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重复频率脉冲非平整表面放电等离子体实验与模拟研究
1
作者 彭邦发 王睿智 +5 位作者 姜楠 李杰 袁定琨 陈占清 雷志鹏 宋建成 《中国电机工程学报》 北大核心 2026年第5期2141-2152,I0033,共13页
共面放电因其产生的等离子体在介质表面均匀分布而受到广泛关注。然而,传统平板式共面放电存在起始电压高、制作工艺复杂等问题。鉴于此,该文提出一种由高压和接地毛细管电极交错并排紧挨构成的非平整表面放电阵列结构,实验与模拟研究... 共面放电因其产生的等离子体在介质表面均匀分布而受到广泛关注。然而,传统平板式共面放电存在起始电压高、制作工艺复杂等问题。鉴于此,该文提出一种由高压和接地毛细管电极交错并排紧挨构成的非平整表面放电阵列结构,实验与模拟研究了重复频率脉冲电压作用下非平整表面放电等离子体特性。结果表明,单个脉冲放电能量与发光强度随着重复脉冲电压的施加逐渐减弱至稳态。脉冲重复频率的增大,介质表面残余电荷在短脉冲间隔时间内的消耗减少,使后续放电的抑制效果更为显著。增大脉冲电压的上升时间、下降时间和平顶宽度,均能有效抑制放电等离子体强度。数值模拟结果也进一步表明:重复频率脉冲放电中,由于介质表面残余电荷作用,后续脉冲放电逐渐减弱至稳态。 展开更多
关键词 非平整表面放电 重复脉冲 残余电荷 等离子体特性
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基于SVD_TQWT的电缆局部放电信号去噪算法
2
作者 高云广 贾昊华 +3 位作者 雷志鹏 赵泓翔 杨冬冬 王伟 《高电压技术》 北大核心 2026年第3期1319-1332,共14页
针对现有算法在处理电缆局部放电(partial discharge,PD)信号时存在振荡、去噪不彻底、运行效率低以及关键参数选择复杂等问题,提出一种基于奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和可调品质因子小波变换(tunable Q-fator wavel... 针对现有算法在处理电缆局部放电(partial discharge,PD)信号时存在振荡、去噪不彻底、运行效率低以及关键参数选择复杂等问题,提出一种基于奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和可调品质因子小波变换(tunable Q-fator wavelet transform,TQWT)的去噪方法——SVD_TQWT去噪算法。首先,将含噪PD信号经过傅里叶变换得到频谱,再通过SVD确定周期性窄带干扰的个数,构建Hankel矩阵消除周期性窄带干扰。其次,通过TQWT对去除周期性窄带干扰的PD信号进行分解,采用样本熵划分为高低频子带,并分别利用群稀疏全变分去噪(group sparse total variation denoising,GSTVD)算法和改进小波阈值去噪(wavelet threshold denoising,WTD)算法去除高低频子带中的白噪声,得到纯净的PD信号。仿真与实测PD信号去噪结果表明,SVD_TQWT去噪算法相较其他3种去噪算法在多种评价指标上均显著提升,为后续电缆局部放电定位与模式识别等研究提供了有力支持。 展开更多
关键词 电力电缆 局部放电 奇异值分解 可调品质因子小波变换 群稀疏全变分去噪 样本熵 阈值函数
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高压电缆缓冲层烧蚀致绝缘屏蔽损伤的机理研究
3
作者 张可 高建 +3 位作者 武康宁 门业堃 任志刚 李建英 《中国电机工程学报》 北大核心 2026年第1期445-454,I0034,共11页
高压电缆缓冲层烧蚀引发的本体击穿事故频发,但目前对于烧蚀缺陷向电缆绝缘屏蔽层发展的过程与机理尚不明确。该文分析实际烧蚀故障电缆中白色粉末对绝缘屏蔽的损伤特征,通过高压电缆三维有限元仿真,研究白色粉末对绝缘屏蔽烧蚀的损伤机... 高压电缆缓冲层烧蚀引发的本体击穿事故频发,但目前对于烧蚀缺陷向电缆绝缘屏蔽层发展的过程与机理尚不明确。该文分析实际烧蚀故障电缆中白色粉末对绝缘屏蔽的损伤特征,通过高压电缆三维有限元仿真,研究白色粉末对绝缘屏蔽烧蚀的损伤机理,并通过绝缘屏蔽损伤过程模拟试验与实际电缆模拟烧蚀试验验证仿真结果。结果表明:白色粉末对绝缘屏蔽层的损伤特征主要表现为嵌入式损伤,由白色粉末边缘处的电流热效应以及承受压力所致。轴向上,白色粉末边缘处产生电流密度集中,促进了缓冲层表面的电化学腐蚀与连续分布的条状白色粉末的生成;径向上,当缓冲层表面电流密度达到临界值185 A/m^(2)时,缓冲层温度高达204℃,绝缘屏蔽层温度高达90.5℃,超过缓冲层的热分解温度和绝缘屏蔽层的熔融温度,在电缆自重作用下白色粉末将逐步贯穿破坏缓冲层,并最终损伤绝缘屏蔽表面。仿真结果能够与实验室绝缘屏蔽损伤过程模拟试验和实际烧蚀故障电缆解体情况对应良好,验证了分析结果的合理性,研究结果对于揭示缓冲层烧蚀缺陷的发展机理具有一定意义。 展开更多
关键词 缓冲层烧蚀 绝缘屏蔽层 电流热效应 电化学腐蚀 有限元仿真
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纳秒脉冲下SF_(6)气体中闪络电压预测方法研究
4
作者 孙楚昱 陈伟 +1 位作者 王海洋 汲胜昌 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第2期97-108,共12页
纳秒脉冲下SF_(6)中的沿面闪络涉及的物理过程复杂,如何准确预测该环境下的绝缘介质沿面闪络电压是高压脉冲功率设备设计与绝缘可靠性评估的关键挑战。与传统工频或直流电压相比,纳秒脉冲极短的上升时间和高幅值导致空间电荷效应显著、... 纳秒脉冲下SF_(6)中的沿面闪络涉及的物理过程复杂,如何准确预测该环境下的绝缘介质沿面闪络电压是高压脉冲功率设备设计与绝缘可靠性评估的关键挑战。与传统工频或直流电压相比,纳秒脉冲极短的上升时间和高幅值导致空间电荷效应显著、放电发展机制迥异,使得基于经典理论的预测模型面临严峻挑战。近年来,随着计算机算力的飞速提升和人工智能算法的突破性进展,基于数据驱动的机器学习方法在解决复杂非线性绝缘问题中展现出了巨大潜力。针对纳秒脉冲下这一特定难题,选取了支持向量机、多层感知机、随机森林和极端梯度提升树等四种算法对15~500 mm多尺度距离范围内不同实验条件下的闪络电压数据进行了训练和预测,其预测结果的ROC曲线下面积(AUC)值均在0.9以上,表现最优的是支持向量机算法。同时,为了验证预测模型的准确性,选取表现较为优异的支持向量机模型对另选取的100 mm距离数据进行了预测,AUC值达到0.99,这表明预测准确率高,可以认为模型具备较强的泛化性,从而验证了不同实验条件下基于数据驱动的SF6中闪络电压预测方法的可行性。 展开更多
关键词 沿面闪络 支持向量机 电压预测 人工智能 数据驱动
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针-板间隙不同氧浓度混合气体流注放电的氧致光电离仿真研究
5
作者 魏振宇 刘亚坤 乔梁 《中国电机工程学报》 北大核心 2026年第2期831-841,I0033,共12页
富氧混合气体下的流注放电被广泛应用,氧致光电离建模及该机制对一次、二次流注的影响还需研究。该文开发一种分析流注放电中氧光子诱导光电离速率的计算方法,基于耦合漂移-扩散方程与泊松方程建立考虑氧致光电离的流体放电数值模型。对... 富氧混合气体下的流注放电被广泛应用,氧致光电离建模及该机制对一次、二次流注的影响还需研究。该文开发一种分析流注放电中氧光子诱导光电离速率的计算方法,基于耦合漂移-扩散方程与泊松方程建立考虑氧致光电离的流体放电数值模型。对针-板间隙下流注头部电场和通道内部电子密度特征的变化规律进行研究,并与实验数据进行比对,分析氧浓度对一次、二次流注发展特性的影响。结果表明,氧浓度由20%增至90%时,氮氧混合气体中一次流注头部电场下降17%,通道内部电子密度下降10%~50%;二次流注电场变化<10%,电子密度下降50%;90%浓度时氧光子诱导占比总光电离速率可达40%。计算所得流注通道直径、发展速度、归一化发光强度和电流波形相较于实验测量值平均误差<10%。研究有助于理解流注放电中的氧致光电离机制。 展开更多
关键词 流注放电 光电离 数值模拟 漂移-扩散模型 电子密度
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毫秒充电条件下提升气体触发开关重频稳定性
6
作者 张昊冉 邱旭东 +3 位作者 张墨涛 邵帅 张瑜 李锐 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第1期101-107,共7页
毫秒(ms)充电的PFN-Marx型脉冲驱动源在轻量化、小型化实现方面具有较大潜力,为实现其长寿命稳定可靠运行,需解决的关键技术之一是提升气体触发开关重频稳定性。研制了一套基于电晕稳定开关工作原理的气体触发开关,以解决ms充电条件下... 毫秒(ms)充电的PFN-Marx型脉冲驱动源在轻量化、小型化实现方面具有较大潜力,为实现其长寿命稳定可靠运行,需解决的关键技术之一是提升气体触发开关重频稳定性。研制了一套基于电晕稳定开关工作原理的气体触发开关,以解决ms充电条件下开关工作电压分散性大、触发电极烧蚀过快的难题。围绕该开关开展了结构设计、静电场仿真、触发器研制、触发开关工作范围、时延及其抖动等研究,解决了ms充电条件下开关发生自击穿或触而未发概率高的问题。实验研究结果表明:所设计触发开关在工作气体SF6、气压0.6 MPa的条件下,开关最高工作电压达到90 kV,在开关工作电压84 kV、重频20 Hz、串内脉冲数500个、开关不换气的条件下,连续累计测试开关寿命10万次,期间仅出现1次自击穿,自击穿率<0.01‰,初步实现了电触发开关具有一定工作范围和寿命的设计目标。 展开更多
关键词 触发开关 PFN-Marx ms充电 电晕稳定开关 脉冲功率
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基于GANR-UNet的绝缘子红外图像分割及低零值故障诊断研究
7
作者 李博 刘会斌 +5 位作者 王胜辉 田立山 张欣伟 尚鑫 买佳敏 律方成 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期132-142,共11页
为实现瓷绝缘子低/零值故障的识别与诊断,提取了绝缘子红外图像的颜色特征并根据分析结果提出了低/零值故障的诊断判据。通过采用残差网络ResNet18与分割网络UNet相结合构建了深度R-UNet网络,实现了红外图像中绝缘子串区域的分割,进而... 为实现瓷绝缘子低/零值故障的识别与诊断,提取了绝缘子红外图像的颜色特征并根据分析结果提出了低/零值故障的诊断判据。通过采用残差网络ResNet18与分割网络UNet相结合构建了深度R-UNet网络,实现了红外图像中绝缘子串区域的分割,进而基于生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)提出了优化的GANR-UNet分割模型,提高绝缘子分割的准确性。对分割得到的绝缘子串进行位置校正后,提取正常及低/零值绝缘子长轴方向特征区域的HSV颜色分布,找到了识别故障绝缘子的特征信息。最后提出了一种基于颜色序列相似距离量度的低/零值绝缘子诊断方法。测试结果表明:利用提出的GANR-UNet分割模型和故障诊断方法,能够处理绝缘子的红外图像并准确识别出绝缘子的绝缘状态。 展开更多
关键词 低/零值绝缘子 UNet分割 HSV 相似度 诊断
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变压器局部放电超声传播路径分析和其对定位误差的影响
8
作者 唐志国 胡瑞 《高电压技术》 北大核心 2026年第3期1292-1303,共12页
变压器内部复杂的组件结构引起局放源至传感器的超声波传播路径认定困难,时延信息无法直观反演局放源空间位置,并最终增大计算的定位误差。为提升复杂多径传播下超声定位的精度,该文提出一种变压器内局放超声信号直达波与非直达波的区... 变压器内部复杂的组件结构引起局放源至传感器的超声波传播路径认定困难,时延信息无法直观反演局放源空间位置,并最终增大计算的定位误差。为提升复杂多径传播下超声定位的精度,该文提出一种变压器内局放超声信号直达波与非直达波的区分方法,并讨论了两种传播形式对超声信号定位误差的影响。首先分析了直达波与非直达波形成的物理机制,阐述了两者在波形表观形态的差异,直达波到达时刻上升沿陡高频占优,且峰值过后幅值衰减明显,从时、频域2个角度构造了峰值-上升时间比、信号峰度、信号能量衰减率和高低频能量占比4个典型特征量,借助支持向量机分类器实现对直达波和非直达波的信号识别。然后,在实验室110 kV实体变压器平台上开展变压器内部局放超声波信号采集与定位实验,实验结果表明:采用支持向量机的分类方法直达波和非直达波的识别率分别达到88.3%和84.6%,采用非直达波对局放点进行定位的平均误差可达75.23 cm,标准差为32.34 cm,而采用直达波定位的平均误差仅6.66 cm,标准差为2.97 cm,定位误差减少了68.57 cm,标准差减少了29.37cm。 展开更多
关键词 变压器 局部放电 超声检测法 声学信号传播分析 定位误差
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车顶绝缘子动态覆冰及其闪络特性
9
作者 朱新宇 陈卓 +1 位作者 胡广才 刘毅杰 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2026年第1期23-29,41,共8页
车顶绝缘子长期暴露于复杂环境容易积冰,威胁列车运行安全,急需系统性研究其动态覆冰及其闪络特性。通过搭建可模拟恒定风速条件的覆冰实验平台,模拟不同环境温度的覆冰过程并进行闪络实验,采集闪络电弧发展过程与电压数据。同时,构建... 车顶绝缘子长期暴露于复杂环境容易积冰,威胁列车运行安全,急需系统性研究其动态覆冰及其闪络特性。通过搭建可模拟恒定风速条件的覆冰实验平台,模拟不同环境温度的覆冰过程并进行闪络实验,采集闪络电弧发展过程与电压数据。同时,构建绝缘子覆冰状态的有限元电场仿真模型,用于分析不同覆冰形态对表面电场分布的影响。结果表明,环境温度对覆冰增长影响显著,最终导致闪络特性产生差异,并结合仿真探明不同覆冰特性所对应的电场畸变特征。本研究成果可为后续恶劣环境下高速列车运行安全及其防覆冰工作提供数据支持与模型参考。 展开更多
关键词 车顶绝缘子 气流环境 覆冰闪络 电场仿真
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高含硫环境下电力设备绝缘劣化机制及防护技术研究
10
作者 朱伟 李桃 +2 位作者 陈远祥 伍虹桥 张理 《当代化工研究》 2026年第3期136-138,共3页
高含硫天然气净化厂的环境高温、高湿、高腐蚀,电机是驱动贫富液泵、鼓风机、压缩机等设备的关键动力部件,其绝缘状况直接影响到生产系统安全稳定运行。备停期间电机绝缘降低的现象时有发生,传统的离线人工检测方式由于备停时间长、操... 高含硫天然气净化厂的环境高温、高湿、高腐蚀,电机是驱动贫富液泵、鼓风机、压缩机等设备的关键动力部件,其绝缘状况直接影响到生产系统安全稳定运行。备停期间电机绝缘降低的现象时有发生,传统的离线人工检测方式由于备停时间长、操作危险性高、存在预警盲区等缺陷,无法对绝缘状况进行有效的控制,增大了设备突然倒换时的安全隐患。文章对高含硫环境下电机绝缘劣化的物理化学机制进行全面剖析,针对目前传统检测方法的不足之处,提出实时在线监测系统的建立方案及多层面的防护技术体系,为高含硫环境下电机绝缘状态控制提供技术支持。 展开更多
关键词 高含硫环境 电机绝缘 劣化机制 在线监测 防护技术 聚酰亚胺
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特高压直流输电用晶闸管大气中子辐照效应
11
作者 殷子强 李强 +5 位作者 路敬宇 师凯 李鹏 胡志良 祝琳 丁卫东 《中国电机工程学报》 北大核心 2026年第6期2576-2586,I0033,共12页
大气中子可引发晶闸管单粒子烧毁(single event burnout,SEB),对高海拔地区特高压直流输电工程的可靠运行存在威胁。该文利用中国散裂中子源的大气中子谱仪实验获取大气中子辐照条件下晶闸管单粒子烧毁的效应数据,探讨了实验数据的处理... 大气中子可引发晶闸管单粒子烧毁(single event burnout,SEB),对高海拔地区特高压直流输电工程的可靠运行存在威胁。该文利用中国散裂中子源的大气中子谱仪实验获取大气中子辐照条件下晶闸管单粒子烧毁的效应数据,探讨了实验数据的处理方法、晶闸管辐照故障特性和晶闸管劣化特性。结果发现,晶闸管的SEB无故障时间满足三参数对数正态分布,基于该分布可以估计无故障时间及其置信区间;晶闸管存在SEB发生阈值电压,在阈值电压以下,晶闸管接受长时间辐照也不会导致损毁;大气中子辐照下晶闸管的故障率和电压之间的关系满足Zeller模型,也可以用简洁的指数模型描述;故障率和电压之间的关系可以通过数据整体拟合得到;反偏电压下晶闸管的SEB故障率低于正偏电压;接受2.9×1010 n/cm2剂量的中子辐照后晶闸管的动态特性发生变化,pn结存储电荷量下降69%,开通时间下降60.8%,通态最大电压上升36.4%。该结果对后续换流阀大气中子辐照故障率评估和防护方法研究有一定参考价值。 展开更多
关键词 大气中子 特高压直流输电 晶闸管 中子辐照 单粒子烧毁 劣化
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持续电压下环氧灌封绝缘界面缺陷危害性分析
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作者 王腾腾 李旭东 +2 位作者 周沁昱 刘润宇 任明 《电工技术学报》 北大核心 2026年第7期2510-2520,共11页
材料内部缺陷产生的局部放电是导致环氧灌封电力设备绝缘失效的常见诱因,而传统局部放电诊断方法难以准确评估缺陷部位放电对设备绝缘的危害程度。该文制备了贴真的环氧树脂气泡、裂纹和脱层缺陷样品,选取最大放电幅值、放电频次和平均... 材料内部缺陷产生的局部放电是导致环氧灌封电力设备绝缘失效的常见诱因,而传统局部放电诊断方法难以准确评估缺陷部位放电对设备绝缘的危害程度。该文制备了贴真的环氧树脂气泡、裂纹和脱层缺陷样品,选取最大放电幅值、放电频次和平均放电幅值作为放电强度的评估指标,研究了交流工况下不同缺陷局部放电强度随时间的变化规律,结合实验分析了局部放电对缺陷内部初始有效电子产生速度的影响。结果表明,在持续交流电压的作用下,裂纹缺陷的放电强度发展最快,分层缺陷次之,气泡缺陷最慢。持续的局部放电会削弱缺陷内部气体的自然电离,进而可能导致放电信号消失。依据放电能否持续可进一步划分不同尺度气泡缺陷的危险等级,从高到低依次为:裂纹缺陷、脱层缺陷、可持续放电的气泡缺陷以及不可持续的气泡缺陷。研究结果有助于评估材料内部局部放电对设备绝缘的危害程度。 展开更多
关键词 环氧树脂灌封绝缘 自然微缺陷 局部放电 放电强度发展速度 绝缘评估
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复合绝缘子干增长覆冰三维数值模拟及其影响因素
13
作者 韩兴波 袁路强 +2 位作者 陈孜铭 蒋兴良 韩雪 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期140-152,共13页
复合绝缘子在输电线路电力系统中应用广泛,覆冰及桥接现象是导致复合绝缘子发生闪络放电的重要诱因。本文通过数值模拟方法研究输电线路中复合绝缘子的干增长特性,通过建立复合绝缘子的干增长覆冰三维数值计算模型,考虑风速ν、水滴中... 复合绝缘子在输电线路电力系统中应用广泛,覆冰及桥接现象是导致复合绝缘子发生闪络放电的重要诱因。本文通过数值模拟方法研究输电线路中复合绝缘子的干增长特性,通过建立复合绝缘子的干增长覆冰三维数值计算模型,考虑风速ν、水滴中值体积粒径MVD以及液态水质量浓度LWC对复合绝缘子干增长覆冰速率的影响,采用有限元分析法对绝缘子伞裙表面、芯棒、伞裙边缘等位置的覆冰形态进行模拟,得出不同环境条件下复合绝缘子的干增长覆冰速率,并通过自然试验对这些结果进行验证,同时分析复合绝缘子结构参数对覆冰速率的影响特性,根据计算结果提出复合绝缘子防冰结构的优化方法。研究结果表明:随着覆冰量增加,复合绝缘子的芯棒、伞裙表面以及伞裙边缘的水滴碰撞系数均呈现先上升后下降的变化趋势;风速、MVD和LWC增加将导致复合绝缘子覆冰速率增加;风速和LWC增加均会导致水滴碰撞效率增大。研究成果可为复合绝缘子防冰结构设计提供技术参考。 展开更多
关键词 复合绝缘子覆冰 干增长 数值计算 水滴碰撞系数 伞裙结构
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基于介观接触形貌分析的XLPE-SiR界面击穿特性
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作者 李泽瑞 周凯 +4 位作者 陶霰韬 孟鹏飞 林思衍 傅尧 袁豪 《中国电机工程学报》 北大核心 2026年第3期1264-1273,I0033,共11页
固-固复合绝缘界面的接触特性是决定电缆附件绝缘水平的关键因素,而目前尚缺乏介观尺度界面接触特性的有效分析方法,导致接触形貌参量对界面击穿强度的影响规律不清晰。该文基于等效粗糙度法则和超弹性本构关系,建立XLPE-SiR绝缘界面介... 固-固复合绝缘界面的接触特性是决定电缆附件绝缘水平的关键因素,而目前尚缺乏介观尺度界面接触特性的有效分析方法,导致接触形貌参量对界面击穿强度的影响规律不清晰。该文基于等效粗糙度法则和超弹性本构关系,建立XLPE-SiR绝缘界面介观接触特性的分析模型,并通过Micro-CT观测实际XLPE-SiR界面样本的接触形貌,验证分析模型的准确性;进而,基于该模型研究表面粗糙度和接触压力等外部因素对实际接触面积占比、空腔尺寸等界面内部接触特性的影响规律;最后,结合界面击穿实验,阐述界面接触形貌参量对界面击穿强度的影响规律。研究发现,固-固复合绝缘界面的实际接触面积占比随材料表面粗糙度增加呈指数减小,而随界面压力增大呈线性增长。同时,随着界面实际接触比增大,界面击穿场强呈指数增长,而击穿场强分散性先增大后降低。 展开更多
关键词 电缆附件 绝缘界面 接触形貌 界面击穿 击穿特性
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基于小波包多维统计特征与PCA融合的直流输电故障研究
15
作者 王金玉 李泽成 +1 位作者 杨金龙 杨勉 《自动化与仪表》 2026年第3期83-87,共5页
针对传统的故障检测方法在处理直流输电复杂暂态信号时,由于特征提取不全面或判据对单一特征敏感而导致信息利用不充分的问题,该文采用一种基于小波包多维统计特征与主成分分析(PCA)融合的方法。首先,利用小波包变换(WPT)对电流信号进... 针对传统的故障检测方法在处理直流输电复杂暂态信号时,由于特征提取不全面或判据对单一特征敏感而导致信息利用不充分的问题,该文采用一种基于小波包多维统计特征与主成分分析(PCA)融合的方法。首先,利用小波包变换(WPT)对电流信号进行多尺度分解,提取能量和均值等多维特征,构建高维原始特征集;然后,引入PCA对高维特征向量进行降维融合,选择累计贡献率达到预设阈值的主元作为最终的故障特征向量;最后,将融合后的特征向量输入到BP神经网络。经实验测试,该方法能够有效融合故障敏感特征,显著区分正常与故障状态,为输电线路状态监测提供了一种有效的技术方案。 展开更多
关键词 直流输电 故障检测 小波包变换 多维统计特征 主成分分析 BP神经网络
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电-热-力多场老化对干式直流电容器用BOPP薄膜性能及电导特性的影响
16
作者 李卓函 陈向荣 +3 位作者 宋家乐 陈萧何 徐双 谭勇初 《电机与控制学报》 北大核心 2026年第1期1-10,共10页
为了研究电-热-力多场老化对干式直流电容器用双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜性能及电导特性的影响,将厚度为5.8μm的BOPP薄膜在150 kV/mm、80℃、10 N典型工况下老化360 h,对老化前后的BOPP薄膜开展理化特性及电气性能测试,在30、50、70℃及... 为了研究电-热-力多场老化对干式直流电容器用双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜性能及电导特性的影响,将厚度为5.8μm的BOPP薄膜在150 kV/mm、80℃、10 N典型工况下老化360 h,对老化前后的BOPP薄膜开展理化特性及电气性能测试,在30、50、70℃及60~180 kV/mm电场范围内进行电导电流测试,研究了老化前后BOPP薄膜的电导特性并得到其电导机制。结果表明:多场老化使得薄膜表面缺陷增大、数量增多,分子量减少,结晶度和片晶厚度提高,同时介电常数和直流击穿场强降低,介电损耗、泄漏电流和陷阱密度增大。BOPP薄膜的电导机制以跳跃电导和Poole-Frenkel效应为主,30℃下未老化薄膜在60~120 kV/mm内的电导机制为跳跃电导,在120~180 kV/mm下电导机制转变为Poole-Frenkel效应;多场老化后跳跃电导的跳跃距离以及电导机制转变的阈值电场均逐渐减小。研究结果可为干式直流电容器用BOPP薄膜性能优化提供理论依据与实验参考。 展开更多
关键词 干式直流电容器 多物理场老化 薄膜 绝缘性能 电导特性 电导机制
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基于声波阵列、特高频和暂态地电压融合的开关柜缺陷放电检测与定位研究
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作者 陈莹晶 姚沈炯 +3 位作者 柴嘉洛 路通通 李斌同 张周胜 《电力科学与技术学报》 北大核心 2026年第1期319-330,共12页
为实现开关柜局部放电的高效分类与三维定位,设计了一种融合暂态地电压、特高频与声波阵列3类信号的一体化圆形阵列传感器,提出多模态融合分类模型与改进的非线性冠豪猪优化算法。首先,通过结构集成与性能测试,构建具备多通道采集能力... 为实现开关柜局部放电的高效分类与三维定位,设计了一种融合暂态地电压、特高频与声波阵列3类信号的一体化圆形阵列传感器,提出多模态融合分类模型与改进的非线性冠豪猪优化算法。首先,通过结构集成与性能测试,构建具备多通道采集能力的传感器系统。其次,基于九维时频域特征构建神经网络模型,实现多类放电缺陷的准确分类。最后,提出结合|Δ|值时差筛选与交叉相关算法的时延提取方法,构建具有物理约束的一致性目标函数,并改进冠豪猪优化算法以提升定位的鲁棒性与稳定性。实验结果表明,缺陷分类准确率达91.38%,定位误差控制在10 mm量级,验证了该方法在分类能力与定位效果方面的有效性。研究为电气设备局部放电检测与定位提供了新的技术方案。 展开更多
关键词 开关柜 局部放电 一体化传感器 多模态融合 检测与定位
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基于Temporal Fusion Transformer模型的变压器油中溶解气体预测方法
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作者 周延豪 范路 +3 位作者 任海龙 赵谡 王亚林 尹毅 《电力工程技术》 北大核心 2026年第3期37-45,56,共10页
油中溶解气体是评估变压器运行状态的重要指标,准确预测油中溶解气体的发展趋势有助于预防电力变压器故障。为解决传统预测模型中单一变量造成的预测效率低下,文中提出一种基于Optuna超参数优化的Temporal Fusion Transformer(TFT)模型... 油中溶解气体是评估变压器运行状态的重要指标,准确预测油中溶解气体的发展趋势有助于预防电力变压器故障。为解决传统预测模型中单一变量造成的预测效率低下,文中提出一种基于Optuna超参数优化的Temporal Fusion Transformer(TFT)模型。通过引入变压器组别、绕组相别、气体类别等静态变量以及可解释性的多头注意力机制,实现多组变压器油中溶解气体的同步预测,提升变电站运维系统的预警效率。相比于传统预测模型,文中模型预测的平均相对误差仅为0.306%,较Transformer模型降低了66.7%,且在短期和长期预测时均具有更高的预测准确度。此外,文中模型的训练时间仅为Transformer模型的1/4,更契合当前智能预警平台中多组别设备同步预测的发展趋势。模型中的多头注意力机制表明氢气和甲烷之间以及二氧化碳和甲烷之间具有强相关关系,其与油纸绝缘裂解的产气规律相一致,进一步表明文中模型具有良好的可解释性,可为多组别设备同步预测提供技术保障。 展开更多
关键词 电力变压器 油中溶解气体 同步预测 Temporal Fusion Transformer(TFT)模型 时间序列 注意力机制
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高灵敏度PMN-PT压电薄膜传感器的研制与发电机定子绕组局放监测
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作者 任宗强 赵一明 +4 位作者 张云飞 黄泽 吴明 高景晖 钟力生 《高电压技术》 北大核心 2026年第2期572-581,共10页
为了监测发电机定子绕组槽口附近的局部放电超声信号,提升绝缘体系状态评估能力,开发了一种可布置在绕组端部槽口的植入式高灵敏度PMN-PT压电薄膜传感器,并验证了该传感器的有效性。首先,采用溶胶凝胶法制备PMN-PT薄膜,并结合电极结构... 为了监测发电机定子绕组槽口附近的局部放电超声信号,提升绝缘体系状态评估能力,开发了一种可布置在绕组端部槽口的植入式高灵敏度PMN-PT压电薄膜传感器,并验证了该传感器的有效性。首先,采用溶胶凝胶法制备PMN-PT薄膜,并结合电极结构设计和声阻抗匹配材料优化了传感器性能。其次,通过针尖脉冲放电实验和聚乙烯板声发射断铅实验验证了该传感器具有较强的抗干扰能力、高灵敏度和良好的频响特性。最后,在真型定子绕组线棒上制造人工缺陷验证了PMN-PT压电薄膜传感器在放电监测上的有效性。实验结果表明,针对诱发的视在放电量为3746 pC的局部放电事件,设计的PMN-PT传感器可检测到的最大输出电压为0.4 V,其灵敏度相比传统陶瓷传感器提高了约1.74倍,频率响应范围扩展至400 kHz。该文研究为发电机在线监测技术提供了一种创新的解决方案,不仅显著提升了绝缘状态的实时监测能力,也为电力设备的安全运行奠定了基础,具有重要的应用前景。 展开更多
关键词 发电机定子绕组 局部放电 超声检测 PMN-PT压电薄膜传感器 在线监测
原文传递
基于频域介电谱的高压电缆绝缘老化诊断关键技术研究
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作者 王佑球 方智磊 +2 位作者 陈阳东 王晓伟 张红海 《电工技术》 2026年第1期217-220,共4页
高压电缆绝缘老化威胁电力安全,而频域介电谱技术能通过分析绝缘材料宽频介电响应,提前发现老化问题,有效规避故障风险。针对高压电缆绝缘老化诊断问题,设计了基于频域介电谱(FDS)的实验方案。通过搭建高精度FDS测试系统,提取介质损耗... 高压电缆绝缘老化威胁电力安全,而频域介电谱技术能通过分析绝缘材料宽频介电响应,提前发现老化问题,有效规避故障风险。针对高压电缆绝缘老化诊断问题,设计了基于频域介电谱(FDS)的实验方案。通过搭建高精度FDS测试系统,提取介质损耗因数、复介电常数等关键特征参数,结合介电弛豫模型拟合、主成分分析和机器学习算法,实现了电缆绝缘老化状态的精准诊断。实验结果表明,所提方法能有效区分不同老化类型与程度,为高压电缆绝缘状态评估提供可靠技术支撑。 展开更多
关键词 频域介电谱 高压电缆 绝缘老化 老化诊断 多参数评估
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