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高压输电线路宽频散射响应高效求解方法

智慧电力 2023年第2期51卷 111-117页

作者：王磊磊张壮壮吴豫吕中宾王东晖李媛陆德坚国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052 国网河南省电力公司河南郑州450052 北京森馥科技股份有限公司北京102218

针对传统均匀采样模型参数估计(MBPE)技术求解高压输电线路宽频散射特性存在的精度低、可靠性差等问题,引入一种自适应能力强的新MBPE技术,与构建的自适应频率采样算法结合,提出了一种准确快速求解高压输电线路宽频散射特性的新方法。以... 详细信息

针对传统均匀采样模型参数估计(MBPE)技术求解高压输电线路宽频散射特性存在的精度低、可靠性差等问题,引入一种自适应能力强的新MBPE技术,与构建的自适应频率采样算法结合,提出了一种准确快速求解高压输电线路宽频散射特性的新方法。以IEEE中波广播研究频段和调幅广播收音台工作频段为例,分别建立高压输电线路散射场的直线与线-面混合模型,将矩量法、MBPE技术和自适应频率采样算法结合,确定自适应采样点散射场信息和Stoer-Bulirsch有理插值函数,实现高压输电线路散射场宽频响应预测。计算结果表明所提出的自适应MBPE技术具有较高精度与可靠性。

关键词：高压输电线路电磁散射模型参数估计

高压输电线路复合绝缘子硅橡胶内部缺陷超声检测

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绝缘材料 2024年第1期57卷 68-73页

作者：梁进祥徐偲达张虎中国电力科学研究院有限公司北京100192

本研究提出使用超声波技术检测高压输电线路复合绝缘子硅橡胶内部缺陷的方法,以不同内部缺陷的复合绝缘子硅橡胶试样为研究对象,选择透声层厚度为1/4波长的相控阵超声探头,通过直接接触法对试样进行多角度扫描、无损检测,通过ANSYS软件... 详细信息

本研究提出使用超声波技术检测高压输电线路复合绝缘子硅橡胶内部缺陷的方法,以不同内部缺陷的复合绝缘子硅橡胶试样为研究对象,选择透声层厚度为1/4波长的相控阵超声探头,通过直接接触法对试样进行多角度扫描、无损检测,通过ANSYS软件构建试样的二维截面有限元模型,分析缺陷情况。然后通过降低盲区和旁瓣影响、提升分辨率,提高复合绝缘子硅橡胶内部缺陷检测的准确性。结果表明:存在缺陷硅橡胶试样的超声波形与正常硅橡胶试样的超声波形差异较大,通过超声波技术可以有效检测复合绝缘子硅橡胶内部破损或结构贯穿缺陷,并准确定位缺陷的具体位置;复合绝缘子上的金属配件会影响超声检测的准确性。

关键词：高压输电线路复合绝缘子硅橡胶内部缺陷超声检测

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高压输电线路某型巡线机器人控制策略研究

高压输电线路某型巡线机器人控制策略研究

作者：马林平华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

高压输电线路是远距离电能传输的主要设施,一旦失效就会造成大面积停电等重大电力事故,而因长期暴露在野外受到各种损伤,需要定期对其进行巡检。人工巡检、直升机巡检和无人机巡检等巡检方法存在各自弊端,巡线机器人已经成为高压输电线... 详细信息

高压输电线路是远距离电能传输的主要设施,一旦失效就会造成大面积停电等重大电力事故,而因长期暴露在野外受到各种损伤,需要定期对其进行巡检。人工巡检、直升机巡检和无人机巡检等巡检方法存在各自弊端,巡线机器人已经成为高压输电线路巡检的重要发展方向。故研究规划和控制巡线机器人在导线上正常运行和跨越线上金具等障碍具有重要工程应用价值和一定学术价值。论文主要研究工作:（1）分析并简化了课题组设计的某型巡线机器人结构模型,研究了输电导线悬链线、线上金具和和输电杆塔结构特点,并针对不同的金具和输电杆塔对机器人的行走动作进行初步规划。（2）根据规划动作和控制需求,分析运动所需采集信息,选择相应传感器类型、型号及控制软件平台,并对控制系统的硬件进行软件驱动设计。（3）通过坐标变换和DH结合的方法对巡线机器人进行运动学建模,结合动作规划基本实现了对巡线机器人正常行走和跨越金具等工况的控制策略,并对其中的一些典型姿态进行了力学分析。

关键词：高压输电线路巡线机器人运动学力学分析运动策略

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高压输电线路周边隔离式正交磁能收集系统

高压输电线路周边隔离式正交磁能收集系统

作者：李云俊中国矿业大学

学位级别：硕士

为监测输电线路周围环境状况,在故障发生时能准确定位,需要安装微功耗无线监测设备对输电线路进行监控,并实时传输线路周围的环境数据。但无线监测设备的供电受其安装位置及电池能量的约束。磁能收集(Magnetic Energy Harvesting,MEH)... 详细信息

为监测输电线路周围环境状况,在故障发生时能准确定位,需要安装微功耗无线监测设备对输电线路进行监控,并实时传输线路周围的环境数据。但无线监测设备的供电受其安装位置及电池能量的约束。磁能收集(Magnetic Energy Harvesting,MEH)技术是一种将环境中磁能转换为电能的技术,该技术通过将交流输电线路周围丰富的磁能进行收集,可以为无线监测设备提供稳定的电能。现有关于输电线路周边磁能收集的研究热点大多集中于采用不同磁芯材料结构以提高磁能收集器的能量密度,降低内部损耗等方面,但由于收集器位置距输电线路较远,仍然存在输出能量低等问题。因此,针对收集器输出低以及监测设备多采用直流供电等问题,本文提出一种隔离式正交磁场能收集(Isolated Orthogonal Magnetic Energy Harvesting,IOMEH)系统,以提高系统输出能力,达到为微功耗无线监测设备提供电能的目的。首先,介绍了无线监测设备在监测高压输电线周边工况的优点,引出能量收集技术在高压输电线为无线监测设备供电的技术背景,对于现有高压输电线周围所利用的不同种类的能量收集进行总结,从而突出隔离式磁能收集的优越性。而后引出本文的研究目的和研究意义,给出了全文的组织架构及研究内容。接着,介绍了隔离式圆柱形磁能收集器工作原理,并对其进行等效电路建模,并分析不同线径对于磁能收集线圈的收集功率影响。同时对隔离式磁芯有效磁导率进行分析,建立磁芯等效数学模型,计算得出有效磁导率与磁芯形状之间的关系,并明确磁芯的有效磁导率对收集器输出的重要性。再接着,分析了高压输电线二维与三维计算模型输电线下的磁场分布情况。其中三维模型考虑到远距离输电线路的弧垂影响,对输电塔处的磁场环境分析更为精确,并运用复数的分析方法计算了输电线下磁感应强度。以一个500k V输电线路杆塔处的磁场分布实例,验证了距地面20米处的一个磁场分布情况。然后,通过对比现有的隔离式磁能收集器的收集能力,设计了拥有较大有效磁导率的“H”型磁能收集器,提出一套IOMEH系统。通过Fourier方法分析推导了倍压电路功率表达式,得出了IOMEH系统直接带阻性负载电路的输出功率表达式及最优负载点,并设计了带有电能管理电路IOMEH系统的电路。最后,搭建了高压输电线路周边磁场模拟平台以及IOMEH系统。以亥姆霍兹线圈模拟输电线路周边磁场,对IOMEH系统直接带阻性负载电路,进行输出端空载电压及带载功率测试;对带有电能管理电路的IOMEH系统进行输出端电压测试及带发光二极管测试。通过测试验证了本文设计的IOMEH系统的可行性。该论文有图57幅,表7个,参考文献82篇。

关键词：高压输电线路磁场分析磁能收集倍压电路双输入单输出

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高压输电线路带电检修机器人作业臂运动优化

工程科学学报 2016年第11期38卷 1643-1651页

作者：江维吴功平樊飞张颉武汉大学动力与机械学院.武汉430072

针对完全依靠人工带电拧紧高压输电线路引流板螺栓作业效率低、劳动强度大、高空和高电压危险的问题,研制了一种双臂和双机械手的引流板螺栓拧紧带电检修机器人.通过各关节的轨迹规划双作业臂及其末端由初始位姿运动到螺栓螺母对准状态... 详细信息

针对完全依靠人工带电拧紧高压输电线路引流板螺栓作业效率低、劳动强度大、高空和高电压危险的问题,研制了一种双臂和双机械手的引流板螺栓拧紧带电检修机器人.通过各关节的轨迹规划双作业臂及其末端由初始位姿运动到螺栓螺母对准状态是机器人顺利完成检修作业的关键.针对现有多项式插值关节轨迹规划依赖于轨迹端点时刻,导致该方法实用性差及关节轨迹运动过程中忽略驱动机构对关节状态制约的问题,提出基于Min-Max时间标准化的改进多项式插值关节轨迹规划方法.基于该方法,以关节运动时间为优化对象,提出满足关节轨迹运动全程约束条件的关节运动时间区间范围的求取方法.通过仿真实验验证了改进算法关节轨迹仅与轨迹端点状态及运动时间有关,而与端点时刻无关,进一步淡化轨迹端点时刻对关节轨迹的影响,提高算法的实用性.通过选取最优关节轨迹运动时间,满足了关节状态全程状态约束要求,从而避免超调的发生,优化了各关节运动轨迹,提高了关节运动的效率.最后通过现场试验进一步验证改进算法的工程实用性.

关键词：高压输电线路机器人作业臂控制运动规划优化

Calculation Model for the Propagation of Audible Noise from High Voltage Transmission Lines

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高电压技术 2013年第8期39卷 2045-2052页

作者： LI Xuebao CUI Xiang LU Tiebing HE Jiamei State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources North China Electric Power University Beijing 102206 China

Audible noise from high voltage transmission lines’ corona discharge has become one of the decisive factors affecting design of high voltage transmission lines, thus it is very important to study the spatial propagation characteristics of audible noise for its accurate pre- diction. A calculation model for the propagation of audible noise is presented in this paper, which is based on the basic equation of the sound wave and can involve the influences of the atmosphere absorption and ground effects. The effects of different ground impedances and the atmospheric attenuation on the distribution of sound pressure level are discussed in this paper. The results show that the atmospheric absorp- tion may increase the attenuation of the audible noise, and the ground surface affects both the amplitude and phase of the sound. The spatial distribution fluctuates considering the ground effects. The atmospheric attenuation and the ground effect are closely related to the frequency of the noise. In the frequency range of the audible noise, the influence of atmospheric attenuation on the spatial propagation characteristics is more obvious in high frequency while ground has significant influences in low frequency.

关键词：高压输电线路噪声传播计算模型大气衰减地面效应输电线路设计空间分布传播特性

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高压输电线路对无线电测向精度影响实测分析

电子学报 2014年第6期42卷 1244-1248页

作者：沈建峰国家无线电监测中心北京100037

本文结合国内某无线电测向站附近高压输电线路建设,对其附近的无线电测向系统的测向精度进行了跟踪测量,分析、比较了高压输电线路建设前后测向误差的变化,还进行了同场地条件下不同体制测向设备的测向精度比较,验证了理论分析结论.

关键词：无线电测向电磁兼容测向误差无线电干扰高压输电线路

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高压输电线路航拍图像目标边缘检测

中国电力 2018年第2期51卷 27-32页

作者：赵江曼孟建良华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

对高压输电线路不同环境下的图像特征进行分析,提出了基于LoG算子与形态学融合的方法。通过灰度图像直方图表明该方法能够较好地呈现二峰性,更好地寻找最佳阈值分割点。该方法较以往提出的改进最大类间方差(Otsu)图像分割算法能更好地... 详细信息

对高压输电线路不同环境下的图像特征进行分析,提出了基于LoG算子与形态学融合的方法。通过灰度图像直方图表明该方法能够较好地呈现二峰性,更好地寻找最佳阈值分割点。该方法较以往提出的改进最大类间方差(Otsu)图像分割算法能更好地对背景和目标物进行分离。Matlab仿真实验表明,在高压输电线路环境及受一定自然环境条件的影响下,该方法能够更好地检测图像中目标物的轮廓边缘。

关键词： LoG算子形态学边缘检测高压输电线路

高压输电线路巡检机器人机构设计及运动学分析

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高压电器 2016年第6期52卷 61-68页

作者：何缘吴功平肖华武汉大学动力与机械学院武汉430072

由于跨越式高压输电线路巡检机器人越障效率较低且存在安全隐患等问题,文中提出了一种新型的穿越越障巡检机器人的机构设计。通过综合考虑机器人越障运动特点和机器人运行的地线线路环境,该结构设计采用双臂同侧对称悬挂的轮臂复合式机... 详细信息

由于跨越式高压输电线路巡检机器人越障效率较低且存在安全隐患等问题,文中提出了一种新型的穿越越障巡检机器人的机构设计。通过综合考虑机器人越障运动特点和机器人运行的地线线路环境,该结构设计采用双臂同侧对称悬挂的轮臂复合式机械结构,主要由行走机构、机械臂、压紧机构、锁臂结构和展臂机构组成。文中详细介绍了该机器人的各机构特点,并基于D-H法建立了机器人机构的运动学模型,采用该模型对文中提出的机构设计进行了计算分析,证明了该机构设计的合理性。通过模拟线路试验和现场示范应用说明,文中提出的机构构型具有自由度少、结构简单的特点,有效降低了越障难度,提高了机器人的越障效率和安全性,实现了机器人对高压输电线路的全自主长距离巡检。

关键词：高压输电线路巡检机器人机构设计运动学分析