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- 摘要：电触头作为断路器核心元件，需具备优良的导电性、力学性能及抗熔焊性。CuCr合金因高强高导被广泛应用，但高温下存在脆性提升等缺陷。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究3%原子分数的C、Si单掺杂对CuCr基合金性能的影响。通过构建不同Cr浓度的CuCrX(X=C、Si)置换固溶体模型，利用CASTEP软件分析合金晶格参数、热力学稳定性、弹性常数及电子结构等。结果表明：C掺杂显著影响晶格常数，随Cr浓度升高晶格畸变加剧，且显著提升热力学稳定性，但降低弹性模量、增强脆性，其弹性变化利于提升抗熔焊性能；Si掺杂对晶格影响较弱，可提升弹性模量，CuCr₀.₁₆Si₀.₀₃综合弹性强度最优，同时增强脆性以改善抗熔焊性能。电子结构显示，C、Si掺杂均增强导电性，CuCrC理论导电能力更强，在成键特性上，CuCrC杂化作用显著，CuCrSi中Si-Cr杂化提升键能与抗形变能力。本研究为CuCr基触头合金性能优化提供理论依据。关键词：第一性原理;C/Si单掺杂;热力学稳定性;弹性性能;电子结构3|1|0更新时间：2026-04-24
- 摘要：超声信号测量是气体绝缘设备局部放电的有效在线检测方法之一。光纤干涉仪传感系统具有灵敏度高、抗电磁干扰等优点，适合用于局放超声检测，但易受环境噪声干扰，影响信号测量。本文首先明确了光纤干涉仪超声信号传感原理，在光纤干涉仪中引入了高频载波调制及下变频解调方法，一方面克服了环境噪声对传感系统的影响，消除了相位衰落造成的检测盲区，另一方面降低了系统采样频率，实现了超声信号的实时解调；其次，搭建超声检测平台，验证下变频解调方法的有效性与准确性；最后，基于所研系统在某1000 kV变电站GIS设备上进行现场检测实验，捕捉到局放超声波形，并通过S变换对现场检测中捕捉到的局放超声信号进行时频特征分析，有效区分了局放信号与其他干扰信号。基于高频载波及下变频的光纤超声传感系统为气体绝缘设备局放超声监测提供了一种灵敏可靠的手段。关键词：GIS;局部放电;超声传感;光纤干涉仪;下变频6|8|0更新时间：2026-04-09
- 摘要：复合绝缘子因优异的绝缘性能与机械强度在电网中得到广泛应用，但其护套-芯棒界面产生的脱粘与分层等隐蔽性缺陷是诱发断串、击穿等恶性故障的主要原因，现有检测手段难以满足此类缺陷的高灵敏度检测需求。文中提出了一种基于非线性超声的复合绝缘子界面缺陷诊断方法。以无缺陷、脱粘与分层三种典型缺陷的复合绝缘子样本为研究对象，搭建非线性超声试验平台并采集超声回波信号，引入离散傅里叶变换-最小二乘法（Discrete Fourier Transform - Least Squares，DFT-LS）提取频域非线性特征，并结合时域统计特征表征界面状态，建立基于改进灰狼算法优化支持向量机（Improved Grey Wolf Optimizer-Support Vector Machine，IGWO-SVM）的缺陷诊断模型。研究结果表明，DFT-LS算法在高噪声环境下显著降低了相对非线性系数的计算误差，有效提升了特征提取的鲁棒性；IGWO-SVM模型在收敛速度与识别精度上均优于GWO与其他同类优化算法，模型识别准确率达到96.7%，可实现对复合绝缘子界面缺陷的有效检测与智能诊断。关键词：复合绝缘子;界面缺陷;非线性超声;改进灰狼算法;支持向量机4|0|0更新时间：2026-04-08
- 摘要：GIS有着占地空间小，绝缘性能高等优点，在电网中被广泛运用。然而其内部自由金属微粒的跳跃、集聚等行为会降低其绝缘稳定性，对设备安全可靠运行留有隐患。本文搭建了模拟GIS振动带电试验平台，研究工频电压下，机械振动激励对金属微粒运动规律和局部放电特性的影响。首先研究分析了不同工况下自由金属微粒运动行为及其起跳电压变化规律，结果表明：振动激励会拓宽金属微粒的运动范围，并有效降低其起跳电压，最大降幅可达29.8%，进而建立了微粒得3种典型运动模式。其次使用脉冲电流法测量分析了振动激励下金属微粒的放电特性，结果表明振动的施加在一定程度上增加了金属微粒局部放电PRPD谱图的分散性，尺寸小密度低金属微粒局部放电最大放电量明显增加，0.5mm铝粒的最大放电量可增大146%，且在达到一定电压阈值后迅速增长，易引发击穿；而机械振动激励对粒径1mm铜粒等较重微粒的局部放电特性影响较低。研究结果可为实际工程中GIS带电操动断路器自由金属微粒的检测与分析提供理论支撑。关键词：GIS;金属微粒;机械振动;局部放电;运动规律;起跳电压;脉冲电流法;放电特性15|4|0更新时间：2026-04-03
- 摘要：GIS现场试验是保障设备投运后安全运行的最后一道防线。目前工程现场普遍采用交流耐压试验，但由于其试验条件与GIS实际运行工况下的“高电压-大电流”叠加应力存在显著差异，导致多起设备在通过交流耐压试验后仍在短期内发生击穿故障的问题。针对现有试验的不足，本文提出开展GIS加压加流现场试验，旨在提高投运前绝缘缺陷的检出率，提升设备投运后的运行可靠性。分析了在现场条件下同时向GIS施加高电压与大电流的技术路线，提出基于谐振电压-感应电流联合激励的新型现场试验方法，构建了完整的试验流程；进一步研制了适用于现场应用的感应式大电流试验装备，并首次在真实GIS交接试验现场完成加压加流试验验证。试验结果表明：采用感应法向GIS内部导杆施加大电流时，应避免GIS外壳、外壳接地及接地网之间形成导通回路；通过两套低功率叠加电源的协同使用，可在保证安全性的前提下有效实现GIS加压加流试验，为提升GIS交接试验的真实性与有效性提供了可行方案。关键词：气体绝缘组合电器;现场试验;加压加流;交接试验;局部放电;有效性;感应式升流器11|10|0更新时间：2026-03-24
- 摘要：目前在电力物联网蓬勃发展下，各种传感器终端设备及小型无线基站组成的无线传感网络成为了输电电力物联网感知层的重要组成部分。然而，户外输电线路中的分布式传感节点的连续可靠供电是目前需要重点解决的问题，其中环境微能量采集技术为输电线路传感节点的自驱动供电提供了一种有效解决思路。为解决输电线路分布式监测节点在户外环境下的连续供电问题，本文面向输电线路周围风能与导线微风振动能，设计了一种基于悬挂防振结构的电磁-压电复合取能系统。通过将风杯悬挂结构与导线防振结构相集成，应用风力驱动的电磁取能单元与振动驱动的减振压电取能单元，用于联合收集风能与线路振动能，并具有减振功能，进一步提出具有欠压锁定功能的电源管理策略，以提供面向无线传感节点的标准化直流输出，与传统的整流充电供能方式相比，该电能管理电路的功耗降低了94.7%，可实现对传感器节点的高效持续供电。本文设计的电磁-压电复合能量采集系统为解决输电线路在线监测传感节点的绿色、持续、可靠供电提供了全新的解决思路。关键词：输电线路;自供电;悬架结构;防振结构;电磁发电;压电发电;电源管理7|18|0更新时间：2026-03-23
- 摘要：山火过火后植被燃烧产生的灰烬颗粒会附着在绝缘子表面，灰烬颗粒作为导电性质的污秽会对绝缘子的绝缘性能产生影响。本文通过烧损试验获取植被燃烧灰烬颗粒，并以3片串XWP2-160瓷绝缘子为试品开展闪络试验，研究了灰烬颗粒浓度（TCD）、初始盐密（ISD）和灰烬附着面积（ST）对绝缘子闪络电压以及泄漏电流的影响规律。研究表明：随着TCD的增加，染污绝缘子的闪络电压近似呈线性降低，泄漏电流峰值呈指数为正的幂函数增加，与无灰烬附着下的情况相比，闪络电压降低19.8%~31.5%，泄漏电流峰值升高16.6%~44.4%；在灰烬附着情况下，随着ISD的增加，绝缘子的闪络电压呈指数为负的幂函数形式降低，且TCD变化对染污绝缘子闪络电压以及泄漏电流峰值的影响逐渐变小；随着ST的增大，闪络电压逐渐降低，泄漏电流峰值逐渐升高，两者的变化均呈现“初期平缓-中期显著-后期趋缓”的趋势。研究成果可为山火过火后输电线路绝缘子风险评估模型构建以及运行维护策略提供参考。关键词：瓷绝缘子;灰烬颗粒浓度;闪络电压;泄漏电流峰值;初始污秽度;灰烬附着面积9|4|0更新时间：2026-03-18
- 摘要：灭弧室作为真空断路器的核心部件，其抗电弧烧蚀特性决定着断路器的开断性能与寿命。为此文中构建了一种考虑阳极熔池流动的雷击燃弧触头烧蚀模型，以不同电流强度作为输入条件来模拟燃弧瞬态过程，总结了电流大小在雷击燃弧瞬态过程中对阳极烧蚀的影响规律，深入剖析不同电流强度对阳极热过程产生的影响。随后在此模型的基础上设计了中心复合实验，并提出了基于神经网络与NSGA-II算法相结合的触头材料成分优化方法确定铜基多元触头材料的最优成分，最终确定触头材料含量的最优质量比为Cu为77.13%，Cr=5.86%，W=10.69%，Ag=5.93%，Graphene=0.39%，优化前后质量损失和烧蚀轴向速度分别降低50.2%和41.3%，最高温度降低5.63%。该研究为真空灭弧室新型触头材料开发提供理论依据和技术支持。关键词：真空断路器;触头烧蚀;NSGA-II;材料成分优化27|31|0更新时间：2026-02-12
- 摘要：在高压真空断路器中，触头结构设计对磁场分布特性以及抑制电动斥力引发的对断路器运行的动态失稳具有关键作用。为此，本研究建立了杯状纵磁触头3D有限元模型，并通过融合支持向量回归(SVR)与麻雀搜索算法（SSA），以触头片开槽长度L1、宽度L2、径向旋转角度θ1、杯座厚度W、斜槽上下旋转角度θ2以及斜槽高度H六个关键结构参数作为输入，以电动斥力F、电流峰值时中心平面有效磁场占比S和过零时中心点磁滞时间t0分别为输出，构建了SSA-SVR高精度预测模型；最后通过NSGA-Ⅲ生成Pareto前沿，结合TOPSIS方法实现参数优选。结果表明:与初始数据相比，参数优化后F从169.91N降低至105.29N，S从53.31%上升至63.07%，t0从1.0233ms降低至0.7899ms,显著提升了触头的开断性能和运行稳定。关键词：真空灭弧室触头;电动斥力;磁场特性;SSA-SVR;NSGA-Ⅲ;TOPSIS18|34|0更新时间：2026-02-11
- 摘要：针对电磁斥力操动机构的机械故障诊断率偏低问题，文中提出了一种基于改进蜣螂优化算法(IDBO)优化门控循环单元神经网络（GRU）的故障诊断方法。首先，采用最大奇异值能量熵方法(EEMSE)对机构的分闸振动信号进行特征提取构建特征向量矩阵，并利用Lasso回归系数和皮尔逊相关系数对特征矩阵进行降维。然后，引入Chebyshev混沌映射、黄金正弦策略、位置更新动态权重系数对传统蜣螂优化算法(DBO)进行改进，并使用IDBO对GRU超参数优化，建立基于IDBO-GRU的电磁斥力操动机构故障诊断模型。最后，搭建实验平台对模型进行验证，结果表明，建立的故障诊断模型诊断精确度达到96.88％，相较于其它诊断模型具有更高准确率和更好稳定性，为电磁斥力操动机构的故障诊断提供了一种新的诊断模型。关键词：电磁斥力操动机构;改进蜣螂优化算法;门控循环单元神经网络;特征提取和筛选;故障诊断15|39|0更新时间：2026-02-11
- 摘要：振荡波试验是电缆绝缘检测的重要手段，解决了现场试验负载容量大导致的试验设备体积庞大的问题，介质损耗因数属于电缆振荡波试验的核心测试参数之一，然而现有振荡波条件下的介质损耗因数测试精度较低（仅为1×10-3量级），无法满足现场测试要求。本研究提出一种基于全相位快速傅立叶变换（ApFFT）和非线性最小二乘法（NLS）算法的高准确度介损因数测试方法，与传统方法对比无需再评估振荡波系统自身误差，测量精度提升到1×10-4量级。测试过程需同时测量振荡波电压和电流信号，开发了可实现最小化理论相位误差的测试系统，避开了测试对象击穿引发的地电压抬升风险。通过仿真和实验验证了该测试方法的准确性和算法的稳健性，达到了现场高精度介损检测需求，为振荡波下电缆绝缘评估提供了更可靠的技术手段。关键词：电缆;振荡波;介质损耗因数;绝缘状态诊断14|14|0更新时间：2026-02-06
- 摘要：铜材料和铜基复合材料因其优良的性能在电力工业中得到了广泛的应用。石墨烯因其高导电性、高导热性和优良的机械性能，最近已成为改善铜基材料的热门选择。然而，在实际制备中，石墨烯容易出现缺陷。因此使用基于密度泛函理论的第一性原理计算来研究具有不同缺陷的铜/石墨烯复合材料。计算石墨烯缺陷和异质Cr原子对铜/石墨烯复合材料界面结合能力的协同效应。结果表明，引入缺陷后费米能级处的电子数量增多，键级增多，键能增强。此外，引入异质原子Cr增加了结合能的绝对值，提高了缺陷石墨烯/铜结构的稳定性并且使缺陷石墨烯/铜界面模型在费米能级处的电子数增多，提升了复合材料的导电性。关键词：石墨烯/铜界面;第一原理;导电性;石墨烯缺陷;异质原子18|19|0更新时间：2026-01-12
- 摘要：空气间隙的击穿电压是超/特高压输电线路带电作业安全防护的关键因素。针对等电位作业间隙放电路径受等电位作业人员的站位与姿势影响而影响击穿电压问题，本文聚焦复合横担带电作业提出了一种考虑人员站位姿态及放电附着点的击穿电压预测方法。基于先导放电模型，建立了考虑等电位人体的带电作业间隙放电附着点模型，并分析了不同姿态下人体体表的放电附着概率；将间隙结构和电场分布等特征量作为支持向量机（support vector machine，SVM）的输入量，以间隙是否击穿作为输出量，建立了击穿电压预测模型。通过该模型对复合横担等电位作业间隙的正极性操作冲击50%放电电压进行了预测，预测值与试验值相吻合。本文方法可准确地表征作业人员的姿态与站位对组合间隙绝缘强度的影响，为等电位人体-杆塔间隙击穿电压的获取提供了一种新途径，有望在实际应用中提高带电作业的安全性。关键词：带电作业;组合间隙;放电附着点;击穿电压;人体姿势;支持向量机;电压预测;机器学习21|27|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：我国中西部地区输电塔在复杂地质构造、极端气候事件及多重灾害耦合作用下存在结构失稳风险，亟需针对铁塔薄弱部分提出性能可靠、安装便捷的加固方法。本研究提出基于钢绞线连接加固技术的塔体稳定性提升方法，区别于传统局部加固工艺，通过构建有限元塔线耦合模型，系统探究了风-冰荷载耦合工况、单风荷载工况及覆冰工况下塔架结构的应力分布特性与形变响应机制。研究发现：钢绞线节点强化连接技术可有效实现塔体薄弱部位的应力分布，其高强度特性使塔架在30m/s风速及20mm覆冰综合工况下的最大应力降低35.3%。通过模态参数对比分析，加钢绞线后输电塔在低阶模态时候表现为钢绞线的舞动摇摆，前2阶自振频率分别高出了9.5%、8.2%，证实该加固体系能显著改善结构刚性和动力特性。研究成果为高灾害风险区输电塔的韧性加固设计提供了量化决策依据。关键词：塔线体系;有限元分析;钢绞线连接;模态分析;加固设计13|18|0更新时间：2026-01-08
- 摘要：随着变电站智能化改造的深入，操作模式正逐步向高效、安全的“一键顺控”转变。然而，实现这一模式的关键在于对隔离开关分合闸状态的精准判断。当前，隔离开关分合闸状态的检测方法存在成本高、适用范围窄等问题。为解决这些挑战并推动变电站的智能化运维，本文研究了图像识别技术中的模板匹配算法，实现了隔离开关状态的快速、准确识别与检测。通过引入积分图和图像金字塔技术，对归一化互相关模板匹配算法进行了加速，使得单张图像的检测时间大幅缩短至0.038秒，同时保持了98%的高准确率。进一步，提出了一种基于边缘特征的模板匹配算法，将检测时间进一步压缩至0.015秒，且准确率稳定在95%以上。最终，设计并实现了一套高效的隔离开关分合闸检测系统，为变电站的智能化运维提供了有力支持。关键词：隔离开关状态检测;模板匹配算法;智能化运维22|50|0更新时间：2025-12-25
- 摘要：变压器励磁涌流作为一种常见的短时高幅值电流波动，常对电气设备造成冲击。为了减少这一冲击，本文研究了不同合闸策略对1000kV变压器励磁涌流的影响。采用ATP暂态仿真软件模拟了多级合闸时的电流波形及涌流参数。计算结果显示，多级合闸相较单级合闸不仅能够有效降低涌流峰值，还能加速电流的衰减过程，优化了系统的运行稳定性。通过对不同合闸相角和合闸电阻组合的分析，最终确定了最有效的涌流抑制组合为断路器延时合闸，采用900Ω合闸电阻投入30ms且在合闸角度为90°时合闸。合适的合闸策略能够显著改善变压器励磁过程中的电流特性，具有较强的工程应用意义。关键词：励磁涌流;多级合闸;合闸策略;特高压11|18|0更新时间：2025-12-09
- 摘要：针对声源设备本体的噪声控制技术近年来获得重点研究，尤其是在电网领域，由于变压器低频噪声影响，许多变电站面临厂界噪声超标风险。文中研发了一种变压器本体降噪用吸隔声装置，首先基于阻抗复合原理，通过微穿孔板、硅酸铝纤维毡的复合，设计了带有中间腔的吸声构件；随后通过橡塑共混工艺，加工了室温下具有阻尼峰值的橡胶，制备了约束阻尼隔声构件；最后，将吸隔声构件复合，定型了变压器用吸声装置，并进行应用测试。结果表明，110 kV50 MVA变压器安装该装置后，噪声声压级由65 dB（A）下降至56 dB（A）。关键词：阻抗复合;约束阻尼;吸隔声装置;阻尼橡胶;变压器降噪10|17|0更新时间：2025-12-05
- 摘要：油中溶解气体含量是评估变压器运行状态的关键指标，其发展趋势对于预防变压器故障至关重要。本文采用RIME-VMD-TCN-iTransformer组合模型预测油中溶解气体含量的发展趋势，首先采用变分模态分解算法削弱信号的非平稳特性，并通过霜冰算法进一步提升分解序列的有序性。然后采用TCN-iTransformer模型对各模态分量分别预测，最后将所有模态分量预测结果进行重构得到预测结果。研究结果指出RIME-VMD分解后的各模态分量之间没有频谱混叠现象，其能将突变型时序信号分解成为若干平稳且规律的频率分量。相比于其他组合模型，本文提出的组合模型能够及时响应时序信号的变化趋势，且其在不同气体变化趋势中均具有最低的预测误差。结果表明，本文模型在处理故障引起的突变型信号时，展现出了更高的准确度和稳健性，其在提高变压器油中溶解气体含量预测精度方面具有良好的应用潜力，为变压器状态监测和早期故障诊断提供了技术支持。关键词：电力变压器;变分模态分解;霜冰算法;TCN模型;iTransformer模型;油中溶解气体预测。20|3|0更新时间：2025-12-05
- 摘要：SF6气体泄漏是GIS设备最常见的故障之一，GIS泄漏发生时通常伴随内部水组分的增长。为了揭示不同漏孔形态对GIS设备微水增长特性的影响，选取了包含简单圆柱孔、台阶孔、锥形孔、直角孔及并排孔等7种漏孔形态，建立数值模型开展了多组分相变输运瞬态模拟。获得了GIS压力下降过程中不同漏孔内外部流场及水组分相变输运动态特性。结果表明，在相同的漏率规模下，漏孔结构越复杂，其出口位置羽流覆盖面积越小，外部冷凝水更容易进入漏孔内部；扩张型漏孔内会产生热力喉道等气动结构，该结构对液相水进入泄漏通道有明显的阻碍作用，从而导致扩张型漏孔较收缩型漏孔临界压力更低。关键词：气体绝缘开关;漏孔形态;多相流;重力流;微水增长;数值模拟9|17|0更新时间：2025-11-19
- 摘要：GIS设备SF6气体泄漏往往伴随内部水组分含量上升，对电力设备的安全稳定运行带来了巨大的隐患。为了揭示微小泄漏与水分增长二者伴生发生的物理机理，文中以国网甘肃某GIS设备为对象，开展了瞬态大时间跨度CFD模拟。模拟中建立GIS罐体、漏孔及外侧空气远场模型，使用Mixture多相流模型，获得了泄漏过程中不同时刻下的流场分布。结果表明，漏孔外侧SF6羽流会造成局部低温，引发空气中水蒸气凝结，液相水在内部压力下降至0.48 MPa附近时会进入GIS罐体内部，昼夜温度交替会加剧该现象的发生。关键词：气体绝缘开关;SF6;含水量;多相流;微泄漏;数值模拟14|13|0更新时间：2025-11-19
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