摘要：电缆内部温度是电缆管理的重要参数,针对高精度数值计算和实验测量均不能快速准确预测电缆内部温度的问题,提出一种基于多物理场仿真数据构建代理模型,并基于代理模型实现电缆内部温度场快速计算的方法。以110 kV单芯高压电缆为例,首先对比拉丁超立方设计和最大最小思想优化的拉丁超立方方法构造样本空间的效果,选取最优采样方案,再通过径向基神经网络构建代理模型,以环境温度和载流量为变量构建温度数据集进行测试,进一步通过粒子群算法对代理模型进行优化,最后利用网格节点数据使温度场分布可视化。对比110 kV单芯高压电缆内部温度场计算结果,表明所提的基于代理模型的电力电缆温度场快速计算方法具有较高的精度和效率。

摘要：近年来发生了多起高压开关柜火灾事故,传统开关柜灭火通过人工方式灭火,存在灭火效率低、人员风险大等问题。现有开关柜自动灭火装置研究存在引入电场畸变、启动阈值不清及灭火剂选择不当等问题。为解决上述问题,文中开展了高压开关柜故障起火自动灭火系统研究。优化设计了了灭火剂喷头结构,降低了最大场强,避免了绝缘击穿风险。进行了真型开关柜火灾模拟试验,基于试验过程中温度场分布确定了灭火装置启动阈值。探索了灭火剂类型与用量,确定了合理的高压开关柜灭火剂设置方案。建立了完整的高压开关柜自动灭火系统,试验结果表明文中所提出灭火系统快速有效。

摘要：继电保护设备中使用了大量的光收发器,用于设备内部和设备间的通信。现阶段,光收发器失效主要分为两种情况,针对其完全失效继电保护设备已有成熟的反措方案,但是其不完全失效可能会导致通信报文单帧刷屏、误报和网络堵塞等严重问题,影响继电保护设备的正常运行,对整个系统产生不利影响。本文针对光收发器不完全失效的问题,基于FPGA芯片设计了光口数据监控机制,解决了光收发器异常导致继电保护设备可靠性降低的问题;针对双监控链路,设计了切换方案,实现了A、B系统监视的无缝衔接,最后依托硬件平台验证了方案的有效性。

摘要：水电机组故障诊断依赖于振动监测信号,但信号中存在的噪声会干扰诊断模型对有效特征的提取,降低模型精度。对此,提出一种联合变分模态分解和小波阈值降噪的水电机组故障诊断方法。首先对水电机组振动监测信号进行变分模态分解,得到若干低、中、高频分量。其次,对高频分量进行小波变换并舍弃小波系数低于设置阈值的部分,中低频分量保留。最后,构建基于注意力机制的多通道深度卷积神经网络模型,将分量作为各通道的输入信号,实现水电机组的状态识别。以水电机组实测振动信号作为样本,设计多组对比试验,结果表明该方法可有效滤除水电机组振动监测信号中的噪声,提高诊断模型的识别准确率。

摘要：对于锂离子电池模组火灾,灭火剂能否抑制热失控传播非常重要。搭建了适用于多种灭火介质的测试平台,比较了不同灭火剂的冷却能力及抑制热失控传播能力。结果表明,对于三元锂离子电池,热失控后伴随的高温是热失控难以抑制的关键。当电池模组内一个电池发生热失控后,热失控将在短时间内蔓延整个模组,热失控传播非常迅速。因此,灭火剂的冷却能力至关重要。水喷淋、全氟己酮和七氟丙烷都可以快速扑灭明火。其中,降温效果从优到劣依次为水喷淋、全氟己酮和七氟丙烷。水喷淋可以有效阻止电池模组内的热失控传播,而全氟己酮和七氟丙烷仅能延缓热失控传播,全氟己酮的抑制效果优于七氟丙烷。研究结果可为电池模组的灭火设计提供试验支撑。

摘要：锂离子电池已在移动设备、电动交通工具和储能系统等领域得到广泛应用。开发能够在低温条件下稳定工作的锂离子电池,可满足科学探索与军事战略地位的高寒地区、两极地区,以及高空和近太空等区域对能量储存及释放的需求。电解液作为锂离子电池中一个重要组成部分,对低温下锂离子电池的性能表现起着决定性的作用。传统碳酸酯电解液的高熔点以及低温下的离子传输速度缓慢的特性,会导致寒冷环境下电池输出功率的下降甚至电池失效。引入低熔点组分溶剂,降低碳酸乙烯酯溶剂在电解液中的比例或者设计无碳酸乙烯酯电解液,可以有效改善电解液的液程范围和离子导电能力,从而减小电池极化,提升锂离子电池的低温性能。本文首先从电解液的角度阐述了LIBs在低温下的失效原因和析锂机制。在此基础上,探讨了近五年来关于低温电解液设计的研究成果和改性策略,包括溶剂分子、锂盐和成膜添加剂的选择等。此外,介绍了近年来提出的高熵电解液、稀释高浓电解液和弱溶剂化电解液等新型电解液设计策略。最后,总结了低温电解液设计策略的优缺点、科学挑战,并就该领域的现状提出了未来可能的发展方向。

摘要：输电线路带电作业机器人可以辅助甚至替代人工实现输电线路的带电巡视和作业,然而机器人体积庞大,在野外复杂作业环境下运输十分不便,因此针对输电线路多种检修作业任务设计了一种模块化双臂带电作业机器人。模块化设计可以实现机器人的快速拆装,解决机器人运输难题。针对典型金具检修作业任务,对机器人机械臂进行运动学建模,并基于该模型对机械臂末端进行作业空间与运动轨迹规划仿真,仿真结果验证了双臂带电作业机器人系统设计的可行性和有效性。

摘要：针对传统轮式、履带式清障机器人无法克服复杂地形的问题,提出了一种基于四足机器人的巡线便道清障机器人。对作业环境与作业任务要求进行了分析,结合分析结果设计了巡线便道四足清障机器人的虚拟样机模型。针对越障、爬坡、台阶攀登这3种复杂工况对机器人进行步态规划,利用四足机器人单腿运动学模型与动力学模型推导了运动关节的参数。仿真结果表明,此四足清障机器人在上述3种工况下可以稳定运行。

摘要：电力设备中的断路器、隔离开关等一次设备与二次控保设备距离越来越小,由于一次设备操作而引起的电磁场环境突变,降低了二次设备的可靠性。例如变电站中的隔离开关在合闸和分闸时会产生瞬态强电磁脉冲,该脉冲所携带的部分能量与暴露在二次设备外部的线缆耦合,流入设备内部并对其中的电子元器件造成电磁干扰,严重时器件失效并导致设备工作异常。为探明其电磁耦合机理,本文汇总整理了不同电压等级的变电站因开关操作所产生的瞬态电磁场,提取出电磁脉冲的特征波形,利用有界波模拟器在实验室环境下近似再现了特征波形,并对线缆在有界波模拟器中的摆放形态进行了全波仿真分析,揭示了线缆摆放角度对电磁耦合的影响,为电力芯片在复杂电磁场环境下开展可靠性检测提供了理论基础。

摘要：目前及时有效且安全的换流变局放检测手段依然较为缺乏,为此提出了一种基于宽带射频的换流变局部放电检测定位技术。其通过2.5 GHz高速采样电磁脉冲信号的原始时域波形,采用基于原始波形互相关的层次聚类算法进行信号分类。在获取原始波形的基础上,基于到达时间差方法进行设备级定位,并采用一种空间网格搜索算法进行求解。结合聚类分析、相位分布特征和定位分析,可有效区分局放信号和干扰信号,具有良好的干扰辨识能力。最后通过某±800kV换流变的出厂试验,联合脉冲电流检测、油色谱检测、超声波局放检测和该文提出的宽带射频局放检测,互相验证了局放检测结果,且换流变的拆解分析进一步确认了换流变内部发生局放的原因。研究结果表明:所设计的宽带射频局放检测系统具有非接触式获取信号,不破坏电力主设备本体及接地结构,可对局放和干扰信号进行设备级定位,安全易部署的优点。且经过第三方检测验证,在实验室中的定位精度可达到米级以内,有良好的工程应用价值。