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基于改进YOLOv8的电缆复合绝缘结构内部缺陷太赫兹成像识别方法

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高电压技术 2024年

作者：杨栋朵文博李帅兵李天耕康永强鲁怀伟兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州交通大学新能源与动力工程学院

电缆及其附件在制造和运行的过程中容易产生内部缺陷，严重危害供电系统的安全。针对传统电缆复合绝缘结构内部缺陷检测方法的局限性，本文提出一种基于太赫兹时域光谱成像的目标识别检测方法。以交联聚乙烯电缆接头为研究对象，首先通... 详细信息

电缆及其附件在制造和运行的过程中容易产生内部缺陷，严重危害供电系统的安全。针对传统电缆复合绝缘结构内部缺陷检测方法的局限性，本文提出一种基于太赫兹时域光谱成像的目标识别检测方法。以交联聚乙烯电缆接头为研究对象，首先通过等效简化，制作了含分层与金属杂质的缺陷的电缆接头等效实验模型；然后分别对含缺陷人工模型进行太赫兹频域成像和吸收谱成像检测，得到了相应的成像结果；最后，基于上述成像结果，采用改进型YOLOv8模型对不同缺陷图像进行分类识别，结果显示改进后的YOLOv8对电缆接头内部缺陷的检测精确度达到99.8%，联合交叉为0.5时的平均精确度达到了99.5%，结果相较于传统方法显著提升。本文所提方法有助于将太赫兹检测技术和目标检测算法推广到对电缆复合绝缘结构内部缺陷的无损可视化检测，可有效辨别电缆复合绝缘内部存在缺陷类型和位置，并可推广至其他层状复合绝缘结构的内部缺陷检测。

关键词：电缆复合绝缘结构太赫兹成像缺陷识别无损检测改进YOLOv8

复合绝缘结构中瞬态电场计算的复频域有限元法

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中国电机工程学报 2022年第7期42卷 2776-2787页

作者：文腾崔翔李学宝管少康刘思佳赵志斌新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

随着电力电子器件和装备在电力系统中的广泛使用,器件和装备自身由多种绝缘材料构成的复合绝缘结构往往承受着正极性周期方波电压。在这种非正弦周期电压激励下,复合绝缘结构中的瞬态电场分布满足电准静态场条件。由于界面电荷的弛豫现... 详细信息

随着电力电子器件和装备在电力系统中的广泛使用,器件和装备自身由多种绝缘材料构成的复合绝缘结构往往承受着正极性周期方波电压。在这种非正弦周期电压激励下,复合绝缘结构中的瞬态电场分布满足电准静态场条件。由于界面电荷的弛豫现象,复合绝缘结构中的瞬态电场在经过一段过渡过程后,最终达到非正弦周期稳态。现有基于傅里叶(Fourier)变换的频域有限元法只能得到非正弦周期激励下的周期稳态解,无法获得其瞬态响应。为此,文中综合考虑复合绝缘结构中的电荷弛豫,在电准静态场条件下,基于数值拉普拉斯(Laplace)变换的直接算法,提出复频域有限元法,推导复频域边界电场约束方程。此外,还提出数值Laplace变换直接算法中衰减系数的选取公式,实现了高精度的数值Laplace变换及其反变换。数值计算结果表明,所提的复频域有限元法能有效计算非正弦周期激励下的过渡过程,同时还可以计算由初始状态引起的零输入响应。所提方法为周期激励下复合绝缘结构的瞬态电场计算提供一种新方法。

关键词：复合绝缘结构瞬态分析电准静态场数值拉普拉斯变换复频域有限元法边界电场约束方程

电热联合老化下车载电缆终端复合绝缘结构的太赫兹频域特征

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高电压技术 2023年第10期49卷 4317-4326页

作者：李帅兵李天耕杨栋淡嘉豪康永强董海鹰兰州交通大学新能源与动力工程学院兰州730070 兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

车载电缆终端作为高速铁路动车组供电系统的核心部件,因运行中长期经受电应力、热应力作用极易老化,进而导致绝缘水平下降。为解决现有条件难以有效评估车载电缆终端绝缘状态的问题,设计了不同老化梯度下的电热联合联合老化实验,提出采... 详细信息

车载电缆终端作为高速铁路动车组供电系统的核心部件,因运行中长期经受电应力、热应力作用极易老化,进而导致绝缘水平下降。为解决现有条件难以有效评估车载电缆终端绝缘状态的问题,设计了不同老化梯度下的电热联合联合老化实验,提出采用太赫兹频域特性表征车载电缆终端复合绝缘结构的老化状态。通过加速老化实验,测试得到了不同老化状况下车载电缆终端复合绝缘结构的太赫兹频域特性参数,包括吸收系数、介电常数实部、介质损耗和折射率。结果显示:太赫兹频域特性参数随老化时间呈现出明显的梯度变化规律,随着老化时间增加,吸收系数呈现先升后降的趋势;介电常数实部、介质损耗和折射率均出现了不同程度的增大。上述结果表明:吸收系数、介电常数实部、介质损耗和折射率等太赫兹频域特征可以用来表征电热联合老化下车载电缆终端复合绝缘结构的老化状态,可作为电缆终端等复合绝缘结构的老化评估的新手段。

关键词：车载电缆终端电热老化复合绝缘结构太赫兹无损检测

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复合绝缘结构内部放电对温度分布影响的研究

高电压技术 1997年第2期23卷 3-6页

作者：成永红衣立东谢恒怠 西安交通大学

研究了复合绝缘系统中内部放电的热效应及双层复合绝缘结构在高压电场作用下，内部气隙产生放电对绝缘系统热分布的影响，在传热学的基础上建立内部放电能量与温度的对应关系，并借助于计算机对包含缺陷的绝缘系统的热分布进行了计算，... 详细信息

研究了复合绝缘系统中内部放电的热效应及双层复合绝缘结构在高压电场作用下，内部气隙产生放电对绝缘系统热分布的影响，在传热学的基础上建立内部放电能量与温度的对应关系，并借助于计算机对包含缺陷的绝缘系统的热分布进行了计算，讨论了基于热效应进行复合绝缘结构诊断的新方法。

关键词：高电压复合绝缘结构内部放电温度

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试制复合绝缘结构超高压不燃变压器

华北电力技术情报 1989年第4期 25-28页

作者：壮仁清

压接型IGBT子模组在关断过程中的电场瞬态特性分析与调控

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中国电机工程学报 2022年第6期42卷 2298-2307页

作者：文腾崔翔李学宝刘思佳赵志斌张西子林仲康唐新灵新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司) 北京市昌平区102209

封装绝缘问题是压接型IGBT器件研制过程中面临的关键挑战之一,解决绝缘问题的关键是准确分析器件内部复合绝缘结构在运行工况下的电场分布特性。现有研究多在静电场或恒定电场下分析其静态电场特性,忽略了其在实际工况下的电场瞬态特性... 详细信息

封装绝缘问题是压接型IGBT器件研制过程中面临的关键挑战之一,解决绝缘问题的关键是准确分析器件内部复合绝缘结构在运行工况下的电场分布特性。现有研究多在静电场或恒定电场下分析其静态电场特性,忽略了其在实际工况下的电场瞬态特性。针对刚性压接型IGBT器件,考虑到直流断路器用压接型IGBT面临的单次关断的实际工况,在电准静态场条件下,该文采用瞬态边界电场约束方程,准确计算压接型IGBT子模组复合绝缘结构中的瞬态电场,获得器件内部不同介质交界面上的界面电荷密度,详细分析瞬态电场的时空分布特性。在此基础上,该文从子模组的绝缘结构和封装绝缘材料参数两方面对子模组的瞬态电场进行调控,结果表明,该文所提控制方法能显著降低绝缘薄弱环节处的电场强度。

关键词：压接型IGBT 复合绝缘结构瞬态电场电准静态场直流断路器工况瞬态边界电场约束方程

电压互感器手车复合绝缘失效及电场分布的研究

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高压电器 2022年第1期58卷 207-213页

作者：王志川肖云丁雪峰杨蔚刘玉华姜炯挺国网四川省电力公司成都610041 国网江苏南通供电分公司江苏南通226006 国网江苏盐城东台供电公司江苏东台224200 国网浙江宁波供电公司浙江宁波315000

复合绝缘是空气绝缘开关设备小型化设计的一种重要绝缘方式。复合绝缘结构的PT(电压互感器)柜运行情况表明,该类型产品的绝缘故障率较高,特别是在湿度和污秽联合影响下,因绝缘结构设计不当的产品很容易产生局部放电,进而引发相间短路。... 详细信息

复合绝缘是空气绝缘开关设备小型化设计的一种重要绝缘方式。复合绝缘结构的PT(电压互感器)柜运行情况表明,该类型产品的绝缘故障率较高,特别是在湿度和污秽联合影响下,因绝缘结构设计不当的产品很容易产生局部放电,进而引发相间短路。究其原因,绝缘隔板是相间短路的"桥梁"。文中对一起24 kV PT手车三相短路事故原因进行了详细分析,通过电场仿真结果可以看出:在复合绝缘结构中,高压对绝缘板之间的距离是复合绝缘结构设计的关键。文中的故障分析以及电场分析为新产品开发与故障诊断提供了有益的参考。

关键词： PT手车复合绝缘结构局部放电三相短路电场仿真

核电站电气贯穿芯棒热老化寿命评定技术的研究

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动力工程 2008年第3期28卷 493-496页

作者：黄定忠李国平上海发电设备成套设计研究院上海200240 中国中原对外工程公司北京100083

介绍了电气设备单一绝缘结构与复合绝缘结构热老化寿命的评定技术,阐述了核电站电气贯穿件复合绝缘结构热老化寿命试验样品和老化温度的选取、失效判据及试验方法.试验结果表明,在相同的使用环境温度下,采用均压旋锻复合绝缘密封结构的... 详细信息

介绍了电气设备单一绝缘结构与复合绝缘结构热老化寿命的评定技术,阐述了核电站电气贯穿件复合绝缘结构热老化寿命试验样品和老化温度的选取、失效判据及试验方法.试验结果表明,在相同的使用环境温度下,采用均压旋锻复合绝缘密封结构的核电站电气贯穿芯棒热老化寿命明显高于对照产品,其热失效的主要因素是机械性能而不是电气性能.

关键词：核科学技术电气贯穿件电气贯穿芯棒复合绝缘结构热老化寿命

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耐高温灌注胶的研究

机电产品开发与创新 1998年第2期11卷 18-18页

耐热浇注胶采用了新型的耐热树脂体系和新型的复合绝缘结构，具有优异的耐热性能和热稳定性能，良好的机电性能，耐开裂性能和工艺性能。是我国目前最优秀的耐热浇注绝缘胶，其主要技术指标达到国外同类产品的先进水平，而且原材料立足... 详细信息

耐热浇注胶采用了新型的耐热树脂体系和新型的复合绝缘结构，具有优异的耐热性能和热稳定性能，良好的机电性能，耐开裂性能和工艺性能。是我国目前最优秀的耐热浇注绝缘胶，其主要技术指标达到国外同类产品的先进水平，而且原材料立足于国内，价格低于普通环氧浇注胶，因而具有较大的应用和推广价值。该胶主要用于高温电机、变压器以及其它电器的浇注和灌封，并且还可以用作耐热胶粘剂、浸渍漆和其它耐热绝缘材料。该胶已成功地应用于C级航空电机磁性槽楔，取得良好效果，受到用户好评。其主要技术性能如下：耐热浇注胶（中国）比重（g／cms）1．7热变形温度（℃）大于220温度指数（C）196绒收缩率（％）0．53热膨胀系数（1／C）3．24X10－5导热系数（W／m·k）0．591弯曲强度（MPa），13OC79．5介质损耗（％）：25℃，0．6；180C，57介电常数：25C，3．7；18OC，3．9体积电阻系数（fi－cm）：25C，1．SX10‘’；180C，4．7XIOI‘击穿强度（KV／mm）25C：38．5耐冲击（试样）（－55C～180C三次循环）：良好该项成果获机械工业部科技进步二等奖。耐高温灌注胶的研究$桂林电器科学研究所

关键词：灌注胶耐高温复合绝缘结构耐热绝缘材料耐热胶粘剂体积电阻系数介质损耗磁性槽楔机电性能热膨胀系数