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软土地层下穿开挖引发上覆电缆隧道挠曲变形分析

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应用基础与工程科学学报 2024年第4期32卷 944-956页

作者：王小龙朱晶晶叶明鸽胡卓伍浩良覃小纲中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司江苏南京211102 中山大学土木工程学院广东珠海519000

软土地区电缆隧道埋深浅、结构刚度低,易受下穿隧道近接施工的扰动影响,严重时可能导致变形超限、破损或开裂等结构病害.然而,评估软土隧道开挖对上覆电缆隧道扰动影响的理论方法仍相对欠缺.基于此,提出一种隧道扰动下电缆隧道挠曲响应... 详细信息

软土地区电缆隧道埋深浅、结构刚度低,易受下穿隧道近接施工的扰动影响,严重时可能导致变形超限、破损或开裂等结构病害.然而,评估软土隧道开挖对上覆电缆隧道扰动影响的理论方法仍相对欠缺.基于此,提出一种隧道扰动下电缆隧道挠曲响应的有限差分理论分析方法,其中,假设电缆隧道符合Timoshenko梁,隧道周边地层简化为Winkler地基,采用有限差分法求解电缆隧道的变形和受力.计算结果与梁-弹簧法数值模拟结果吻合较好,验证了该方法的有效性.进一步对影响电缆隧道挠曲变形的主要因素进行了对比分析,结果表明:电缆隧道竖向位移随着隧道横截面宽度b和高度h的增加而减小,而弯矩随截面宽度b和高度h的增大而增大.相对而言,高度h对竖向位移和弯矩的影响更大.相较于高度为2.6m的电缆隧道,高度为4.4m的电缆隧道最大位移减小约30%,弯矩则增大约50%.当地层损失率V1为6%时,最大弯矩将超过混凝土极限抗拉弯矩,此时电缆隧道处于不安全状态.

关键词：下穿开挖地层损失电缆隧道挠曲变形弹性地基梁有限差分法

巡检机器人用漏泄通信线路在高压电缆隧道中的容性耦合影响

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高电压技术 2016年第2期42卷 504-512页

作者：卢嘉栋山西省机电设计研究院太原030009

电缆隧道内的电力电缆会对巡检机器人用漏泄通信电缆产生电磁影响,然而国内外关于该领域的研究尚属于空白,因此根据电缆隧道的实际情况研究了巡检机器人通信线路在高压电缆隧道中的容性耦合影响。从电磁场基本理论出发,基于镜像法建立了... 详细信息

电缆隧道内的电力电缆会对巡检机器人用漏泄通信电缆产生电磁影响,然而国内外关于该领域的研究尚属于空白,因此根据电缆隧道的实际情况研究了巡检机器人通信线路在高压电缆隧道中的容性耦合影响。从电磁场基本理论出发,基于镜像法建立了1种计算电缆隧道内电力电缆线路对通信电缆线路电场干扰的方法,研究了单线电力电缆线路、三相电力电缆线路与通信线路间的容性耦合,并计算分析了单线电力电缆线路和典型布线方式下三相电力电缆线路对通信电缆线路的危险影响,最后以北京某地区一回地下电缆隧道为例,对通信线路感应电流进行了理论分析与现场测试,验证了该方法的正确性。结果表明:单线电力线路对通信线路的容性耦合影响较大,三相电力线路对通信线路的容性耦合影响较单线电力线路有所降低,但均超过国标规定的容许值,因此有必要将通信电缆外皮层进行接地处理,起到静电屏蔽的作用。通过分析两线路间的容性耦合,能够为电缆隧道通信线路的设计提供依据,对电缆隧道机器人巡检自动化的发展提供指导。

关键词：电缆隧道容性耦合巡检机器人通信线路电力电缆线路电磁影响镜像法

巡检机器人用漏泄通信线路在高压电缆隧道中的感性耦合影响

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高电压技术 2015年第8期41卷 2697-2705页

作者：吴华张晔杨国田柳长安华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

电缆隧道内的电力电缆会对巡检机器人用漏泄通信电缆产生电磁影响,然而国内外关于该领域的研究尚属于空白。根据电缆隧道的实际情况研究巡检机器人通信线路在高压电缆隧道中的感性耦合影响。从电磁场基本理论出发,研究了单线电力电缆线... 详细信息

电缆隧道内的电力电缆会对巡检机器人用漏泄通信电缆产生电磁影响,然而国内外关于该领域的研究尚属于空白。根据电缆隧道的实际情况研究巡检机器人通信线路在高压电缆隧道中的感性耦合影响。从电磁场基本理论出发,研究了单线电力电缆线路、三相电力电缆线路与通信线路间的感性耦合,并计算分析了单线电力电缆线路和典型布线方式下三相电力电缆线路对通信电缆线路的危险影响,最后以北京某地区一回二回地下电缆隧道为例,对通信线路感应纵电动势进行理论分析与现场测试,验证了该方法的正确性。结果表明:单线电力线路对通信线路的感性耦合影响较大,而三相电力线路对通信线路的感性耦合影响能够控制在国标规定的容许值范围内。通过分析两线路间的感性耦合,能够为电缆隧道通信线路的设计提供依据,对电缆隧道机器人巡检自动化的发展有着很重要的意义。

关键词：电缆隧道感性耦合巡检机器人通信线路电力电缆线路互感系数

高速列车振动荷载作用下电缆隧道结构动力响应分析

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振动与冲击 2011年第3期30卷 264-268页

作者：曲村高亮辛涛徐亮北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市市政工程设计研究总院北京100045

城市中地下管线铺设较为复杂,城市轨道或者城际高速铁路会修建在地下管线上方。以京津城际轨道交通工程为例,研究高速车辆振动荷载对铺设地下管线的隧道结构产生的动力影响。运用耦合动力学,建立了车辆-轨道耦合系统振动分析模型,计算... 详细信息

城市中地下管线铺设较为复杂,城市轨道或者城际高速铁路会修建在地下管线上方。以京津城际轨道交通工程为例,研究高速车辆振动荷载对铺设地下管线的隧道结构产生的动力影响。运用耦合动力学,建立了车辆-轨道耦合系统振动分析模型,计算高速列车通过时车辆-轨道耦合系统的动力响应。结合有限元理论,建立桩板-土体-隧道一体化纵横垂向空间耦合动力仿真模型。将车辆-轨道耦合系统振动分析模型得到的荷载谱,作为外部激励作用在动力仿真模型上,对电缆隧道的动力响应进行研究。计算结果表明,京津城际铁路运营后高速列车振动荷载的动力作用不会对桩板结构下的电缆隧道产生显著的不利影响。

关键词：高速铁路振动荷载电缆隧道动力响应

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基于线型感温火灾探测器的电缆隧道火灾实验

光学精密工程 2013年第9期21卷 2225-2230页

作者：丁宏军范典姚浩伟武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室湖北武汉430070 中山大学广东省消防科学技术重点实验室广东广州510006

研究了线型感温火灾探测器应用于电缆隧道场所电缆火灾早期探测的工程适用性。以电缆隧道为应用环境,基于现有的线型感温火灾元件:感温电缆、光纤拉曼感温探测器和光纤光栅感温探测器,建立了实验平台,设定了不同火灾的实验场景,记录了... 详细信息

研究了线型感温火灾探测器应用于电缆隧道场所电缆火灾早期探测的工程适用性。以电缆隧道为应用环境,基于现有的线型感温火灾元件:感温电缆、光纤拉曼感温探测器和光纤光栅感温探测器,建立了实验平台,设定了不同火灾的实验场景,记录了火灾模拟试验中的温度变化和探测器响应时间。实验显示,对于初起无明火的小规模火灾,其热辐射量小,除了与其直接接触的感温火灾探测器能做出报警响应外,其余非接触式的探测器均无法响应。对大规模火灾,光纤拉曼感温探测器和光纤光栅感温探测器的报警反应时间均在30 s左右,热电偶记录的火灾发生上方60 s以内的温度都在35℃以下,而±3 m内的温升都超过5℃/min。根据3种探测器的技术特点,分析了典型线型感温火灾探测器应用于电缆隧道场所火灾早期探测的工程适用性,为规范编写《火灾报警设计规范》的相关条款提供了技术支持。

关键词：光纤感温火灾实验火灾探测器电缆隧道响应时间温度变化

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考虑互热效应的超高压电缆隧道敷设热路模型

高电压技术 2022年第3期48卷 1068-1076页

作者：马爱清张杨欢上海电力大学电气工程学院上海200090

针对IEC 60287标准计算电缆导体温度未考虑互热效应而导致结果存在偏差的问题,基于传热学理论考虑互热效应对散热系数的影响,提出了一种能准确快速计算隧道电缆导体温度的热路模型。根据电缆材料属性、安装方式、分组位置和环境确定了... 详细信息

针对IEC 60287标准计算电缆导体温度未考虑互热效应而导致结果存在偏差的问题,基于传热学理论考虑互热效应对散热系数的影响,提出了一种能准确快速计算隧道电缆导体温度的热路模型。根据电缆材料属性、安装方式、分组位置和环境确定了模型参数。基于该模型进一步提出500 kV超高压大截面电缆水平排列的总散热系数计算式,并得到了计算式的适应范围。通过总散热系数计算式可以迭代求解导体温度。将模型计算结果与IEC结果进行比较,并通过有限元热–流场耦合仿真进行验证。结果表明:模型计算结果与有限元仿真结果的误差小于2.5%。当电缆处于额定运行状态时,基于IEC标准计算的导体温度偏低,单根电缆偏差不大,可以不予考虑;三相电缆品字接触排列时最大温差达5℃;水平排列时最大温差达6℃,且随着电缆表面间距增大而减小,当电缆表面间距大于0.75倍电缆外径时互热效应可忽略不计。

关键词：超高压电缆电缆隧道互热效应热路模型热–流场耦合

改进的Faster R-CNN方法及其在电缆隧道积水定位识别中的应用

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电力自动化设备 2019年第7期39卷 219-223页

作者：崔江静黄顺涛仇炜裴星宇朱五洲孟安波广东电网公司珠海供电局广东珠海519000 广东工业大学自动化学院广东广州510006

针对电缆隧道内积水的问题,提出了一种改进的基于区域建议的卷积神经网络(FasterR-CNN)方法,并将其应用在电缆隧道积水定位识别中。考虑到Softmax分类方法的正则化参数选取会引起概率计算产生问题,改用支持向量机(SVM)进行图像分类,以... 详细信息

针对电缆隧道内积水的问题,提出了一种改进的基于区域建议的卷积神经网络(FasterR-CNN)方法,并将其应用在电缆隧道积水定位识别中。考虑到Softmax分类方法的正则化参数选取会引起概率计算产生问题,改用支持向量机(SVM)进行图像分类,以增强分类的置信度。使用区域建议网络(RPN)提取隧道积水原图中的区域建议,然后用FastR-CNN检测网络在建议框中进行图像识别、SVM分类和位置精修。实验结果表明,所提方法计算速度快、识别精度高,在实际工程中表现出较高的效率。

关键词：电缆隧道积水定位区域建议卷积神经网络支持向量机

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电缆隧道中盾构接地系统接地电阻计算及测量

电工电能新技术 2017年第7期36卷 84-88页

作者：杜学龙仇天骄张晓颖卞斌张斌邹军朱占巍清华大学电机系北京100084 北京电力经济技术研究院北京100055 国网北京市电力公司北京100031

接地电阻是接地系统安全运行的重要参数之一。本文提出了考虑钢筋水泥层电阻率时,盾构接地系统(基于盾构结构的接地系统)接地电阻的计算方法。基于半球形接地极,给出计算双层土壤介质时等效电阻率的方法,并将该方法推广到盾构接地系统,... 详细信息

接地电阻是接地系统安全运行的重要参数之一。本文提出了考虑钢筋水泥层电阻率时,盾构接地系统(基于盾构结构的接地系统)接地电阻的计算方法。基于半球形接地极,给出计算双层土壤介质时等效电阻率的方法,并将该方法推广到盾构接地系统,计算钢筋水泥层和土壤双层介质的等效电阻率,从而采用已经被提出的简化计算公式求解盾构接地系统的接地电阻。同时采用三极法测量北京市岳各庄220k V电缆隧道盾构接地系统的接地电阻。测量结果表明,本文方法计算值偏小,与测量值相对误差在10%~32%之间,可用于计算盾构接地系统接地电阻。

关键词：电缆隧道接地系统接地电阻接地电阻测量

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电缆隧道渗水红外检测装备技术研究

隧道建设（中英文） 2017年第A2期37卷 14-19页

作者：曹炯程国开朱福龙汪从敏夏雯张浩王烽人国网宁波供电公司浙江宁波315000 华中科技大学湖北武汉430074

为在地下电缆隧道运行过程中,快速识别和提取隧道管壁渗水特征,研究一种隧道渗水检测装备,利用红外热像仪拍摄隧道的轴径向红外热像图,并对拍摄得到的红外热像图进行图像处理,进而得到隧道管壁渗水区域的渗水特征提取图像。最后以宁波... 详细信息

为在地下电缆隧道运行过程中,快速识别和提取隧道管壁渗水特征,研究一种隧道渗水检测装备,利用红外热像仪拍摄隧道的轴径向红外热像图,并对拍摄得到的红外热像图进行图像处理,进而得到隧道管壁渗水区域的渗水特征提取图像。最后以宁波市澄浪电缆隧道某段作为目标测试装备的实际使用效果。测试结果表明:检测装备可以有效地识别并拍摄隧道渗水区域的红外热像图,从红外热像图中提取出的隧道渗水特征具有较高的准确性。

关键词：红外热像法电缆隧道渗水检测