作用会出现孔洞、开裂或脱粘等缺陷,铅封表面曲率大,采用普通超声探头直接接触终端铅封表面检测铅封缺陷效率不高,缺陷回波信号信噪比低。为解决铅封缺陷无法有效检测的问题,提出... 详细信息

高压电缆终端铅封因安装质量不合格或在运行过程中受外力作用会出现孔洞、开裂或脱粘等缺陷,铅封表面曲率大,采用普通超声探头直接接触终端铅封表面检测铅封缺陷效率不高,缺陷回波信号信噪比低。为解决铅封缺陷无法有效检测的问题,提出了基于超声相控阵柔性水囊耦合的终端铅封缺陷无损检测方法,所提方法采用超声相控阵探头和柔性水囊耦合装置组成铅封缺陷检测系统。利用COMSOL有限元仿真软件建立铅封缺陷仿真模型,对超声相控阵探头检测参数进行设计和优化,对3种典型人工缺陷试样进行检测试验。结果表明:探头不同的声束偏转角度和聚焦距离会对缺陷检测结果造成影响,通过超声相控阵探头扇形扫描(S扫)图像和超声波脉冲回波反射(A扫)图像可以实现铅封缺陷定性分析和定量测量。该方法验证了采用柔性水囊耦合探头的超声相控阵终端铅封缺陷检测方法能够快速、直观地检测出铅封缺陷,为高压电缆终端铅封缺陷检测提供了一种新思路。

关键词：电缆终端铅封超声波相控阵柔性水囊缺陷检测

Logistic回归和支持向量机在电缆老化状态评估中的应用与比较

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高压电器 2023年第5期59卷 113-121页

作者：谭笑陈杰曹京荥胡丽斌李陈莹周灏国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103 武汉伏佳安达电气技术有限公司武汉430072

电缆老化状态评估主要有物理模型和统计模型两大类,物理模型一般用于电缆个体老化评估,但难以用于在线评估,统计模型一般用于电缆整体老化评估,无法评估个体状态。为建立电缆运行数据与电缆老化状态之间的关联关系,在线评估电缆个体老... 详细信息

电缆老化状态评估主要有物理模型和统计模型两大类,物理模型一般用于电缆个体老化评估,但难以用于在线评估,统计模型一般用于电缆整体老化评估,无法评估个体状态。为建立电缆运行数据与电缆老化状态之间的关联关系,在线评估电缆个体老化状态,文中提出了基于机器学习的电缆老化状态评估方法,建立了Logistic回归和支持向量机这两种机器学习模型,采用十折交叉验证对模型准确率进行了评估,同时计算了模型的F_(1-Score)。结果表明支持向量机采用多项式核时的总体样本准确率平均值为96%,高于Logistic回归;当召回率与精准度的权重比为1、2、0.5时,支持向量机的F_(1-Score)得分均高于Logistic回归,支持向量机优于Logistic回归。

关键词：电缆状态评估机器学习 Logistic回归支持向量机

10 kV三相同轴高温超导电缆力学性能分析

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低温与超导 2023年第2期51卷 34-40页

作者：冯斌丁开忠诸嘉慧曹京荥刘佳鑫董育军中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国电力科学研究院北京100192 国网江苏省电力有限公司南京210000 国网辽宁省电力有限公司沈阳110006

针对电缆示范工程的并网实验要求,以10 kV/1 kA三相同轴高温超导电缆为研究对象,重点研究了超导电缆的弯曲力学特性。运用了有限元分析软件建立其三维模型,模拟超导电缆受到不同弯曲半径下的应力和应变分布,再结合临界电流密度,计算出... 详细信息

针对电缆示范工程的并网实验要求,以10 kV/1 kA三相同轴高温超导电缆为研究对象,重点研究了超导电缆的弯曲力学特性。运用了有限元分析软件建立其三维模型,模拟超导电缆受到不同弯曲半径下的应力和应变分布,再结合临界电流密度,计算出临界电流。在此基础上,对电缆样件进行弯曲实验,测量出不同弯曲半径下的临界电流。研究结果表明,该力学模型可以准确得出超导电缆的临界弯曲半径,有效保障电缆运行的安全性与稳定性。

关键词：力学性能超导电缆临界电流高温超导

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无卤阻燃聚烯烃电力电缆料的应用现状

中国塑料 2022年第1期36卷 184-191页

作者：张伟陈杰李陈莹胡丽斌谭笑曹京荥国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103

介绍了无卤阻燃聚烯烃电缆料的应用现状(包括当前主要使用的几种聚烯烃基体材料)。聚烯烃材料燃烧特性及阻燃机理,无卤电缆料阻燃剂的分类及应用特点,以及当前无卤阻燃电缆料的发展方向。

关键词：电缆料阻燃剂聚乙烯聚丙烯

以全寿命周期成本为判据的近海风电场高压海底电缆选型标准

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高电压技术 2015年第8期41卷 2674-2680页

作者：刘刚曹京荥陆莹谭帼馨华南理工大学电力学院广州510640 中国能源建设集团广东省电力设计研究院广州510663 广东工业大学轻工化工学院广州510006

为了结合海底电缆寿命周期特点、制定适用于近海风电场高压海底电缆的选型标准,以海缆传输容量大于风电场设计向外传输容量为约束条件,构建了包括购置、敷设、损耗、故障损失、运行维护以及回收净投资成本的海缆全寿命周期成本(LCC)模型... 详细信息

为了结合海底电缆寿命周期特点、制定适用于近海风电场高压海底电缆的选型标准,以海缆传输容量大于风电场设计向外传输容量为约束条件,构建了包括购置、敷设、损耗、故障损失、运行维护以及回收净投资成本的海缆全寿命周期成本(LCC)模型,并以LCC等额年值最小作为选型标准。以国内某海上风电场海底电缆选型为案例进行计算分析。结果表明,购置、损耗、故障损失成本与自身LCC占比较重,最高分别达到26.4%、30.8%、62.0%;所有方案前期投资与自身LCC占比≤40%。当电压等级相同时,单芯海缆方案损耗成本至少比三芯海缆方案高出4.68×103万元;而当线芯数相同时,高电压等级故障损失成本至少比低电压等级海缆方案高出8.8×103万元;2回110 k V 3×500 mm2高压XLPE绝缘钢丝铠装海缆方案LCC等额年值(3.08×103万元/a)最小,该方案最优。

关键词：近海风电场海底电缆全寿命周期成本 Markov模型故障损失成本选型

基于LCC近海风电场高压交流XLPE绝缘海底电缆选型的优化研究

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基于LCC近海风电场高压交流XLPE绝缘海底电缆选型的优化研究

作者：曹京荥华南理工大学

学位级别：硕士

随着我国近海风电场的不断发展,越来越多的交流高压XLPE绝缘海底电缆被选择应用于近海风电场。高压海底电缆工程是被世界公认的人类最困难的工程项目之一,其前期投资和后期投资巨大,因此海缆选型需要慎重。本文结合近海风电场高压XLPE... 详细信息

随着我国近海风电场的不断发展,越来越多的交流高压XLPE绝缘海底电缆被选择应用于近海风电场。高压海底电缆工程是被世界公认的人类最困难的工程项目之一,其前期投资和后期投资巨大,因此海缆选型需要慎重。本文结合近海风电场高压XLPE绝缘海底电缆的寿命周期特点,区别常规电气设备,构建了包括购置成本、敷设成本、损耗成本、故障损失成本、运行维护成本以及回收净投资成本的高压海底电缆的全寿命周期成本(LCC,life cycle cost)模型,并且以海缆方案传输容量大于海上风电场对外输出容量为约束条件和以全寿命周期成本等额年值最小为判据,实现优化海缆方案设计和海缆选型的目的。具体工作如下:分析了近海风电场高压海底电缆损耗成本影响的相关因素,采用IEC60287标准计算海缆的导体损耗、介质损耗、环流损耗以及涡流损耗,据此构建了海缆的损耗成本模型;分析了海缆的故障损失成本影响的相关因素以及其存在的问题,采用故障树理论构建了高压XLPE绝缘海缆本体的故障树模型,对模型进行规范化和简化处理,着重分析了各割集事件对海缆本体故障率的影响;采用可以区分不同故障状态的马儿可夫可修系统数学模型创建了近海风电场高压海底电缆的故障损失成本计算模型,并且分析了模型中出现的参数;分析了海底电缆状态评估中海底段和登陆段状态运行维护的区别,构建了海缆的状态成本计算模型;绘制了近海风电场高压海底电缆的购置成本、敷设成本、回收净投资成本的相关影响因素分析图,据此分析构建了海缆的购置成本模型、敷设成本模型、回收净投资成本模型。在此基础上,根据已构建的海缆全寿命周期成本模型,采用C++语言编写形成“海底电缆全寿命周期成本评估与分析系统”,并且将该系统首次应用于我国南海某海上风电场,在满足约束条件的条件下,对参选的不同方案进行全寿命周期成本等额年值计算,最后根据计算结果,确定两回110k V 3×500mm2高压XLPE绝缘钢丝铠装海缆方案的全寿命周期成本等额年值最小,该方案最优。

关键词：近海风电场全寿命周期成本高压XLPE绝缘海缆马儿可夫可修系统