10 kV交联聚乙烯电缆中超声波传播规律*

电缆局放会产生超声波,利用超声波可以进行局放定位和大小估计。为了研究电缆中局放超声波的传播规律,利用COMSOL建立了基于10 kV交联聚乙烯电力电缆本体的声压场仿真模型,探究了超声波在电缆中的扩散过程和电缆表面超声波峰峰值随传播距离的变化规律之间的关系,并在真实10 kV单相交联聚乙烯电缆上进行了超声波衰减实验,探究了真实电缆表面超声波峰峰值随传播距离的衰减规律。结果表明：电缆表面声波峰峰值随传播距离的衰减符合指数规律,衰减系数?=0.07 Np/mm(或0.62 dB/mm),并且是电缆内部声波的扩散过程导致了电缆表面声波峰峰值的严重衰减。据此,针对10 kV 交联聚乙烯电缆,建议将局放超声传感器安装在距离局放易发位置100 mm以内,还提出了判断电缆中局放超声波扩散过程结束位置的方法,为确定其他类似型号电缆安装超声传感器的位置提供参考。     

索托桥结构分析的滑移索单元法

为在索托桥的结构分析中精确模拟连续长索的滑动,本文创建了一种新的单元。被称为“滑移索单元”的新单元有三个节点,以点接触的形式模拟索从下方绕过滑轮,它可以通过自动调整两侧索段的长度而使单元处于平衡状态,从而简化了计算。新单元算法的推导基于有限元分析的基本原理和弹性悬链线的解析解,并利用了平衡状态时单元内力之间的关系。本文介绍滑移索单元的推导过程,用设计的算例验证了它的正确性,分析了连续长索的滑移对索托桥桥面竖向变形的影响。新单元可以直接用于常规的有限元分析中,研究处于工作状态或在施工中的索结构。     

悬索桥结构分析中的索-鞍座单元

为在悬索桥结构的有限元分析中真实、简洁、高效地模拟索鞍,本文建立了一类新的单元。新单元包括索段的一端固定在与其接触部分为单一半径圆弧的索鞍上,另一端分别位于索鞍两侧的两节点“左索-鞍座单元”和“右索-鞍座单元”,以及索段两端点分别位于索鞍两侧,中间一点固定于鞍座上的三节点“索-鞍座单元”,后者的鞍槽可为两不同半径圆弧的组合。根据要求的成桥状态几何参数确定结构的无应力状态时,可利用前二者进行悬索桥的单跨分析。新单元通过自动调整索与鞍座的脱离点而处于平衡状态,从而简化了计算。单元算法的推导基于有限元分析的基本原理和弹性悬链线的精确解,并利用了处于平衡状态时索与鞍座之间的内力关系。新单元可象常规单元一样直接用于成桥状态或施工过程中悬索桥结构的有限元分析。设计的算例验证了新单元的正确性,并举例说明了新单元在悬索桥结构分析中的应用。     

10 kV紧凑型三相同轴高温超导电缆交流损耗研究

根据10 kV紧凑型三相同轴高温超导电缆参数,在COMSOL Multiphysics有限元软件中建立电缆的二维仿真模型,基于H方程求解了电缆在额定工况稳态运行时以及不同传输电流下的磁场分布和交流损耗;在此基础上,分析了绕制半径、相间距离以及相间相对角度对交流损耗的影响.仿真结果表明,各相超导层绕制半径越小,相间距离越小,各相产生的交流损耗越小;三相的交流损耗有随着超导层结构周期性变化的特点,且当相间相对角度为0°时,各相产生的交流损耗最大.     

Study on electron beam cross‐linked ethylene‐tetrafluoroethylene copolymer‐insulated cables for aerospace applications: Mechanical performance,crystallization kinetics,and fluoride precipitation

The cross‐linking effects of cross‐linked ethylene‐tetrafluoroethylene copolymer (XETFE)‐insulated cables at different electron beam radiation doses were analyzed in this paper. Evaluation of the mechanical performance of the cables revealed that the highest tensile and breaking elongation was achieved at a radiation dose of 8 × 10⁴ Gy and that XETFE had a good resistance to extreme electron beam irradiation. This is attributed to the cross‐linking effects induced by electron beam irradiation, and this takes full advantage of the strength of molecular chain crosslink to each other. The crystallization kinetics of XETFE at different electron beam radiation doses were studied in detail in terms of the non‐isothermal and isothermal crystallization processes. The results indicated that the crystallinity of the XETFE domain increased with an increase in the radiation dose as a result of heterogeneous nucleation. Moreover, the highest ΔE_a was obtained, indicating that XETFE absorbed some energy at a radiation dose of 8 × 10⁴ Gy. These kinetic parameters had help in carrying out a comprehensive evaluation of the performance of XETFE‐insulated cables for aerospace applications. Moreover, the fluoride precipitation observed in this study indicated that upon electron beam irradiation, XETFE could internally produce hydrogen fluoride, which is corrosive to metals. Thus, optimizing the radiation dose was necessary to achieve the desired performance. We could believe that the improvement for properties of electron beam XETFE insulation cables would expand their range of applications in the aerospace field.     

基于传输线理论电力高频脉冲在电缆上的传输与反射研究

针对电力高频脉冲在电缆上传输过程引起产生谐波等问题,基于传输线理论,在建立高频脉冲作用下电缆分布参数模型的基础上,探讨在高频脉冲驱动下长电缆传输产生的负面效应问题.论文结合三相交—直—交PWM变换电路带电动机负载状态下,较详细地分析讨论了PWM脉冲波在电缆上的传输和反射过程,研究电机端过电压的产生机理,分析引起电机定子绕组绝缘过早损坏,供电电源电压产生谐波的原因,并通过实验验证了理论分析的有效性.     

电缆电磁脉冲屏蔽效能的辐射法测量

分析了电缆电磁脉冲屏蔽效能传统测量方法的局限,提出了辐射法测量电缆电磁脉冲屏蔽效能的试验方法。该方法根据互易性原理,将屏蔽效能定义中的电缆耦合场测量转变成电缆辐射场测量。通过电缆屏蔽前后辐射场的测量,得到电缆的电磁脉冲屏蔽效能。以SYV50-5同轴电缆为对象,采用辐射法研究了其对电磁脉冲的屏蔽效能,试验取得了较理想的效果。由于互易性原理对介质空间除了线性没有特别的要求,对于传统方法很难处理的多芯电缆、双屏蔽电缆、特种电缆等的屏蔽效能测量,辐射法测量同样有效。通过改变传感器的类型测量辐射磁场,还可以得到电缆对磁场的屏蔽效能。     

35-110kV高温超导电缆终端低温恒温器热负荷分析

高温超导电缆终端是运行在低温的超导电缆芯向常温的高压母线过渡和制冷剂进出口的汇集组件,为了获得有效的超导电缆运行的低温环境,设计了一套电缆与终端可拆卸的恒温器,系统采用过冷液氮循环,液氮既是冷却介质,又是高电压绝缘介质。通过传热理论对恒温器的热负荷进行了计算,得到了用于35-110kV电压等级、额定电流交流2 000A的高温超导电缆低温恒温器主要漏热,尤其对终端交流电流引线进行了优化计算。计算结果表明,在现有设计结构下,恒温器的漏热量小于300W;从热负荷分布分析,电流引线漏热为主要漏热,支撑及传输管线的传导漏热占系统总漏热的22%左右。计算结果为该高温超导电缆终端低温系统的设计和进一步优化提供了依据。     

一种基于双目视觉技术的运动线缆空间位姿测量方法

为了测量柔性运动线缆的空间位姿,提出了一种基于双目视觉的中心线匹配法,可以对长径比较大的柔性线缆类零件的空间位姿进行光学测量。通过运动估计方法提取ROI(感兴趣区域),对ROI进行二值化处理,再通过细化算法提取区域的骨架作为中心线,结合极线约束寻找中心线上的匹配点对,重建中心线上点列并拟合空间中心线。建立了实验系统,通过实验测试表明,该方法平均测量误差为0.09mm,证明了实验方法的正确性和可行性。     

Numerical simulations for a variable order fractional cable equation

In this article, Crank-Nicolson method is used to study the variable order fractional cable equation. The variable order fractional derivatives are described in the RiemannLiouville and the Gr¨unwald-Letnikov sense. The stability analysis of the proposed technique is discussed. Numerical results are provided and compared with exact solutions to show the accuracy of the proposed technique.