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输电线路脱冰动力响应及脱冰方式对塔线系统影响的分析

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高电压技术 2025年

作者：张佳沁杨文刚杨国林张志劲蒋兴良李雨泰重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站华北电力大学机械工程系

近年来，冰灾频繁对社会经济和民生造成重创。尤其在电力领域中，覆冰对输电线路的影响显著。研究覆冰脱冰对输电线路的动力冲击，对于指导易覆冰区域输电线路的设计、运行与维护，提高输电线路的抗冰减灾能力，具有重要的理论与应用价... 详细信息

近年来，冰灾频繁对社会经济和民生造成重创。尤其在电力领域中，覆冰对输电线路的影响显著。研究覆冰脱冰对输电线路的动力冲击，对于指导易覆冰区域输电线路的设计、运行与维护，提高输电线路的抗冰减灾能力，具有重要的理论与应用价值。目前国内外对脱冰跳跃的研究主要集中在脱冰跳跃对导线的影响上，对塔线体系综合影响相关研究还不足。对此，本研究建立了一塔两档塔线系统有限元模型，分别计算了单导线同时脱冰、档端脱冰、中部脱冰与两端脱冰方式下塔线系统的动力冲击，并分析了导线冰跳高度、张力、不平衡张力、绝缘子偏转以及杆塔杆件轴力。结果表明：同时脱冰方式下，导线位移，张力和不平衡张力振幅大，绝缘子剧烈振动，且杆塔部分杆件应力大，塔腿主材轴力发生拉力-压力-拉力的反复改变方向过程。其他三种方式的导线冰跳高度、张力和不平衡张力振幅较小，绝缘子的偏移幅度较小，衰减速度快，杆塔杆件应力明显减小，塔腿主材轴力未发生方向改变现象。从各位置响应看，两端脱冰是最合适的脱冰方式。

关键词：输电线路塔线系统覆冰动力响应脱冰方式

无间隔棒输电线路轨迹提取与椭圆检测的舞动辨识

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电力系统保护与控制 2025年第4期53卷 165-175页

作者：金沫含张辰冯子瑜王琛刘舒梁睿中国矿业大学电气工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 国网连云港供电公司江苏连云港222000 国网泰州供电公司江苏泰州225300

无间隔棒输电线路由于缺少机械部件的分隔与连接,在大风、冻雨、暴雪等条件下舞动风险更大,当前研究仍无法实现针对性的实时高精度监测。针对该问题,提出了一种无间隔棒输电线路轨迹提取与椭圆检测的舞动辨识方法。首先进行数据增广和... 详细信息

无间隔棒输电线路由于缺少机械部件的分隔与连接,在大风、冻雨、暴雪等条件下舞动风险更大,当前研究仍无法实现针对性的实时高精度监测。针对该问题,提出了一种无间隔棒输电线路轨迹提取与椭圆检测的舞动辨识方法。首先进行数据增广和低照度图像增强处理。其次对传统DeepLabV3+模型进行轻量化改进,在视频初始帧锁定目标线路并实现快速分割。最后在提取短时段内线路运行轨迹的基础上,结合巡检专家知识将舞动监测转化为线路轨迹的椭圆检测。结果表明,在复杂环境条件下,所提方法有效平衡了线路轨迹提取的速度与精度,能够分析得到对应线路的舞动程度,对极端天气下的输电线路巡检有重要现实价值。

关键词：输电线路无间隔棒线路轨迹舞动轻量化

输电线路防覆冰光热超疏水涂层的制备及性能研究

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化工新型材料 2025年

作者：王超刘云飞朱立明李瑞勇刘宝山安徽送变电工程有限公司中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

通过使用石墨烯（G）和炭黑（CB）共同构建输电线表面的微/纳米粗糙结构，同时引入非氟的正辛基三乙氧基硅烷（OTES）作为低表面能物质以赋予碳颗粒表面疏水基团，采用喷刷结合的方法在输电线表面制备得到G/CB@OTES超疏水防覆冰涂层。... 详细信息

通过使用石墨烯（G）和炭黑（CB）共同构建输电线表面的微/纳米粗糙结构，同时引入非氟的正辛基三乙氧基硅烷（OTES）作为低表面能物质以赋予碳颗粒表面疏水基团，采用喷刷结合的方法在输电线表面制备得到G/CB@OTES超疏水防覆冰涂层。通过研究不同浓度的G/CB对输电线涂层的微观形貌以及润湿性的影响，确定了最佳掺入浓度。利用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对输电线涂层的形貌和化学键合进行了表征，并开展了接触角测试、光热性能测试、防冰测试、除冰测试和机械耐久性测试等实验，综合评估了光热超疏水涂层的防冰和除冰性能。结果表明：输电线光热超疏水涂层的接触角高达158.3°±3.6°，滑动角低至4.6°±1.5°，可将结冰时间延长至61min。此外，在模拟阳光照射下，输电线涂层表面温度在10min内迅速升高至98.5℃，并能在151s内使冻结液滴融化。上述结果证实了光热超疏水涂层在输电线表面的应用可以实现高效的防冰/除冰，为其在输电工程防覆冰领域的应用提供了重要的参考依据。

关键词：超疏水输电线路碳基材料光热转换防冰除冰

海洋工业大气环境下输电线路塔材腐蚀行为及力学性能研究

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表面技术 2025年第2期54卷 87-95页

作者：李航李新梅杨现臣张泽疆杨定力新疆大学材料科学与工程学院乌鲁木齐830049 新疆大学智能制造现代产业学院(机械工程学院) 乌鲁木齐830049

目的研究Q345钢和SQ420NH钢在模拟海洋工业大气环境下的腐蚀动力学规律、锈层演化规律和力学性能退化规律,着重对比探讨两种低合金钢在腐蚀规律方面表现出的差异性。方法采用干/湿交替循环盐雾腐蚀试验模拟海洋工业大气环境,通过扫描电... 详细信息

目的研究Q345钢和SQ420NH钢在模拟海洋工业大气环境下的腐蚀动力学规律、锈层演化规律和力学性能退化规律,着重对比探讨两种低合金钢在腐蚀规律方面表现出的差异性。方法采用干/湿交替循环盐雾腐蚀试验模拟海洋工业大气环境,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学测试和电子万能试验机等手段,分析总结低合金钢加速腐蚀行为规律和腐蚀机理。结果两种低合金钢腐蚀动力学均符合幂函数规律,腐蚀后期SQ420NH钢腐蚀深度显著低于Q345钢。Q345钢表面锈层疏松多孔,腐蚀中期有裂纹、孔洞产生,而SQ420NH钢中后期表面锈层则整体较为致密均匀。两种低合金钢腐蚀产物都以α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、Fe_(3)O_(4)/γ-Fe_(2)O_(3)为主,各腐蚀产物相对含量随腐蚀周期变化而有所差异。随着腐蚀周期的延长,Q345钢和SQ420NH钢表面锈层不断增厚,引起低合金钢塔材强度和塑性下降,低合金钢强度退化大小与锈层累积厚度呈负相关关系。腐蚀加快裂纹扩展,使腐蚀位置出现随机性。结论干/湿交替循环盐雾腐蚀试验加速效果明显,通过腐蚀动力学、表面锈层形貌及成分、力学性能等分析,能够对低合金钢腐蚀规律和腐蚀机理进行比较全面的表征,从而为海洋工业大气环境下输电杆塔防腐蚀设计和维护提供一定的参考。

关键词：海洋工业大气输电线路低合金钢腐蚀行为锈层演化力学性能

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基于LiDAR+GIS的输电线路建模及巡检应用

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测绘通报 2025年第1期 1-5,21页

作者：吴小东王冲闻平麻卫峰郑江云南大学国际河流与生态安全研究院云南昆明650500 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明650000 云南师范大学地理学部云南昆明650500 云南省地理空间信息工程技术研究中心云南昆明650500 云南省实景三维工程中心云南昆明650500

输电线路作为电力资源长距离输送的主要载体,对其运行状态精细化巡检是电网运行管理及风险评估的重要手段,但当前输电线路巡检存在自动化程度低、效率低等技术难点。本文联合无人机载LiDAR高精度的空间位置信息和GIS强大的三维空间分析... 详细信息

输电线路作为电力资源长距离输送的主要载体,对其运行状态精细化巡检是电网运行管理及风险评估的重要手段,但当前输电线路巡检存在自动化程度低、效率低等技术难点。本文联合无人机载LiDAR高精度的空间位置信息和GIS强大的三维空间分析功能,通过对点云数据精细分割、单个地理实体结构化建模等点云数据处理与GIS系统开发等内容的研究,构建了基于机载激光点云的输电线路本体要素精细化三维模型,研发了基于GIS系统的输电线路安全隐患点智能化检测系统,形成了LiDAR+GIS输电线路安全巡检技术应用。工程应用及效果评价结果表明,LiDAR+GIS技术可实现输电线路安全隐患点快速检测,具有巡检精细、效率高等优势。本文可为电网数字化建设及升级改造、减灾防灾等应用提供更真实的空间数据基础和技术方案。

关键词：机载LiDAR GIS 输电线路风险监测工程应用

基于微振动宽带相位运动放大与深度学习的输电线路索张力测量方法

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振动与冲击 2025年第1期44卷 163-176页

作者：姜岚叶卿辰唐波程若恒陶文心黄荥三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 湖北省输电线路工程技术研究中心湖北宜昌443002 国网河南省电力公司平顶山供电公司河南平顶山467000

索类构件在输电线路中广泛分布,其张力值及变化情况是影响输电线路本质安全的关键因素,因此也是输电线路工程施工及运维期间状态监测的重点。传统的索张力测量方法存在精度低、环境要求高、难以带电监测等问题,在输电线路中不具备普适... 详细信息

索类构件在输电线路中广泛分布,其张力值及变化情况是影响输电线路本质安全的关键因素,因此也是输电线路工程施工及运维期间状态监测的重点。传统的索张力测量方法存在精度低、环境要求高、难以带电监测等问题,在输电线路中不具备普适性。提出宽带相位运动放大(broadband phase-based motion magnification,BPMM)与深度学习语义分割结合的图像张力测量方法,通过增强图像振动幅度,实现环境激励下输电线路索类构件微振动图像的放大。为去除BPMM算法对于振动视频处理后出现的噪音伪影问题同时提升识别精度,提出基于深度学习U-Net网络与水平集损失熵的联合分割方法来提取索类构件形心,实现了微振动像素变化量的准确拾取,进而通过频域分析得到自振频率并计算索张力。试验及工程应用表明:基于微振动放大的输电线路索类构件张力测量方法能有效识别环境激励下索微小振动变化,测得的索张力值与传感器测量值相比,误差在6%以内,实现了输电线路索类构件张力的高精度、非接触测量,解决了输电线路张力带电测量困难的问题。

关键词：输电线路微振动张力测量深度学习图像识别振动频率

雷暴云背景下超高压输电线路近区电场分析模型研究

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高压电器 2025年第3期61卷 184-191页

作者：毛近贤王伟芳张毅龙肖慈恩刘亚坤上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

输电线路运行常遇到雷暴云活动影响电场环境,雷暴云几何直径可达数十公里且具有可移动特征,已有研究仍缺乏雷暴云背景下输电线路—近区房屋结构的电场分析方法,同时现有实验研究缺少雷暴云—输电线路—近区房屋整体模型的缩放比例选择... 详细信息

输电线路运行常遇到雷暴云活动影响电场环境,雷暴云几何直径可达数十公里且具有可移动特征,已有研究仍缺乏雷暴云背景下输电线路—近区房屋结构的电场分析方法,同时现有实验研究缺少雷暴云—输电线路—近区房屋整体模型的缩放比例选择依据。为此,以雷暴云存在时超高压输电线路及近区房屋整体为对象,基于雷暴云的3层电荷结构,提出雷暴云—输电线路—近区房屋的分析模型,分析雷暴云活动下输电线路及其近区房屋观测点处的电场特征,讨论雷暴云—输电线路—近区房屋整体结构的实验模型缩放比例的影响。研究得到,雷暴云活动使得超高压输电线路近区房屋的电场峰值增大47%,电场的直流分量提高40%,工频分量提高200%,5种比例下1∶40实验模型缩比得到的电场偏差最小。

关键词：输电线路电场雷暴云建模缩放比例

基于多模态融合的输电线路鸟巢精细化检测方法

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高电压技术 2025年

作者：江灏贺浩刘欣宇黄世聪陈静缪希仁福州大学电气工程与自动化学院

输电线路杆塔上的鸟巢检测与评估，对预防输电线路故障，保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。输电线路鸟巢的稳定性与其结构和形状特征密切相关，结构不对称或形状异常的鸟巢更容易发生巢材脱落，从而引发输电线路故障。目前，鸟巢... 详细信息

输电线路杆塔上的鸟巢检测与评估，对预防输电线路故障，保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。输电线路鸟巢的稳定性与其结构和形状特征密切相关，结构不对称或形状异常的鸟巢更容易发生巢材脱落，从而引发输电线路故障。目前，鸟巢故障风险评估主要基于通用目标检测和定位方法，尚未考虑鸟巢结构差异和形状特征的影响，导致评估结果不准。为此，提出一种基于多模态融合的输电线路鸟巢精细化检测方法，具体包括图像特征提取、语义信息提取和多模态融合三个模块。图像特征提取模块采用K-Net图像分割框架，精确分割鸟巢轮廓并裁剪图像，减少无关信息干扰，提取图像模态特征。语义信息提取模块着重提取与鸟巢下垂状态密切相关的形状和结构语义信息，并建立语义信息关联模型进行动态修正，以生成有效的文本模态特征。多模态融合模块采用低秩多模态融合策略LMF，利用文本模态对鸟巢结构和形状的语义理解弥补图像模态无法捕捉的细节特征，以生成更具表征能力的融合特征，实现鸟巢精细化检测。实验证明，该方法在目标检测与定位基础上，进一步分辨了鸟巢的下垂状态，检测精度达92.59%，为鸟巢故障风险评估和预防工作提供了可靠依据。

关键词：输电线路图像分割语义信息多模态融合鸟巢精细化检测

整体还原论视角下的输电线路复合灾害故障率评估——(二)算法及应用

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电力系统自动化 2025年第4期49卷 32-41页

作者：常康薛禹胜郁琛薛峰哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 国网电力科学研究院有限公司(南瑞集团有限公司) 江苏省南京市211106

针对灾种孤立分析难以适应电网复杂外部环境时变性与耦合性的问题,系列论文的首篇建立了基于整体还原论(WRT)的灾害综合分析框架。作为续篇,文中提出了一种基于灾害综合分析的输电线路故障率在线评估算法。首先,根据气象灾害态势时间序... 详细信息

针对灾种孤立分析难以适应电网复杂外部环境时变性与耦合性的问题,系列论文的首篇建立了基于整体还原论(WRT)的灾害综合分析框架。作为续篇,文中提出了一种基于灾害综合分析的输电线路故障率在线评估算法。首先,根据气象灾害态势时间序列的粗粒化特征,对复合灾害状态和趋势进行分类编码。其次,通过划分复合灾害区、复合地理特征区、复合灾害与地理特征重叠区,提出线路段粒度自适应划分方法。然后,根据“离线按分类特征优化、在线按实际灾情执行”的机制,评估每类复合灾害态势下每个线路段的故障率,再将复合灾害的致灾过程看作一个整体,聚合线路段故障率得到每条线路的故障率时间序列。最后,以中国某省实际电网运行数据为例,验证了所提方法的有效性。

关键词：复合灾害故障率整体还原论输电线路在线评估自适应决策优化

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