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绝缘子串风偏角风荷载调整系数的研究

工程力学 2010年第1期27卷 221-227页

作者：严波林雪松罗伟刘仲全陈志达重庆大学工程力学系重庆400030 中国电力工程顾问集团公司西南电力设计院成都610021

利用ABAQUS有限元软件对具有不同档距、高差和离地面高度的特征段线路在不同平均风速的随机风场作用下的风偏响应进行时程分析,得到了特征段线路中悬垂绝缘子串下端点的风偏响应时程曲线,进一步得到风偏角的统计值。通过对现行设计规程... 详细信息

利用ABAQUS有限元软件对具有不同档距、高差和离地面高度的特征段线路在不同平均风速的随机风场作用下的风偏响应进行时程分析,得到了特征段线路中悬垂绝缘子串下端点的风偏响应时程曲线,进一步得到风偏角的统计值。通过对现行设计规程中风偏角计算公式的分析,提出通过引入风荷载调整系数对风偏角计算公式进行修正的方法。结合数值模拟结果,给出了输电线路在不同档距、高差和离地面高度情况下,计算悬垂绝缘子串风偏角时的风荷载调整系数的取值。该文采用数值模拟方法研究500kV超高压输电线路在随机风荷载作用下的风偏问题。

关键词：悬垂绝缘子串风偏角随机风场风荷载调整系数数值模拟

基于BP神经网络的悬垂绝缘子串风偏角预测模型

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重庆大学学报 2021年第8期44卷 114-124页

作者：眭嘉里严波林翔伍川吕中宾张博重庆大学航空航天学院重庆400044 河南省电力公司电力科学研究院郑州450052

利用有限元方法模拟不同导线型号、导线初始应力、档距、高差等结构参数的输电线路在随机风作用下的动力响应,得到悬垂绝缘子串的风偏角。进而基于有限元模拟结果和BP神经网络构建风偏角的预测模型,将导线型号、档距、高差、导线初始应... 详细信息

利用有限元方法模拟不同导线型号、导线初始应力、档距、高差等结构参数的输电线路在随机风作用下的动力响应,得到悬垂绝缘子串的风偏角。进而基于有限元模拟结果和BP神经网络构建风偏角的预测模型,将导线型号、档距、高差、导线初始应力、基本风速、保证系数作为模型的输入,悬垂绝缘子串的风偏角作为输出,通过机器学习,并采用评价指标评估其准确性,对模型进行优化。该模型可以方便快捷地预测悬垂绝缘子串的风偏角,为线路塔头绝缘设计提供依据。

关键词：输电线路风偏角随机风 BP神经网络预测模型

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基于气象因素的风偏角仿真计算与模型研究

高压电器 2018年第10期54卷 164-169,178页

作者：尹晖周晓庆吴多武汉大学测绘学院武汉430079 武汉市测绘研究院武汉430022

传统风偏角的计算模型没有考虑气象因素对空气密度的影响,文中分析了气象因素对风偏角的影响,提出了基于气象的风偏角计算模型,提出了2种分析风偏角与气象要素关系的数学模型。最后通过气象实例数据,对风偏角进行了仿真计算,并用数学模... 详细信息

传统风偏角的计算模型没有考虑气象因素对空气密度的影响,文中分析了气象因素对风偏角的影响,提出了基于气象的风偏角计算模型,提出了2种分析风偏角与气象要素关系的数学模型。最后通过气象实例数据,对风偏角进行了仿真计算,并用数学模型对风偏角及其影响因素数据进行了建模分析,同时对风偏角进行了预测。结果表明,风速、风向、相对湿度、气压、气温是影响风偏角的主要气象因素,提出的数学模型能较好地分析了风偏角与其影响因素之间的关系,并且具有较高的风偏角预测精度。

关键词：风偏角气象因素空气密度仿真计算数学模型

基于CFD模拟的大跨度桥梁静风稳定性风偏角影响分析

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公路交通科技 2013年第10期30卷 74-79页

作者：张征文长安大学公路学院陕西西安710064 浙江交通职业技术学院浙江杭州311112

既有研究表明,大跨度桥梁的最不利荷载工况不总是出现在法向风下,而是出现在小偏角斜风下。通过平均风分解法和斜风下节段模型试验,可以考虑风偏角对桥梁静风稳定性的影响。但前者无法计入斜风下主梁断面气动外形改变带来的影响,后者试... 详细信息

既有研究表明,大跨度桥梁的最不利荷载工况不总是出现在法向风下,而是出现在小偏角斜风下。通过平均风分解法和斜风下节段模型试验,可以考虑风偏角对桥梁静风稳定性的影响。但前者无法计入斜风下主梁断面气动外形改变带来的影响,后者试验装置复杂且必须依托风洞实验室开展风洞试验。基于CFD模拟,可以取得不同风偏角下的苏通大桥主梁断面三分力系数,经坐标系变换换算为法向风下的五分力系数,并在此基础上对不同风偏角下的苏通大桥静风失稳临界风速进行了计算。计算结果显示:0°初始风攻角下主梁气动外形较好,随风偏角增大静风失稳临界风速不断增大;3°初始风攻角下主梁气动外形较差,最低静风失稳临界风速出现在5。风偏角下。这与既有的研究结论相符合,同时也验证了本文方法的正确性。

关键词：桥梁工程大跨度桥梁 CFD 三分力系数风偏角静风稳定性

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导线悬垂绝缘子串风偏角的解析计算

电力建设 1991年第3期12卷 36-37页

作者：李瑞祥张志远西北电业职工大学河北省送变电工程公司

导线悬垂绝缘子串的风偏角(摇摆角)是在运行电压(最大风速)、内过电压、外过电压、带电作业的四种情况下来确定横担长度的,或已知横担长度及其附近塔身的情况,在杆塔定位时制作摇摆角临界曲线来校验摇摆角是否超过允许值。以往设计多采... 详细信息

导线悬垂绝缘子串的风偏角(摇摆角)是在运行电压(最大风速)、内过电压、外过电压、带电作业的四种情况下来确定横担长度的,或已知横担长度及其附近塔身的情况,在杆塔定位时制作摇摆角临界曲线来校验摇摆角是否超过允许值。以往设计多采用间隙圆图解法,它常用于可近似地视为平面结构的直线杆塔,如不带拉线的钢筋混凝土电杆,以及纵向宽度较小的铁塔都可适用。但间隙圆图解法工作量较大、精确度较低,并不易于用计算机求解。因此,作者提出用图解法计算的方法来求上述四种工况下的允许摇摆角。

关键词：导线绝缘子串风偏角计算

基于边缘特征匹配的绝缘子串风偏角在线监测系统

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基于边缘特征匹配的绝缘子串风偏角在线监测系统

作者：逯海军太原理工大学

学位级别：硕士

风偏跳闸越来越严重的威胁到电网的安全,风偏跳闸会造成大面积的停电事故,且常常伴随恶劣的天气(如暴雨、雷电、大风等),很难判断故障的发生地点,这给高压输电线路的维修工作带来很大麻烦。因此,对输电线路风偏的监测显得尤为重要。本... 详细信息

风偏跳闸越来越严重的威胁到电网的安全,风偏跳闸会造成大面积的停电事故,且常常伴随恶劣的天气(如暴雨、雷电、大风等),很难判断故障的发生地点,这给高压输电线路的维修工作带来很大麻烦。因此,对输电线路风偏的监测显得尤为重要。本系统以风偏跳闸为背景,实时监测绝缘子串风偏角为目的,提出了一种基于图像边缘特征匹配的绝缘子串边缘特征匹配算法,及时检测绝缘子串的风偏角。首先,对从输电线路杆塔采集回来的彩色图像进行中值自适应滤波处理,滤除噪声;再对图像进行灰度化处理,将彩色图像转化为灰度图像,降低处理的复杂度;接下来对连续的三帧图像进行帧间差分并二值化处理提取绝缘子串的边缘特征;再通过图像边缘特征匹配算法根据保存在数据库中的绝缘子串边缘特征模板匹配绝缘子串局部特征,确定绝缘子串的两端端点的坐标,进而计算出绝缘子串的风偏角大小。同时,监测系统采集架空输电线路周围的微环境信息,通过3G网络或者短信的方式输送到监控终端,当监测系统不能及时传回图像信息时,也可通过风偏角计算公式计算出风偏角。本文提出的方法原理简单、直观易行、检测可靠,从特征匹配上测量绝缘子串风偏角做了有益的尝试,为输电线路的安全稳定运行提供了一种新的检测方法。本文的内容结构如下：(1)介绍了风偏的危害及其发生的原因,阐述了目前国内外对风偏的研究情况及检测风偏角的主要方法。并介绍了本系统的总体设计方案。(2)完成了基于图像边缘特征匹配的绝缘子串边缘特征匹配算法,给出了该算法的理论依据及其实现步骤,并介绍了风偏角计算公式。(3)完成了系统的整体硬件设计,介绍了硬件电路的整体框架,并对各个模块的参数和电路设计进行了详细说明。(4)介绍了软件的开发环境、软件使用的语言,完成了各模块软件的设计,并且对每个模块都用流程图详细说明了程序的步骤。分别对各关键模块子程序的设计过程进行了论述,并对其中的实现方法进行了理论分析。(5)介绍了监控终端所用软件,验证了算法的可行性。并提出了不足之处以及一些改进意见。

关键词：风偏角边缘特征匹配帧间差分复合绝缘子串输电线路

基于不变性广义霍夫变换的绝缘子串风偏角检测

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水电能源科学 2013年第10期31卷 185-188页

作者：逯海军刘超薛保平王进闫伟太原理工大学物理与光电工程学院山西太原030024

以风偏跳闸为背景,实时监测绝缘子串风偏角为目的,提出了一种基于不变性广义霍夫变换(IGHT)的绝缘子串边缘特征匹配算法,实时检测绝缘子串的风偏角。对从输电线路杆塔采集到的彩色图像进行中值自适应滤波处理,滤除噪声;对图像进行灰度... 详细信息

以风偏跳闸为背景,实时监测绝缘子串风偏角为目的,提出了一种基于不变性广义霍夫变换(IGHT)的绝缘子串边缘特征匹配算法,实时检测绝缘子串的风偏角。对从输电线路杆塔采集到的彩色图像进行中值自适应滤波处理,滤除噪声;对图像进行灰度化处理后,对连续的三帧图像进行帧间差分并二值化处理提取绝缘子串的边缘特征;再通过不变性广义霍夫变换,根据保存在数据库中的绝缘子串边缘特征模板匹配绝缘子串局部特征,确定绝缘子串两端端点的坐标,进而计算出绝缘子串的风偏角。结果表明,该算法能有效计算风偏角,且具有平移、尺度、旋转不变性,同时也具有较好的匹配精度和很好的稳定性。

关键词：风偏角 IGHT 帧间差分复合绝缘子串输电线路

基于数值模拟和BP神经网络的悬垂绝缘子串风偏角预测模型

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基于数值模拟和BP神经网络的悬垂绝缘子串风偏角预测模型

作者：眭嘉里重庆大学

学位级别：硕士

在风载荷作用下输电线路悬垂绝缘子串易产生偏摆,称为风偏。风偏角太大会使导线与杆塔之间的绝缘间隙减小,若该间隙小于电气绝缘间隙的容许值,会导致闪络、线路跳闸甚至杆塔和导线烧毁等事故,对电网系统运行造成严重危害。研究风荷载作... 详细信息

在风载荷作用下输电线路悬垂绝缘子串易产生偏摆,称为风偏。风偏角太大会使导线与杆塔之间的绝缘间隙减小,若该间隙小于电气绝缘间隙的容许值,会导致闪络、线路跳闸甚至杆塔和导线烧毁等事故,对电网系统运行造成严重危害。研究风荷载作用下快速预测悬垂绝缘子串风偏角的方法,对杆塔塔头电气绝缘设计具有十分重要的意义。本论文首先建立典型输电线路有限元模型,模拟计算在稳定风荷载作用下不同结构参数线路悬垂绝缘子串的风偏角,分析输电线路档数、分裂数、导线型号、档距、高差、风速等对悬垂绝缘子串风偏角的影响规律,并与现有输电线路悬垂绝缘子串风偏角计算方法进行比较,分析现有计算方法的不足。利用Kaimal风速谱和Davenport空间相关函数,数值模拟作用于输电线路的随机风场。进而利用有限元法模拟随机风场下不同结构参数线路的风偏响应,获得悬垂绝缘子串下端点的风偏响应时程曲线,通过统计方法获取在一定保证率下的风偏角统计值,并针对导线型号、档距、高差、风速等参数进行参数分析。基于输电线路在随机风场下的有限元数值模拟仿真结果和BP神经网络算法,建立以导线型号、分裂数、导线初始应力、档距、高差、平均风速和保证率为输入的悬垂绝缘子串风偏角的预测模型。利用该模型对典型参数条件下悬垂绝缘子串风偏角进行预测,并将结果与数值模拟以及现有计算方法的结果进行比较,表明该模型比现有计算方法具有更高的精度和效率,且具有较强的泛化能力。利用该预测模型,输入线路结构参数和风速即可快速得到风偏角的大小,为线路杆塔塔头的电气绝缘间隙提供设计依据。

关键词：悬垂绝缘子串风偏角数值模拟 BP神经网络预测模型

风偏角与杆塔结构对500 kV同杆双回线路绕击耐雷性能的影响

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东北电力大学学报 2008年第1期28卷 76-80页

作者：李长旭常树生孙福东谭春力东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 齐齐哈尔电业局黑龙江齐齐哈尔161005

分析500 kV双回输电线路的绕击耐雷性能,对EGM进行了改进。在计算过程中为考虑风的影响,引入风偏角;同时引入了雷击避雷线与雷击地面击穿强度比值随杆塔高度h变化的系数β。用暴露弧法计算每根导线绕击跳闸率,以暴露弧为0时对应的雷电... 详细信息

分析500 kV双回输电线路的绕击耐雷性能,对EGM进行了改进。在计算过程中为考虑风的影响,引入风偏角;同时引入了雷击避雷线与雷击地面击穿强度比值随杆塔高度h变化的系数β。用暴露弧法计算每根导线绕击跳闸率,以暴露弧为0时对应的雷电流作为雷电的最大绕击电流,并分析了风偏角、杆塔结构等因素对500 kV双回输电线路各导线绕击跳闸率的影响。结果表明,风偏角增大,绕击跳闸率增大;总绕击跳闸率随避雷线横担增长而减小;各导线绕击跳闸率与杆塔结构间的关系复杂,需具体计算分析。理论分析和计算验证了该方法的实用性和有效性,具有一定的工程指导意义。

关键词：同杆双回风偏角电气几何模型击距杆塔结构