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基于DI-PointNet的变电站主设备点云高精度语义分割方法
1
作者 裴少通 孙海超 +2 位作者 孙志周 胡晨龙 祝雨馨 《电工技术学报》 北大核心 2025年第9期2917-2930,共14页
在变电站机器人巡检任务中,三维点云数据的高精度语义分割是关键技术之一,有助于机器人理解电力设备、障碍物和其他物体的空间布局。然而,现有的点云分割算法在变电站场景中的应用效果有限,准确度较低、计算复杂度高,难以实现对变电站... 在变电站机器人巡检任务中,三维点云数据的高精度语义分割是关键技术之一,有助于机器人理解电力设备、障碍物和其他物体的空间布局。然而,现有的点云分割算法在变电站场景中的应用效果有限,准确度较低、计算复杂度高,难以实现对变电站主设备点云的准确分割。为了解决这一问题,该文提出了一种基于PointNet++的DI-PointNet算法。首先,采用双层连续变换器模块增强点云之间的信息交互,有效地聚合长距离上下文,增大网络有效感受野;其次,通过分层键采样策略生成自注意力机制所需的键值,降低算法复杂度;最后,使用倒置残差模块,通过倒置瓶颈设计和残差连接缓解梯度消失,有效地增加模型的深度,同时降低计算复杂度。此外,该文构建了变电站点云数据集,对DI-PointNet算法进行详细的消融实验,并与主流深度学习算法和电力领域典型点云分割算法进行对比。实验验证结果表明,DI-PointNet算法对变电站主设备点云分割的平均交并比达到82.5%,相比PointNet++算法提高了2.1个百分点,且总体精度提高了3.4个百分点,达到90.1%。DI-PointNet算法为智能电力设备巡检和维护提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 点云语义分割 双层连续变换器 分层键采样 倒置残差 变电站
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极端环境条件下输变电设备空气间隙绝缘特性研究现状及展望 被引量：22
2
作者 黄道春 范建斌 +5 位作者 王平 程玉洲 刘勇 阮江军 孙勇 邓永清 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1892-1906,共15页
高压输变电设备空气间隙长期耐受工作电压、短时耐受过电压,受极端地理气象条件的单一或组合影响,可能发生绝缘失效故障,导致系统跳闸/闭锁,进而引发电网停运,在构建新型电力系统背景下对电网造成的冲击和影响将更加严重。文章分析了高... 高压输变电设备空气间隙长期耐受工作电压、短时耐受过电压,受极端地理气象条件的单一或组合影响,可能发生绝缘失效故障,导致系统跳闸/闭锁,进而引发电网停运,在构建新型电力系统背景下对电网造成的冲击和影响将更加严重。文章分析了高压输变电设备运行面临的极端自然环境条件,综述了低气压(高海拔)、山火、沙尘条件下高压输变电设备空气间隙绝缘特性的研究进展,分析了存在的问题,在我国能源清洁低碳转型背景下,面向输变电工程外绝缘设计、绝缘失效风险评估及广域电网停电主动防御等方面的需求,提出了极端环境条件下高压输变电设备空气间隙绝缘特性方面尚需开展的研究工作。 展开更多
关键词 极端环境 输变电设备 外绝缘 空气间隙 绝缘特性
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数字孪生技术在输变电设备中的应用前景与关键技术 被引量：55
3
作者 刘云鹏 刘一瑾 +3 位作者 律方成 谢庆 高树国 高飞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1621-1633,共13页
数字孪生技术是实现输变电设备全生命周期数字化、智能化管理的关键技术。为加速其在输变电设备行业的落地应用,首先分析了输变电设备数字孪生的构建过程、内涵及特征;其次在能源互联网数字孪生模型的基础上,结合设备设计、制造及运维... 数字孪生技术是实现输变电设备全生命周期数字化、智能化管理的关键技术。为加速其在输变电设备行业的落地应用,首先分析了输变电设备数字孪生的构建过程、内涵及特征;其次在能源互联网数字孪生模型的基础上,结合设备设计、制造及运维等实际需求,提出了输变电设备数字孪生系统架构,并以变压器为例,给出了其数字孪生体的实现构想,为输变电设备数字孪生的实现提供了可行的思路;之后从数字孪生的构建过程出发,详细地阐述了输变电设备数字孪生实现过程中所涉及的关键技术;最后对数字孪生技术在输变电设备全生命周期各环节中的应用前景展开分析,阐述了包括标准制定、模型融合、数据挖掘等方面在内的未来重点研究内容,探究了其实现面临的来自平台、传感、共享等方面的挑战,展望了该技术给输变电设备设计制造、供需市场等行业带来的变革。 展开更多
关键词 输变电设备 数字孪生 系统架构 全生命周期 智能管理
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基于深度学习的输变电设备紫外放电光斑分割方法 被引量：9
4
作者 裴少通 杨家骏 +1 位作者 马子儒 刘云鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第33期14759-14766,共8页
随着紫外成像技术的发展,高压电力设备对于紫外成像图谱的量化分析提出了更高的要求。紫外图谱的量化分析需要用到除紫外成像仪所输出“光子数”额外的紫外光斑图像信息,所以需要将紫外放电光斑从可见光的背景中分割出来。然而,传统紫... 随着紫外成像技术的发展,高压电力设备对于紫外成像图谱的量化分析提出了更高的要求。紫外图谱的量化分析需要用到除紫外成像仪所输出“光子数”额外的紫外光斑图像信息,所以需要将紫外放电光斑从可见光的背景中分割出来。然而,传统紫外图谱光斑分割方法仍存在复杂背景及小光斑分离困难、特征选取复杂、分割精准度低等问题。基于上述问题,提出了一种基于深度学习的紫外图谱光斑分割提取的方法。首先,采用紫外成像仪拍摄电力设备放电缺陷紫外图谱;其次,分别构建FCN-32s、FCN-16s、FCN-8s 3种全卷积网络(fully convolutional networks,FCN)子模型架构,并利用随机梯度下降法进行模型训练;最后,实现输变电设备放电缺陷紫外图谱主光斑的自主分割提取。经过对FCN 3种子模型架构的训练、测试和对比分析,结果表明:FCN-16s模型为紫外光斑分割提取的最佳模型,测试准确率可达99.34%。结果表明基于深度学习的紫外图谱光斑分割方法准确高效,为紫外光斑的量化提取及电力设备放电缺陷的紫外诊断提供了参考。 展开更多
关键词 紫外成像 深度学习 图像分割 全卷积神经网络
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面向电力设备红外图像的混合噪声去除方法研究 被引量：3
5
作者 刘云鹏 王权 +4 位作者 刘一瑾 杨宁 韩帅 贾鹏飞 和家慧 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期186-192,共7页
电力设备的红外图像在采集传输过程中,易受高斯噪声与脉冲噪声的影响从而破坏图像的真实信息,为满足图像处理过程对图像质量的要求,文中提出了一种针对红外图像混合噪声的滤除方法。首先利用三方加权稀疏编码(TWSC)模型有效滤除红外图... 电力设备的红外图像在采集传输过程中,易受高斯噪声与脉冲噪声的影响从而破坏图像的真实信息,为满足图像处理过程对图像质量的要求,文中提出了一种针对红外图像混合噪声的滤除方法。首先利用三方加权稀疏编码(TWSC)模型有效滤除红外图像中的高斯噪声,然后利用图像结构纹理分解结合中值滤波算法实现剩余脉冲噪声的分离与去除,实现在滤除红外图像混合噪声的同时较好地保持图像的边缘结构信息,结合实例分析表明文中方法能够有效滤除噪声并获得较高的峰值信噪比(PSNR)与结构相似度(SSIM)。 展开更多
关键词 混合噪声 三方加权稀疏编码 图像分解 中值滤波
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特高压输变电系统绝缘子紫外放电数据管理及故障诊断系统设计 被引量：12
6
作者 律方成 戴日俊 +3 位作者 金虎 王胜辉 刘晓飞 郭文义 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期273-279,共7页
绝缘子的运行状态直接关系着特高压(UHV)电网的稳定性,绝缘子在运行过程中会出现绝缘性能下降同时伴随着表面放电,可以用紫外(UV)成像仪对其运行状态进行检测。根据直流特高压工程技术国家工程实验室(昆明)的设计要求开发了一套紫外数... 绝缘子的运行状态直接关系着特高压(UHV)电网的稳定性,绝缘子在运行过程中会出现绝缘性能下降同时伴随着表面放电,可以用紫外(UV)成像仪对其运行状态进行检测。根据直流特高压工程技术国家工程实验室(昆明)的设计要求开发了一套紫外数据管理系统,采用Delphi7作为管理系统开发软件,SQL Server2000作为后台数据库,运用模块化开发思想,建立了基本信息管理、图像处理、紫外视频播放和报表生产等功能模块,运用数学形态学提取紫外光斑中的放电参数。通过喷水分级法在现场选择了正常、良好、微孔、劣化和严重老化5种绝缘状态的同一种绝缘子,提取了"光斑直径"和"光斑面积",通过MATLAB数字仿真,得到了这2种参数随绝缘状态的变化趋势,结果表明:绝缘状态良好时,光斑面积<250(像素点),光斑直径<15(像素点);出现微弱放电时,光斑面积在12 000(像素点)左右,光斑直径在130(像素点)左右;当出现闪络,绝缘几乎丧失时,光斑面积>30 000(像素点),光斑直径>250。该软件为绝缘子运行状态的评估提供了量化依据和一定的指导。 展开更多
关键词 特高压(UHV) 绝缘子 紫外(UV)成像 光斑面积 光斑直径 数学形态学 状态评估
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防火墙吸声特性对变电站噪声影响研究
7
作者 李慧奇 陈腾飞 杨光 《高压电器》 北大核心 2025年第8期139-145,185,共8页
通过对防火墙不同吸声特性下的变电站噪声进行预测,分析了高压变电站防火墙吸声特性对站内以及厂界噪声的影响,为新建变电站的站内优化布局和投运变电站的噪声治理提供了依据。以雄安某500kV变电站为例,构建了变压器多点等效源模型对变... 通过对防火墙不同吸声特性下的变电站噪声进行预测,分析了高压变电站防火墙吸声特性对站内以及厂界噪声的影响,为新建变电站的站内优化布局和投运变电站的噪声治理提供了依据。以雄安某500kV变电站为例,构建了变压器多点等效源模型对变电站噪声进行了仿真预测,并经过实际测量验证了预测结果的准确性;在此基础上,提出了两种防火墙吸声特性改进方案,并预测了不同方案与变电站不同位置处噪声衰减情况,验证了防火墙吸声特性对变电站噪声影响主要在防火墙两侧方向,并且提高防火墙中低频吸声性能对变电站降噪效果最为明显,提出了在利用防火墙进行吸声降噪时应着重提升防火墙在中低频段的吸声性能。文中结论可为变电站优化布局和利用防火墙进行降噪提供参考。 展开更多
关键词 变电站 噪声 防火墙 吸声特性
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基于情感客观过滤的变电设备在线监测装置性能评估方法研究 被引量：3
8
作者 王永强 李长元 +2 位作者 胡芳芳 毕建刚 袁帅 《电测与仪表》 北大核心 2016年第16期30-34,共5页
为了规范和保证变电设备在线监测装置的质量和性能,提高装置运行可靠性,防止在变电设备在线监测装置评估过程中主观情感因素影响评估结果,建立了树状结构在线监测装置性能评估指标体系,以及一种基于带有情感客观过滤特征的变电设备在线... 为了规范和保证变电设备在线监测装置的质量和性能,提高装置运行可靠性,防止在变电设备在线监测装置评估过程中主观情感因素影响评估结果,建立了树状结构在线监测装置性能评估指标体系,以及一种基于带有情感客观过滤特征的变电设备在线监测装置性能评估模型,并用实例验证了该评估模型能够有效地消除或控制在线监测装置性能评估中的主观情感因素与评估的不确定性。 展开更多
关键词 在线监测装置 指标体系 评估模型 情感客观过滤 不确定性
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基于动态模态分解-自适应变步长油浸式电力变压器绕组瞬态温升快速计算方法 被引量：10
9
作者 刘刚 郝世缘 +2 位作者 朱章宸 高成龙 刘云鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期3895-3906,共12页
为了改善当前油浸式电力变压器绕组瞬态温升计算过慢的问题,该文结合动态模态分解法和自适应变步长法提出了一种动态模态分解(DMD)-自适应变步长(ATS)快速计算方法。首先,该方法引入了动态模态分解算法,利用动态系统中前若干时步提取得... 为了改善当前油浸式电力变压器绕组瞬态温升计算过慢的问题,该文结合动态模态分解法和自适应变步长法提出了一种动态模态分解(DMD)-自适应变步长(ATS)快速计算方法。首先,该方法引入了动态模态分解算法,利用动态系统中前若干时步提取得到的变化特征,近似拟合其后一段时间内的系统变化,并通过选取主模态降低计算时间。其次,为了提高DMD算法性能,进一步提出结合ATS方法,通过自适应调整计算步长,提高瞬态计算效率;为了验证算法的计算精度和效率,建立了八分区分匝绕组数值传热模型并在此基础上将该文所提算法与仿真软件Fluent的计算结果进行对比,结果表明,在计算精度方面,二者结果几乎一致,计算误差最大不超过0.3 K;对于计算效率,该文算法的总计算时间为5.99 s,仅为Fluent总计算时间的1/89,且算法时间步数仅为Fluent的4.7%。最后,为了验证DMD-ATS算法的工程实用性,基于产品级油浸式电力变压器绕组结构搭建温升实验平台,并将所提算法计算结果与实验结果进行对比,结果表明所提算法在各测量线饼的误差均处在可接受的范围内,最大误差仅为4.57 K,且包含预处理时间在内的计算时间仅为69.14 s,计算时步仅需17步,较当前主流的计算方法效率有明显提高。综合算法的精度和效率,充分说明所提算法具有一定工程价值。 展开更多
关键词 动态模态分解 自适应变步长 主模态选取 瞬态温升问题
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基于UDP协议的变电站设备状态监测智能终端 被引量：5
10
作者 魏洪 王亮 +2 位作者 赵涛 刘云鹏 律方成 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第23期5888-5892,5902,共6页
数字化变电站要求智能电子设备(IED)具有网络通信功能。采用传输层用户数据包协议(UDP)作为设备绝缘状态监测系统的通信协议,可实现过程层监测数据实时高速传输到间隔层。根据设备绝缘状态监测IED要求和UDP协议的特性,结合光纤数字化技... 数字化变电站要求智能电子设备(IED)具有网络通信功能。采用传输层用户数据包协议(UDP)作为设备绝缘状态监测系统的通信协议,可实现过程层监测数据实时高速传输到间隔层。根据设备绝缘状态监测IED要求和UDP协议的特性,结合光纤数字化技术,设计了变电站设备绝缘状态监测智能终端硬件及系统通信方案。采用以控制和测试为主的图形化编程语言LabVIEW开发了系统软件。应用开发的监测终端在实验室对一支现场替换下来的CT进行介损测量试验。试验结果表明监测终端满足数字化变电站绝缘状态监测IED性能要求。 展开更多
关键词 IEC61850 UDP 智能电子设备 状态监测
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基于简支绕组横梁算法的变压器绕组形变矢量化监测模型 被引量：1
11
作者 范晓舟 袁洁平 +3 位作者 薛峰 王湘女 律方成 耿江海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1639-1651,共13页
变压器绕组状态监测非常重要,为精确地监测变压器绕组变形方向与变形程度,该文结合简支横梁原理与布里渊光时域分析技术,提出了针对变压器绕组的形变矢量化监测算法。基于材料力学理论推导,建立了布里渊频移量与绕组形变轴向、径向分量... 变压器绕组状态监测非常重要,为精确地监测变压器绕组变形方向与变形程度,该文结合简支横梁原理与布里渊光时域分析技术,提出了针对变压器绕组的形变矢量化监测算法。基于材料力学理论推导,建立了布里渊频移量与绕组形变轴向、径向分量关系式,利用布里渊光时域分析技术建立了变压器绕组形变矢量化监测模型。通过对光纤复合导线和内置光纤的35 kV绕组施加轴向形变和径向形变,借助布里渊光时域反射技术完成了形变监测,验证了监测模型的准确性。结果表明,复合导线实验中轴向形变测量平均误差为6.60%,径向形变测量平均误差为5.88%;内置光纤的35 kV绕组实验中轴向形变平均误差为9.63%,径向形变平均误差为5.18%。实验结果验证了绕组形变矢量化监测模型可实现绕组形变方向和形变程度的监测,有效地提高绕组形变程度的监测精度。 展开更多
关键词 绕组形变 矢量化监测 光纤传感 简支绕组横梁
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基于组合赋权和改进TOPSIS的绝缘纸老化状态评估 被引量：1
12
作者 耿江海 祝建昊 +4 位作者 姚嘉欣 王平 汪鑫宇 高树国 俞华 《绝缘材料》 北大核心 2025年第2期129-138,共10页
为实现变压器绝缘纸老化状态的准确评估,提出一种基于组合赋权和改进TOPSIS的绝缘纸老化状态评估方法。首先,为克服单一特征量评估的不足,选取聚合度、抗张强度、断裂伸长率、击穿电压和介质损耗因数作为老化特征量,建立绝缘纸老化状态... 为实现变压器绝缘纸老化状态的准确评估,提出一种基于组合赋权和改进TOPSIS的绝缘纸老化状态评估方法。首先,为克服单一特征量评估的不足,选取聚合度、抗张强度、断裂伸长率、击穿电压和介质损耗因数作为老化特征量,建立绝缘纸老化状态评价体系;其次,利用组合赋权模型计算特征量的组合权重值;最后,提出一种改进TOPSIS模型,构建欧氏-灰色关联距离测度,利用改进TOPSIS模型计算贴近度,并设置贴近度区间对绝缘纸的老化状态进行分级评估。结果表明:基于组合赋权和改进TOPSIS的绝缘纸老化状态评估方法既考虑了专家主观经验赋权,又利用特征量数据自身特征进行了权重修正,赋权更加科学合理;同时弥补了传统TOPSIS模型的距离判据缺陷,使计算得到的贴近度更加合理;通过电-热-力联合老化试验实例验证了该评估方法能准确、有效地判断绝缘纸的老化状态,且通过设置贴近度区间可以实现老化状态的分级评估。 展开更多
关键词 绝缘纸 电-热-力-联合作用 组合赋权 改进TOPSIS 状态评估
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基于分子动力学的导热型间位芳纶复合纸基绝缘材料的制备及性能研究
13
作者 范晓舟 郭腾 +4 位作者 董合 毕瀚文 律方成 赵旭 孙泽坤 《绝缘材料》 北大核心 2025年第6期94-104,共11页
间位芳纶绝缘纸因其优异的介电性能和力学性能而广泛应用于变压器与高压套管中,但其较低的热导率限制了在高热负载环境下的应用。为提高芳纶绝缘纸的导热性能,本文采用仿真指导实验设计的方法,对多种纳米填料/芳纶仿真模型进行热导率计... 间位芳纶绝缘纸因其优异的介电性能和力学性能而广泛应用于变压器与高压套管中,但其较低的热导率限制了在高热负载环境下的应用。为提高芳纶绝缘纸的导热性能,本文采用仿真指导实验设计的方法,对多种纳米填料/芳纶仿真模型进行热导率计算,筛选出纳米SiO_(2)(KH570)、纳米TiO_(2)和纳米C_(3)N_(4)3种导热性能优良的纳米填料,并对比实验室复合芳纶纸手抄片的力学性能和绝缘性能,确定最优掺杂量,进一步探究纳米填料对复合芳纶纸热导率的影响并分析其内在的导热机理。结果表明:3种纳米填料最佳的掺杂质量分数分别是:SiO_(2)(KH570)为10%,TiO_(2)为4%,C_(3)N_(4)为4%。通过热导率测试,确定纳米C_(3)N_(4)为最优纳米填料,相比纯芳纶纸,掺杂4%纳米C_(3)N_(4)的复合芳纶纸弹性模量提升了135%,杨氏模量提升了198%,电气强度提升了60.24%,体积电阻率提升了3713%,热导率提升了304.31%。 展开更多
关键词 间位芳纶 纳米填料 掺杂改性 热导率
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基于三角形网格的混合有限元法研究及其在变压器流热耦合计算中的应用
14
作者 李浩 刘刚 +2 位作者 吕金潮 靳立鹏 胡万君 《高压电器》 北大核心 2025年第7期82-90,共9页
在采用最小二乘有限元法及迎风有限元法分析变压器流—热耦合问题时,最小二乘有限元计算流场需要采用四边形网格,但对于含有角环、圆角等复杂结构的变压器模型,如果仅采用四边形网格进行剖分,则往往会出现网格畸变现象,此时将无法采用... 在采用最小二乘有限元法及迎风有限元法分析变压器流—热耦合问题时,最小二乘有限元计算流场需要采用四边形网格,但对于含有角环、圆角等复杂结构的变压器模型,如果仅采用四边形网格进行剖分,则往往会出现网格畸变现象,此时将无法采用最小二乘有限元法计算流场。为了提高混合有限元法的适用范围,文中提出了一种基于三角形网格实现混合有限元的方法,即将三角形剖分网格处理成四边形网格,实现流场和温度场计算。为验证所提方法的有效性,文中采用混合有限元法分别对单分区模型和带有角环、静电环等复杂结构的换流变压器绕组模型进行流—热耦合计算,并与Fluent软件的仿真结果进行对比。分析结果表明文中所提处理方法可以实现含有复杂结构变压器的流—热耦合计算,进一步提高了混合有限元法解决含有复杂结构的变压器流—热耦合问题的能力。 展开更多
关键词 变压器 流—热耦合 最小二乘有限元 三角形网格 迎风有限元 复杂结构
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基于高频分布参数的光伏电站直流串联电弧定位方法研究
15
作者 王永强 张丹石 王鹏 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期331-337,共7页
针对光伏系统中串联电弧故障火灾风险大且难以定位的问题,基于对直流电弧传输过程中受高频分布参数影响的研究,提出一种借助谐振和能量衰减实现故障定位的方法。搭建实验平台,在频域上建立谐振频率与故障距离的关系,在时域上建立衰减时... 针对光伏系统中串联电弧故障火灾风险大且难以定位的问题,基于对直流电弧传输过程中受高频分布参数影响的研究,提出一种借助谐振和能量衰减实现故障定位的方法。搭建实验平台,在频域上建立谐振频率与故障距离的关系,在时域上建立衰减时间与距离关系,取时域、频域定位结果均值做最终结果。通过Simulink仿真和搭建实际实验平台进行实验,对该方法进行验证。研究结果表明,所提定位方法切实可行,对于组串内及直流母线上电弧故障定位误差不超过5%。 展开更多
关键词 光伏电站 电弧 频域分析 故障定位 谐振 能量衰减
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纳米POSS/环氧树脂复合材料电树枝特性受热老化影响的机理
16
作者 王永强 邓雅琦 张凤啸 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3289-3298,共10页
为改善热老化引起的环氧树脂性能劣化问题,该文研究了热老化对纳米POSS/EP复合材料电树枝特性的影响,制备了不同掺杂比例的纳米POSS/EP复合材料试样,并进行了32 d热老化,对试样进行了质量损失率、陷阱能级、击穿场强和电树枝生长特性测... 为改善热老化引起的环氧树脂性能劣化问题,该文研究了热老化对纳米POSS/EP复合材料电树枝特性的影响,制备了不同掺杂比例的纳米POSS/EP复合材料试样,并进行了32 d热老化,对试样进行了质量损失率、陷阱能级、击穿场强和电树枝生长特性测试,同时基于分子动力学模拟了其自由体积和均方位移。试验结果表明:在微量掺杂下,复合材料的击穿场强和耐电树枝性能随填充比例的增加而提高,掺杂质量比3%下复合材料的交流击穿电场强度提升效果最明显,比未改性环氧树脂提高了18%,且热老化后击穿场强下降比仅为3.9%。电树枝生长速度与分形维数皆表明3%掺杂质量比对复合材料电树枝生长抑制效果最显著,有效提升耐电树枝性能;模拟结果表明POSS/EP复合体系自由体积、均方位移均减小。研究结果可为热老化条件下环氧树脂复合材料电树枝特性的研究提供参考。 展开更多
关键词 纳米POSS 环氧树脂 热老化 击穿场强 电树枝
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一种基于改进秃鹰搜索算法的复合类像素天线设计方法
17
作者 王永强 刘秉奇 朱博林 《电测与仪表》 北大核心 2025年第7期58-68,共11页
特高频天线的性能对特高频传感器的检测效果至关重要。特高频复合天线将不同分形结构整合,力求保留多种结构的优点。但复合天线待优化变量较多,采用传统的参数扫描方法费时费力。文中采用HFSS软件与MATLAB软件联合仿真,大幅度提高了复... 特高频天线的性能对特高频传感器的检测效果至关重要。特高频复合天线将不同分形结构整合,力求保留多种结构的优点。但复合天线待优化变量较多,采用传统的参数扫描方法费时费力。文中采用HFSS软件与MATLAB软件联合仿真,大幅度提高了复合天线的优化效率。文中所述复合天线融合了蝶形和谢尔宾斯基三角形结构,并且借鉴了像素天线的设计思路,将谢尔宾斯基三角形中的子三角形视作类像素单元,执行填充铺铜或去除铺铜操作,丰富了天线辐射层设计。文中还提出了一种改进秃鹰搜索算法,该方法结合了SPM混沌映射、布朗运动和动态搜索步长,既保留了原算法良好的收敛性,全局搜索能力也得到了部分提升。经联合仿真优化后,特高频复合天线实物在实验室内接受测试。结果表明,该复合天线在0.9839 GHz~3 GHz频带范围内驻波比参数(voltage standing wave ratio,VSWR)小于3,在1.6438 GHz~2.3758 GHz频带范围内接近于2,在1.1279 GHz~1.4879 GHz、2.3758 GHz~3 GHz的绝大部分频带范围内驻波比参数小于2,符合设计预期。 展开更多
关键词 特高频 气体绝缘组合电器 局部放电 HFSS-MATLAB联合仿真 复合天线
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三维有限长倾斜式声屏障的优化设计
18
作者 李慧奇 王佳辉 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第1期256-261,275,共7页
变电站的噪声污染问题日益严重,声屏障具有经济、实用、降噪效果好的优点,因此设置声屏障成为变电站噪声治理的主要措施。但在实际应用中,声屏障的种类、位置、高度、长度等通常根据以往经验用试凑法确定,可能因结构参数选取不当造成经... 变电站的噪声污染问题日益严重,声屏障具有经济、实用、降噪效果好的优点,因此设置声屏障成为变电站噪声治理的主要措施。但在实际应用中,声屏障的种类、位置、高度、长度等通常根据以往经验用试凑法确定,可能因结构参数选取不当造成经济损失。以三维空间中倾斜式声屏障的衰减算法为基础,以建筑界限和接收点声压要求等为约束,建立声屏障结构参数的优化模型。将工程中声屏障的最小建造成本作为目标函数,使用MATLAB软件求其最优解。使用该方法对江苏某变电站内变压器的声屏障进行优化设计,并使用Noise System噪声预测软件进行对比验证。结果表明,优化后的声屏障不仅能满足接收点的声压级要求,而且可降低声屏障的安装成本,由此证明了该优化方法的准确性和可行性。 展开更多
关键词 声学 倾斜式声屏障 变电站降噪 噪声控制
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金属异物影响的高压放电粒子仿真及放电光谱特性 被引量：1
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作者 吴佩遥 裴少通 +2 位作者 刘勇 刘云鹏 韩旭 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4148-4163,共16页
金属异物在多种电力设备中均可能引起放电现象,为实现对金属异物引起放电现象的多光谱精确监测,必须深入理解其对放电光辐射的影响机制。该文通过试验分析了金属异物对高压放电全波段光辐射的影响特性,并结合仿真进一步分析了金属异物... 金属异物在多种电力设备中均可能引起放电现象,为实现对金属异物引起放电现象的多光谱精确监测,必须深入理解其对放电光辐射的影响机制。该文通过试验分析了金属异物对高压放电全波段光辐射的影响特性,并结合仿真进一步分析了金属异物对日盲紫外波段光辐射的影响机理。首先,搭建含金属异物的高压放电试验平台,利用紫外相机和高速相机捕获放电图像,并利用光谱仪测得放电发射光谱;其次,通过分析放电光谱,确定产生日盲紫外波段光辐射的粒子跃迁主要为N2(A^(3)Σ_(u)^(+)→X^(1)Σ_(g)^(+))和NO-γ(A^(2)Σ^(+)(v′)→X^(2)Π(v″));然后,构建二维等离子体仿真模型,计算在不同数量大金属颗粒和不同质量金属屑影响下放电过程中NO(A^(2)Σ^(+))与N_(2)(A^(3)Σ_(u)^(+))的粒子数密度,并将其与测得光谱进行对比。通过试验可知,金属异物对放电产生光辐射的促进作用具有波段的选择性,其中紫外和可见光波段的反应更为灵敏;结合仿真分析可知,金属异物通过引起放电区域内电场的畸变促进粒子的激发与电离,使NO(A^(2)Σ^(+))与N_(2)(A_(3)Σ_(u)^(+))粒子数密度增加,导致放电产生的日盲紫外波段光辐射增强。在该文试验条件下,放电产生的紫外、可见光、红外波段光辐射强度比值近似为一稳定值,约为1.1:1:0.25。 展开更多
关键词 金属异物 发射光谱 粒子仿真 等离子体 日盲紫外波段光辐射
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温度对纤维素绝缘中水分吸附和解吸的影响 被引量：1
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作者 杨超杰 刘云鹏 +2 位作者 赵涛 杨家骏 刘一瑾 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期300-311,共12页
变压器内部温度的变化会促使水分改变其分布和聚集位置,而局部高含水量会严重影响油纸绝缘的电气强度。因此,有必要对不同温度下纤维素绝缘中水分的吸附和解吸进行研究。该文采用分子动力学的方法建立了三个不同含水量的105原子量级的油... 变压器内部温度的变化会促使水分改变其分布和聚集位置,而局部高含水量会严重影响油纸绝缘的电气强度。因此,有必要对不同温度下纤维素绝缘中水分的吸附和解吸进行研究。该文采用分子动力学的方法建立了三个不同含水量的105原子量级的油-纤维素混合体系(OCS),分别对其进行温升和温降模拟,得到了界面域和油域水分子数目(NW)的变化规律。通过分析纤维素绝缘的溶剂可及表面积(SASA)和微观扫描电镜(SEM)图,研究了温度变化和纤维素分子劣化对纤维素绝缘中水分吸附和解吸的影响。结果表明,高温体系反向冷却后,油域的水分子会快速迁移到纤维素域,而纤维素在高温后的不可逆劣化会导致其吸附能力减弱。因此,大量的水分被滞留在界面域。对于温升模拟,温度越高,油域和界面域积累的水分越多,纤维素对水分的解吸作用越强。值得注意的是,界面域的NW并不是一个单纯的增加趋势,而是先减后增的振荡增减趋势,温度越高,该趋势越明显。该文对油浸式电力设备水分的实时监测和绝缘性能评估具有重要的理论价值。 展开更多
关键词 纤维素绝缘 水分 吸附 解吸 温度 分子模拟
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