基于CNN_LSTM模型的复杂支路故障电弧检测*

在低压交流配电系统中,当多支路并联的复杂系统的某1支路中出现串联电弧故障时,识别难度大幅提升。为了预防此类情况引发的电气火灾,提出1种卷积神经网络(CNN)与长短时记忆网络(LSTM)结合的串联故障电弧检测方法。首先,搭建实验平台用以采集不同负载在不同支路下发生故障时和正常工作时的干路电流数据;然后,构建CNN_LSTM模型并做出相应改进,将电流数据直接输入到模型中,由模型自主提取波形特征并进行分类。研究结果表明:该方法可以快速、准确地识别出电弧故障,准确率达99.04%以上,且能够较为准确地检测出是哪类负载所在的支路发生电弧故障,准确率达97.90%,可为复杂支路下的电弧故障识别研究提供参考。     

单芯铜线过电流故障电弧熔痕的微观特征研究*

为准确认定电气火灾中过电流故障，模拟4~7倍额定电流（Ie）条件下单芯铜导线过电流故障，利用光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）分析过电流故障电弧熔痕的组织特征，并结合Image-Pro Plus软件测定晶粒直径、周长和面积，探究金相组织的量化判据和变化规律。结果表明:当I＝4Ie时，过电流故障电弧熔痕的金相组织主要为方向性较强的树枝晶；当I＝5Ie，6Ie时，金相组织内树枝晶占比减小，胞状晶占比升高；当I＝7Ie时，方向性较弱的胞状晶占主导。随着电流增加，晶粒的平均直径、周长和面积均呈增长趋势。通过火灾案例分析可知，实验结果与现场的电弧熔痕组织特征基本相符，验证火灾事故原因为过电流故障。     

碳电极直径与负载特性对故障电弧断路器响应时间影响研究*

为解决故障电弧断路器动作响应滞后、效率低等问题，基于电气火灾多发原因与防控实验装置、功率因素可调式负载柜，搭建故障电弧模拟实验台，研究故障电弧断路器响应时间影响因素，利用功率分析仪统计断路器响应时间。研究结果表明:纯电阻电路中，断路器响应时间随碳电极直径增大而缩短；在负载功率P=800,2 000 W条件下，碳电极直径D≥2 mm时,断路器瞬时保护率达100%;负载功率P=3 200 W时,断路器瞬时保护率小于50%；碳电极直径D为1,2 mm时，断路器最佳负载功率保护区间分别为［1 200,1 600］ W,［800,2 400］ W，碳电极直径为2 mm的保护区间范围较宽，安全可靠性更高；感性电路中，断路器响应时间随功率因数减小而延迟，功率因数对断路器动作响应时间的影响随负载功率增加而降低。研究结果可为故障电弧断路器响应时间的设定提供参考。     

基于PLM的矿用低压变频器漏电机理的研究

解释了矿井低压电网系统引入变频器后单相漏电故障电流增大的机理。以人身触电事故为研究对象,建立煤矿井下低压电网变频器系统单相漏电故障的分段线性模型,推导出故障电流的有效值,并经 MATLAB 仿真进行了验证。其分析结果表明,人身触电电流大幅度提高,人身安全水平显著下降。并进一步归纳出矿井低压电网变频器系统单相漏电故障电流的影响因素及一般规律。实验结果验证了理论分析与仿真的正确性。     

单相电气设备安全防护

单相电气设备是指照明设备、家用电器、小型电动工具、小电炉及其它小型电气设备。据有关资料统计表明,无论是工矿企业还是我们日常生活,因单相电气设备在接线技术措施上或在防火措施上不加重视而造成的事故率较高。所以必须加以重视。 一、接线技术措施 单相电气设备的保护接地与三相电气设备相同。但是由于有工作零线,其保护接零与三相电气设备的保护接零不完全相同。 1.中性点不接地系统:在中性点不接地供电网中,应采取保护接地。这时,电网中性线只起工作线的作用。为了减轻短路或过载造成的火灾的危险,相线和中性线可以装开关和熔断器。如图1所示,对于双线制供电线路,中性线上可同时安装开关和熔断器;而对于三相四线制线路,为了避免一相负载过大或短路影响其它两相的工作,中性线上只装设开关,而不装设熔断器。     

考虑冰风载荷影响的输电线路运行风险评估方法*

为预防在极端冰灾环境下大规模停电事故的发生，提出1种考虑冰风载荷的输电线路运行风险评估方法。在极端冰风环境下，计算输电线路与杆塔所承受的总载荷，利用强度与应力干涉模型确定输电线路与杆塔的故障率，同时结合串联可靠性原理确定线路故障综合概率；利用非贯序蒙特卡洛法与线路故障综合概率设置预想故障集，结合直流潮流优化模型计算每条线路的失负荷量；综合考虑负荷等级与抢修恢复时间，确定线路失负荷的经济价值并定义为故障后果；将故障后果与线路故障综合概率的乘积定义为输电线路风险评估指标。以实际拓扑结构修正的IEEE30节点开展算例分析。结果表明:所提方法可对输电线路运行风险进行有效评估。     

ZR-BV单芯铜线过电流故障电弧熔痕特征研究

为准确认定电气火灾事故中的过电流故障,模拟在不同电流条件下ZR-BV单芯铜线的过电流故障,通过逐帧分析高速影像研究导线发生过电流故障时的变化过程,使用金相分析技术分类研究过电流导线电弧熔化痕迹的组织特征。结果表明:当I≥4Ie时,导线发生熔断,断路电弧将引燃热分解后的绝缘热解气体,造成火灾的蔓延扩大;过电流导线电弧熔断痕与火烧熔痕的宏观特征较为相似,但喷溅熔痕和发散状熔痕是过电流导线所特有的;枝晶偏析组织是过电流电弧熔断痕的典型组织,且随着电流值的升高,枝晶偏析组织分布范围明显扩大,几乎不再出现等轴状组织。     

基于变频器的X射线安全检查设备传输系统改造

X射线安全检查设备传输系统中380V三相异步电动机供电方式为全压工频供电。电动机启动时电气和机械冲击剧烈,导致启动噪音过大且容易损坏机械部件。本文提出了一种利用变频器软启动功能解决该问题的方法,该方法很好地解决了启动噪音过大和机械冲击问题,并且将设备由三相供电改为单相供电,扩大了设备的使用场合,对各型号的安检设备有着很好的借鉴意义。     

厂站直流系统交流电串入直流回路的故障支路识别方法

在电力系统中,厂站的直流系统作为二次系统的控制电源,是厂站中较为关键的一环。直流系统由于覆盖广泛、布线复杂等原因,会导致交流电串入直流系统等故障。在直流系统某一支路负载交流电串入直流系统后,利用不平衡电桥交替切换桥上电阻的接入状态,分析了负载出口电流变化情况,提出了检测负载出口电流是否存在变化的方法,判别交流串入直流系统的故障支路。利用ATP/EMTP仿真验证了算法具有较高的准确性。     

BVR多芯铜导线过电流故障下燃烧及火焰传播研究*

为深入研究BVR多芯铜导线过电流故障下燃烧及火焰传播特征,采用堆栈技术分析导线受热形变,并利用高速摄像机记录故障导线发热、熔断及绝缘燃烧现象,研究导线发热形变、熔断时间及燃烧时火焰传播速度与电流值变化关系。结果表明:当I=136 A时,导线不发生熔断,只有当高温线芯直接接触周围可燃物才可引发火灾;当I=153 A时,导线会发生熔断现象,且熔断时间随过电流值升高而缩短;当I=204 A时,导线发生熔断,断路电弧引燃周围热解气体,火焰前沿迅速蔓延至导线两端,平均火焰前沿传播速度达2.2 m/s,平均明火持续时间达8.2 s,整根导线无需外界可燃物即可发生明火燃烧。研究结果可为起火原因认定提供技术指导。     

基于风量-风压复合特征的通风系统阻变型故障诊断

为了避免风量单一特征进行故障位置诊断的不适定性，提出基于风量-风压复合特征的故障位置诊断方法，实现特征信息的多维互补，提高故障位置诊断的准确度。利用蒙特卡洛方法生成大致满足实际故障风阻值分布的故障仿真样本，为了避免不同变量之间不同量纲、不同数量级造成的数据损失，对原始风量、风压数据进行标准化处理，并分别以风量单一特征、风压单一特征、风量-风压复合特征作为支持向量机（SVM）的输入，构建通风系统阻变型故障位置诊断模型。通过故障模拟实验研究表明:风量、风压单一特征进行故障位置诊断的准确度分别为89.80%，90.34%，风量-风压复合特征进行故障位置诊断的准确度为98.23%，说明风量-风压复合特征进行故障诊断可以消除风量、风压单一特征进行故障诊断的不适定性，提高故障诊断的准确度。     

长大区间隧道抽出式串联通风机排烟能力实验研究

为实现有效通风以降低隧道火灾带来的损失和伤亡,依托青岛市地铁8号线大洋站至青岛北站区间隧道,建立线性比尺为1∶15的隧道通风排烟模型实验系统,针对通风机串联单抽,围绕3种通风机频率匹配组合,测定单机的变频频率值、电功消耗、排烟道与行车道的断面平均风速以及右侧行车道静压。研究结果表明：在相同功率消耗下,不同频率匹配的串联通风机排烟效果存在差异;针对此差异,利用气体挡烟墙性能及其计算欧拉数值比较发现,风井近端的通风机频率较大时,下游对污染气流的抵抗力更强,拥有更好的排烟效果。研究结果可为隧道火灾提供更有效率的防灾救灾数据支持,并从欧拉数方面为研究隧道临界风速提供新角度。     

地下氡气测量法-音频大地电磁法在隐伏断层探测中的应用*

为开展隐伏断层探测，明确断层空间位置和构造属性，在此基础上合理避让或采取有效的工程措施，可以有效减轻地震灾害损失。在昔格达断裂带某区域，采用地下氡气测量法与音频大地电磁法相结合的方法探测隐伏断层。结果表明:2种方法所推断的断层区域较为吻合。地下氡气测量法简单方便，但无法确定断裂结构的深部延伸及产状变化，音频大地电磁法勘探深度大、效率高但干扰因素较多，具有多解性，二者结合的断层探测方法在研究区效果良好，对类似地区开展断层探测具有一定的借鉴和指导意义。     

基于深度学习的输煤皮带故障视觉检测方法研究

为了更好地检测皮带跑偏、撕裂和异物干扰等严重影响皮带安全运行的故障状态,围绕相关问题产生的原因及检测方法开展深入研究,通过对纵/横向裂缝、异物的检测分析、实验,提高基于视觉的检测精度。提出基于Canny边缘检测算法的皮带跑偏检测算法;基于深度学习的横向与纵向撕裂检测,尤其对于裂缝与纵向纹理区分不明显情况,提出一种红光透射的判别方式;基于最小距离分类算法将识别异物转换为分类问题,利用机器学习的方法对样本进行训练并建立无异物阈值,通过提取特征,最后利用最小距离分类算法得到有无异物的结果。研究结果表明:提出的视觉检测系统可以实时高效地检测出输煤皮带常见的3种故障,可进一步保障运输系统安全运行。     

在运有载分接开关故障多维统计分析

为加强分接开关故障的事前预防与隐患排查,保障电力系统的安全稳定运行,根据故障类型、产品类型和应用环境等维度,对国家电网公司在运分接开关进行故障统计分析.研究结果表明:分接开关发生"分接头不同步"的概率相对最高,二次回路的继电器故障频次最高;真空灭弧分接开关的故障概率略低于绝缘油灭弧分接开关;气候湿润地区、昼夜温差大地区...     

基于非线性技术锅炉故障分析*

为预测和判断锅炉故障的发生，完善锅炉故障检测技术，基于锅炉运转具有非线性特点，提出将非线性评价指标应用于锅炉故障诊断。研究特征信号的非线性特性，通过确定延迟时间和嵌入维数来重构相空间；采用混沌分形理论研究非线性评价指标；提取最大Lyapunov指数和关联维数，并为收集的每种特征信号选择最合适的非线性指标。结果表明:蒸汽压力的非线性特征指标应选择关联维数，烟气温度1、烟气温度2、水管温度1和水管温度2的非线性特征指标应当选择最大Lyapunov指数。