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基于图像边缘检测和法向探测的导线覆冰监测方法

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电网与清洁能源 2023年第2期39卷 24-32页

作者：杨俊高昱峰张可汪银张雅琳夏娜姚钢国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江杭州310007 国网电力科学研究院有限公司安徽合肥230088 合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009

输电线路导线覆冰是影响电网安全稳定运行的主要隐患之一,现有的覆冰监测存在传感器监测类型单一、精度低、不能实时处理等突出问题。提出了一种基于图像边缘检测和法向探测的覆冰监测方法。该方法首先对线路的微拍图像进行预处理,并采... 详细信息

输电线路导线覆冰是影响电网安全稳定运行的主要隐患之一,现有的覆冰监测存在传感器监测类型单一、精度低、不能实时处理等突出问题。提出了一种基于图像边缘检测和法向探测的覆冰监测方法。该方法首先对线路的微拍图像进行预处理,并采用八邻域追踪等算法进行边缘检测获得导线最长边,进一步设计了边缘法向探测的覆冰厚度检测方法。此法不仅可以判断是否存在覆冰,而且可以计算出导线的覆冰厚度。基于ARM 8.2处理器的嵌入式系统实验结果表明,所提出的方法实时检测导线覆冰厚度的相对误差不超过9%,且比现有的称重法降低了约6.1%。

关键词：导线覆冰图像处理八邻域追踪法向探测厚度检测

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导线圆形电极覆冰的电容效应实验研究

中国测试 2023年

作者：黄欢马晓红牛唯曾华荣毛先胤蒋兴良邹瑜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南方电网有限责任公司防冰减灾重点实验室

输电线路的冻结覆冰灾害一直严重威胁着电力系统的安全稳定运行，给社会经济发展和广大人民生产生活造成了严重的影响，故对于输电线路覆冰状态的检测具有非常重要的意义。本文提出了一种基于电容效应的覆冰检测方法，实验验证冰的电气... 详细信息

输电线路的冻结覆冰灾害一直严重威胁着电力系统的安全稳定运行，给社会经济发展和广大人民生产生活造成了严重的影响，故对于输电线路覆冰状态的检测具有非常重要的意义。本文提出了一种基于电容效应的覆冰检测方法，实验验证冰的电气性质在高频下非常稳定，在导线上加装圆形极板后，在人工气候室模拟自然覆冰进行实验，验证了基于电容效应的覆冰检测方法的可行性。导线覆冰增长的电容与冰厚的关系呈现为幂函数关系，影响导线覆冰电容的因素主要有导线积污程度，覆冰类型以及覆冰形状。其他条件相同的情况下，导线积污程度对覆冰电容的影响较小，而覆冰类型和覆冰形态对覆冰电容的影响较大，雨凇冰电容最大，混合淞次之，硬雾凇最小，圆柱形覆冰电容大于翼型覆冰，且上述三种因素引起的电容的差距均随着覆冰厚度的增加而变大。

关键词：圆形电极电容效应导线覆冰

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输电线路导线覆冰扭转特性的数值模拟

电工技术学报 2020年第8期35卷 1818-1826页

作者：蒋兴良侯乐东韩兴波任晓东黄亚飞输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

输电线路导线覆冰是电力系统最严重的自然灾害之一,研究导线覆冰的数值计算方法,建立仿真平台,不仅可以科学地预测导线覆冰增长,并且能大量减少自然覆冰观测工作量。但是已有的数学模型和仿真计算方法都回避了导线覆冰扭转这一自然现象... 详细信息

输电线路导线覆冰是电力系统最严重的自然灾害之一,研究导线覆冰的数值计算方法,建立仿真平台,不仅可以科学地预测导线覆冰增长,并且能大量减少自然覆冰观测工作量。但是已有的数学模型和仿真计算方法都回避了导线覆冰扭转这一自然现象,从而不能有效模拟实际覆冰增长。该文基于导线覆冰形成机理,加入导线覆冰扭转因素,提出导线扭转的数学模型,借助C语言编写仿真模拟程序,实现导线覆冰动态增长的数值模拟过程。仿真结果表明,导线覆冰增长是一个伴随扭转的动态过程,距离杆塔距离、档距、风速、液态水滴直径大小均对扭转角度大小有影响。在重庆大学雪峰山自然覆冰试验基地,验证了该文所提出的数值模拟方法的科学性。

关键词：导线覆冰扭转数学模型动态增长

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不同影响因素下的导线与绝缘子覆冰特性

高电压技术 2019年第9期45卷 2904-2910页

作者：马晓红穆青青曾华荣南敬赵超潘哲哲贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳550000 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074 中国电力科学研究院有限公司电网环境保护国家重点实验室武汉430074

绝缘子串是输电线路的重要部件,绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行。国内外对输电线路的覆冰形成机理、覆冰过程以及覆冰闪络特性进行了大量研究,但对绝缘子与导线的覆冰状态等效性研究甚少。为掌握导线与绝缘子覆冰特征参数的等效... 详细信息

绝缘子串是输电线路的重要部件,绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行。国内外对输电线路的覆冰形成机理、覆冰过程以及覆冰闪络特性进行了大量研究,但对绝缘子与导线的覆冰状态等效性研究甚少。为掌握导线与绝缘子覆冰特征参数的等效性关系,通过开展不同风速、含水量、环境温度等影响因素下绝缘子与导线覆冰试验,并分析各因素对导线与绝缘子的覆冰状态影响,得出导线与绝缘子覆冰程度等效性关系。结论如下:在风速0~4m/s内,导线和绝缘子覆冰厚度随着风速的增大而增加,在绝缘子的冰棱未桥接前其冰棱增长速度大于导线冰棱增长速度;在环境温度–4~–10℃范围内,导线与绝缘子的覆冰状态随着温度的降低而增大,导线与绝缘子覆冰厚度与冰棱增长方式与覆冰类型有关;在含水体积质量为36~72 g/m^3范围内,导线与绝缘子的覆冰增长方式和增长趋势也具有一致性,并提出一种导线与绝缘子的覆冰等效性关系。研究结论可为输电线路绝缘子覆冰状态评估与冰灾预警系统的实现提供参考。

关键词：绝缘子覆冰导线覆冰覆冰程度环境温度等效关系

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导线覆冰自动观测实验与覆冰过程分析

冰川冻土 2016年第1期38卷 129-139页

作者：陈百炼胡欣欣陈林郑利兵王春雷贵州省山地环境气候研究所贵州贵阳550002 贵州省威宁县气象局贵州威宁553100 中国科学院电工研究所北京100190

在贵州重冰区3个气象站和海拔2 500 m的梅花山野外观测点开展了3 a冬季的导线覆冰自动观测实验,利用观测实验获取的大量连续覆冰过程数据,对导线覆冰重量及其气象条件逐小时演变特征进行了深入分析.结果表明:一次完整的连续导线覆冰过... 详细信息

在贵州重冰区3个气象站和海拔2 500 m的梅花山野外观测点开展了3 a冬季的导线覆冰自动观测实验,利用观测实验获取的大量连续覆冰过程数据,对导线覆冰重量及其气象条件逐小时演变特征进行了深入分析.结果表明:一次完整的连续导线覆冰过程包括覆冰开始、增长、维持、减弱、消融到结束五个不同的阶段,持续时间较长的覆冰过程中间可能出现间断,而覆冰增长、维持、减弱几个阶段可能重复交替出现.覆冰过程开始一般以气温下降到0℃以下且相对湿度90%以上为标志,当出现浓雾或降水时覆冰出现增长,当既无降水也无雾时覆冰进入维持阶段;整个覆冰过程中温度均低于0℃且维持很高的湿度,中途若温度上升且无雾和降水则覆冰有明显减弱,当气温稳定上升到0℃以上同时湿度下降时覆冰过程结束.覆冰过程的开始和增长一般持续时间较长,而覆冰的消融和结束则十分迅速.在气象站观测到的覆冰以雨雾混合冻结为主,降水对覆冰过程的开始和增长有重要作用,而在梅花山野外观测到的多为雾凇覆冰,降水对覆冰的作用不如地势较低地区显著.

关键词：导线覆冰自动观测物理过程气象条件

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导线覆冰增长规律的试验研究

高电压技术 2009年第7期35卷 1724-1729页

作者：文习山龚宇清姚刚蒋日坤蓝磊武汉大学电气工程学院武汉430072

为了解疏水性纳米复合涂料导线覆冰的影响,研究导线覆冰的增长规律,在小型人工覆冰实验室内,对涂覆不同疏水性纳米复合涂料的导线进行了覆冰试验研究。通过改变人工覆冰试验条件,得到大量样品导线覆冰增长的试验数据,对试验数据进行对... 详细信息

为了解疏水性纳米复合涂料导线覆冰的影响,研究导线覆冰的增长规律,在小型人工覆冰实验室内,对涂覆不同疏水性纳米复合涂料的导线进行了覆冰试验研究。通过改变人工覆冰试验条件,得到大量样品导线覆冰增长的试验数据,对试验数据进行对比和回归分析,得到导线覆冰增长规律,并导出导线覆冰增长的经验公式。从风速、覆冰时间、覆冰密度等因素对导线覆冰增长规律的影响展开分析。结果表明:复合涂料虽不能阻止覆冰的增长,但能降低导线覆冰质量;导线涂覆新型涂料后覆冰密度降低,从雨淞转变为混合淞状态;导线覆冰质量增长与风速呈类似抛物线关系,随覆冰时间呈指数上升关系。

关键词：纳米涂料室温硫化硅橡胶导线覆冰雨淞回归分析校正

利用光纤光栅传感器测量输电线路覆冰荷载试验

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高电压技术 2014年第2期40卷 405-412页

作者：罗健斌郝艳捧叶青阳林李立浧曹敏华南理工大学电力学院广州510640 广州供电局有限公司电力试验研究院广州510410 中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 云南电网电力研究院昆明650011

输电线路覆冰严重威胁电力系统的安全稳定运行,在现有力学测量线路荷载的基础上,建立了基于光纤光栅(FBG)传感器的输电线路覆冰在线监测系统。该系统利用光纤光栅作为传感载体,通过感知传感器金具的微应变,测量输电线路荷载;光纤作为传... 详细信息

输电线路覆冰严重威胁电力系统的安全稳定运行,在现有力学测量线路荷载的基础上,建立了基于光纤光栅(FBG)传感器的输电线路覆冰在线监测系统。该系统利用光纤光栅作为传感载体,通过感知传感器金具的微应变,测量输电线路荷载;光纤作为传感信息传输载体,可在现有的光纤复合架空地线(OPGW)和光纤复合相线(OPPC)上实现。为验证系统测量输电线路覆冰后荷载变化的性能及可靠性,在±800 kV直流输电工程输电线段直线塔上进行了光纤光栅传感器测量输电线路模拟覆冰试验,试验结果表明:相较于电子式传感器,光纤传感器精度更高;测量灵敏度与金具的材料和截面积相关;光纤光栅温度补偿的精度直接影响测量精度。

关键词：输电线路在线监测导线覆冰光纤传感器光纤光栅应变传感器传感器金具

基于改进Messinger覆冰模型导线防冰临界电流计算及其影响因素分析

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电工技术学报 2016年第18期31卷 176-183页

作者：刘国特郝艳捧阳林陈彦钟荣富华南理工大学电力学院广州510640 广东电网公司东莞供电局东莞523000

为了得到不同覆冰气象条件下导线防冰临界电流,基于电流防冰时导线表面水膜流动,建立导线表面水膜流动模型对Messinger覆冰模型进行改进,确定了过冷水滴局部撞击系数(LCC)、导线表面局部对流换热系数(LHTC)与导线表面液态水局部冻结系数... 详细信息

为了得到不同覆冰气象条件下导线防冰临界电流,基于电流防冰时导线表面水膜流动,建立导线表面水膜流动模型对Messinger覆冰模型进行改进,确定了过冷水滴局部撞击系数(LCC)、导线表面局部对流换热系数(LHTC)与导线表面液态水局部冻结系数(LFC)计算方法。首次计算导线表面LHTC与LFC,并基于LFC计算结果,实现了导线防冰临界电流自动计算。计算结果表明:导线表面LCC、LHTC和LFC在导线驻点位置达到最大值,其中LFC随电流增大而减小;风速、温度是影响防冰临界电流的主要因素,含水量与水滴直径大小对临界电流没有明显影响。

关键词：导线覆冰防冰临界电流局部撞击系数局部冻结系数控制体

500 kV超高压输电线路负荷交流融冰研究

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电力系统及其自动化学报 2021年第2期33卷 97-101,115页

作者：焦震杜鹏汪晓沈杨杨乃旗周凯国网安徽省电力有限公司检修分公司合肥230000

输电线路融冰方法的研究对提升输电线路运行可靠性具有重要意义。首先,基于热传学分析了负荷交流融冰热力学特征,建立了500 kV架空输电线路JLHA3-425铝绞线覆冰模型。然后,仿真分析了施加融冰负荷电流时覆冰导线温度分布,获取了了风速... 详细信息

输电线路融冰方法的研究对提升输电线路运行可靠性具有重要意义。首先,基于热传学分析了负荷交流融冰热力学特征,建立了500 kV架空输电线路JLHA3-425铝绞线覆冰模型。然后,仿真分析了施加融冰负荷电流时覆冰导线温度分布,获取了了风速、环境温度、冰层厚度对融冰电流和融冰时间的影响,并通过安双5375和安岭5376超高压线路的实际融冰,验证了所提方法的可行性与有效性,有助于进一步提升架空输电线路融冰技术的发展与推广。

关键词： 500 kV超高压输电线路导线覆冰负荷交流融冰 ANSYS仿真