雷电冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电特性

针对变压器在雷电冲击试验中出现局部放电却无法有效诊断分析的现状,构建油纸绝缘多尺度气隙缺陷模型,探究冲击电压条件下局部放电特征。基于油纸绝缘气隙缺陷在雷电冲击电压下的放电特点,将雷电冲击电压作用时间划分为波前时间、半峰值时间、延迟时间和去电荷时间四个阶段,详细阐述了去电荷阶段局部放电驱动机制。结果表明,半峰值时间和去电荷时间内局部放电脉冲极性相反,且在去电荷阶段内脉冲放电无过冲振荡现象,随着气隙高度的增大,延时放电时间延长,平均放电量增加,累积放电量减小,且放电重复率减小。     

1100kV SF_6断路器断口联合电压试验研究

断口联合电压试验是断路器绝缘型式试验的重要项目。11 00kV SF_6断路器较高的绝缘水平、较大的断口电容对绝缘试验室提出了更高的要求和挑战。应用电磁暂态程序EMTP对1100kV SF_6断路器断口冲击联合电压试验多种工况进行了数值仿真,优化确定了相关试验方案。仿真结果表明:对于操作冲击联合工频的试验方式,可以单纯通过提高工频侧的电压峰值补偿电压跌落;对于雷电冲击联合工频的试验方式,应通过部分提高雷电冲击侧的电压峰值、部分提高工频侧电压峰值补偿电压跌落。根据仿真结果,机械工业高压电器设备质量检测中心按照GB/Z 24838-2009对新东北电气研制的1100kV SF_6断路器顺利进行了断口联合电压绝缘型式试验。     

220kV SF_6气体绝缘GIS真型试验平台设计与研制

为在试验室环境下模拟SF_6气体绝缘交流GIS装备在正常、故障运行条件下的各项性能参数,并能定时、定量跟踪监测局部放电量、SF_6气体分解物等特征参量的发展趋势,设计并研制了220kV SF_6气体绝缘GIS真型试验平台,即从GIS中心母线、固体绝缘件结构设计出发,仿真分析了固体绝缘件三维电场分布特性,并对220kV GIS真型试验平台进行了调试,验证了GIS中心母线、固体绝缘件结构设计的可行性,为现场用在役SF_6气体绝缘GIS装备运维检修提供一定理论和实践依据。     

高压组合电器中HF气体模拟生成的理论及试验分析

HF气体作为SF6气体分解反应的首要特征气体,对高压SF6气体绝缘高压电力设备故障的诊断具有重要意义。通过分析GIS中典型放电故障类型,归纳所对应的分解产物,对SF6前期解离过程及在一定微水和微氧条件下HF产生的物理化学机理进行阐释,并搭建实验平台开展HF气体模拟生成试验。高电压放电模拟生成试验表明,针-板距离10mm,微水1 500ppm,微氧6 000ppm的高电压放电条件下,HF气体生成速度随电压升高逐渐加快,可有效表征高压组合电器内部初期绝缘缺陷。此外,在试验条件下运用自行研制的TDLAS在线检测技术实现了对GIS放电气室中HF气体的有效检测,验证了该技术的稳定性和可靠性,为GIS中HF气体实施在线检测提供了技术支撑,具有较好的工程应用价值。     

放电参数对高频纳秒脉冲多流注点火的影响

在可视化定容燃烧弹中,采用高频纳秒脉冲驱动沿面介质阻挡放电(SDBD)等离子体发生系统,研究了不同放电脉冲间隔和脉冲数下多流注放电的形态与能量特性及其点火助燃效果．放电试验表明：所开发的等离子体发生系统单脉冲能量约为5 mJ,平均功率超过10 kW;脉冲间隔为50μs的40个脉冲能产生环绕中心电极分布的8个流注通道,流注长度超过12 mm;随着脉冲频率或脉冲数的减少,流注长度减小．点火试验表明：脉冲间隔为50μs的30个脉冲能产生环绕中心电极的8个火核,火核初始火焰半径超过4 mm;随着脉冲频率或脉冲数的减少,火核数量和火焰半径减小,燃烧相位也明显推迟．脉冲频率和脉冲数的改变对SDBD等离子体的能量和形态影响很大,改变放电参数可以实现对燃烧相位的调整．     

麻风树油在极不均匀场中的雷电冲击放电现象

文章利用针-板电极产生的极不均匀场强,对非来源于食物的麻风树植物油和矿物绝缘油在极不均匀场中雷电冲击电压作用下的放电现象进行了研究。研究结果显示,在具有相同峰值的极不均匀正、负雷电冲击电压作用下,麻风树油中的放电形状、放电长度、放电量和放电发展速度均优于或等同于矿物绝缘油,这说明麻风树油可替代矿物绝缘油用于高电压设备的绝缘保护。     

基于自适应变分模态分解及多重分形谱的风力机轴承故障分析

风力机齿轮箱轴承故障信号具有典型非线性及非平稳特性,采用自适应变分模态法对4种状态下振动信号进行分解,提出基于分形盒维数-峭度阈值法(Adaptived Variational Mode Decomposition,AVMD)对处理所得分量进行筛选,选取富含故障信息的分量进行信号重构,采用多重分形去趋势波分析方法,分析重构信号的分形特征并识别其工作状态,结果表明:基于多重分形去趋势波分析法对非稳定轴承可进行有效地故障识别;轴承振动信号具有典型分形特征,在不同时间尺度下,标度指数、广义Hurst指数与多重分形谱均可反应轴承工作状态;3种多重分形谱参数对故障类型敏感度不同,谱函数最大值对应的奇异指数对内圈故障较为敏感,峰值占比对外圈故障较为敏感,分形谱宽对滚珠故障较为敏感。     

环形等离子体激励器的温升效应

等离子体强化燃烧的机理主要表现为3种效应:热效应、化学效应和气动效应.基于等离子体气体放电的基本理论,结合工程实际需要,设计了一种环形等离子体激励器.在冷态条件下,研究了环形等离子体激励器的温升效应.重点分析了距离、空气流量、脉冲频率、占空比和氩气流量对温升的影响.结果表明,等离子体放电能够产生有效的温升,但是与燃烧产生的温升相比相对较小;距离等离子体激励器越远温升越小;空气流量增大,温升越小;放电频率在600,Hz左右时,温升效果较好;占空比越大,温升量更高,温升速度更快;加入一定量的氩气能够提升放电强度,温升量有所增加.与气流静止的放电相比,气流流动时,放电均匀性有较为明显的提升.     

基于硬化混凝土骨料多重分形特征的混凝土流变关联性研究

为研究新拌混凝土流变性与混凝土骨料结构的关联性,基于多重分形理论获取了硬化混凝土骨料结构的多重分形谱,构建了多重分形指标F并研究其与新拌混凝土流变参数的相关关系,将其与单一分形方法进行对比分析。结果表明,硬化混凝土骨料结构的多重分形谱参数与新拌混凝土流变参数呈弱相关关系,而新构建的多重分形指标F与新拌混凝土流变性相关性明显;相较于单一分形维数,多重分形谱参数能更加精确地反映混凝土骨料结构及形态对新拌混凝土流变性的影响。     

环氧复合绝缘材料表面电荷积聚与消散特性研究

为明确环氧复合绝缘材料表面电荷积聚与消散特性,搭建了一套空气中绝缘材料表面电位二维自动测量装置,采用有源静电探头法测量了直流充电后环氧复合绝缘表面电位分布。结果表明,绝缘表面主要积聚与外施电压极性相同的电荷,提高直流电压幅值会显著增加表面电荷密度。随直流电压施加时间的增加,表面电荷密度先快速增加,而后趋于饱和。当加压至闪络后,绝缘材料表面存在清晰的放电通道,绝缘表面仍然积聚大量的电荷,并关于闪络通道对称分布。表面电位消散分为表面电荷自发电场主导的消散阶段和电荷扩散主导的消散阶段。外施电压幅值越高,表面初始电荷密度越高,起始消散速度越快,消散到一定值需耗费更长的时间。     

低温等离子体对甲烷/氧反扩散火焰影响的实验研究

为探究低温等离子体对甲烷/氧反扩散火焰的影响,通过对同轴式喷注器环缝甲烷射流施加介质阻挡放电产生甲烷等离子体,综合采用多种测量手段实验研究了多种工况下该低温等离子体特性及火焰关键参数的变化。结果显示,放电击穿电压随混合比增大而减小,电流脉冲数量和幅值则随混合比增大而先增加后减小;甲烷等离子体呈灰白色,低电压下提高气体流量则放电有所减弱;受等离子体气动效应作用,放电后甲烷射流角有所增大,且电压越高射流角越大,增幅则逐渐减小,过高激励强度下射流发生失稳;等离子体通过改变燃料和氧化剂的掺混而影响甲烷/氧反扩散火焰的形态,使得火焰中心高度总体有所下降,特征长度缩短,释热强度则有所增加,其中小流量、低混合比条件下作用效果更明显;喷注器功率则随混合比上升而先增大后减小。     

交流电晕放电下SF6气体分解物的光谱检测

随着GIS等SF6气体绝缘设备的大规模使用,探索SF6气体的分解机理对延长设备寿命并确保其安全运行有重要的理论指导和现实意义.探讨GIS中典型放电性故障特征及相应的SF6气体分解产物和分解机理,给出了不同放电类型故障相关试验结果,并对最常见的电晕放电故障给出了放电量与分解产物的关系.在此基础上,设计了满足试验要求的气体放电装置,放电量检测单元和SF6气体分解产物检测系统,研究了交流电晕放电下主要气体分解产物及其增长规律,探讨了主要气体分解产物的生成机理.通过与已有文献比较,验证了试验结果的准确性.     

标准操作冲击电压下220 kV GIS中典型缺陷局部放电特征

通过在实验室搭建的冲击电压下220 kV GIS局部放电测试系统,研究了在220 kV GIS母线段中设置典型缺陷在标准操作冲击电压下局部放电特性.大量试验表明,在标准操作冲击电压下,局部放电具有较工频具有显著性差异.局部放电从PDIV开始就表现出较高的放电脉冲幅值、放电次数以及更宽的放电区域范围,此趋势随着施加电压的上升而越明显,且负极性的放电概率要高于正极性下的放电.     

GIL廊道内SF6气体泄漏扩散及风机安装优化研究

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)中出现气体泄漏问题会导致输电线路绝缘性能下降,同时危及工作人员人身安全。针对廊道内敷设的GIL设备泄漏问题,建立GIL廊道有限元模型,计算吸风管道和排风腔设计对廊道内泄漏气体的影响,并研究了风机的摆放方向、数量与排漏速率的关系。结果表明,吸风管道能引流部分泄漏气体至底部的排风腔内,使GIL廊道内的SF_6气体浓度降低,开启吸风管道后能使廊道内SF_6气体浓度降低约25%;风机的排风方式会影响各区域泄漏气体排出的速率,且会在不同位置出现泄漏气体浓度下降较缓慢的区域,相较而言从中部往两侧通风方案较优;随着廊道内风机数量的增加,能大幅缩短泄漏气体排出时间,但在风机数量增至一定程度后,继续增加风机数量排风速率增长不再明显。     

直流交联聚乙烯电缆绝缘状态检测方法研究

随着新能源发电并网的发展,直流交联聚乙烯(XLPE)电缆的应用越来越广泛,但如何有效检测运行中直流电缆的运行状态以及对其状态的评价等仍是难题。通过搭建直流XLPE电缆局部放电和泄漏电流检测试验平台,在XLPE电缆半导电层残留缺陷模型基础上,研究了不同电压幅值与电压极性下局部放电和泄漏电流的特征。试验结果表明:局部放电和泄漏电流均可检测到电缆缺陷,其中局部放电在负极性电压作用下并且电压较高时更容易检测到电缆缺陷,泄漏电流在正极性电压作用下的特征变化明显,当外施电压低于额定电压时也可测得明显的变化量,有利于运行电缆的状态检测与评估。最后提出了运行条件下直流电缆状态利用泄漏电流进行带电检测的可行性,对提升直流XLPE电缆状态检测能力具有重要价值。     

±800kV换流变压器套管电场分布三维仿真研究

为解决特高压直流套管绝缘破坏问题,分析了±800kV特高压直流套管的特性,利用Ansoft软件建立套管的三维仿真模型,计算了特高压直流套管在稳态直流、工频交流和极性反转电压下套管内部的精确场强和电位分布,并得到了在温度梯度作用下直流电压和极性反转电压下的特高压套管的电场、电位仿真结果。结果表明,直流电压下,套管的最大电位与交流电压相比,高出约37%。在法兰处,直流电压下其最大电场强度为2.07MV/m,交流电压下其最大电场强度为1.5MV/m,最大电场强度高出27.5%。靠近中心导管端部分的SF6气体中电位分布较集中。温度梯度影响下套管的硅橡胶伞裙最高场强出现在极性反转完成时第5片伞裙附近,最高场强达到1.16 MV/m。相比于常温下硅橡胶伞裙最高场强0.85 MV/m提高了36.4%,说明套管的电场强度更容易发生畸变,将导致绝缘问题的发生。研究成果可为特高压直流套管设计提供参考。     

基于SF_6气体分解成分检测的设备内部潜伏性故障分析

依据SF6绝缘气体及各种固体绝缘材料在放电或过热等异常情况下的分解机理及分解产物的形成过程,通过对众多运行设备进行分解产物的种类及体积分数含量普查过程中发现设备内部可能存在异常并且这种质疑正好与设备解体验证相符。在实践的基础上,验证了通过SF6分解产物体积分数的检测来预判SF6气体绝缘设备是否存在潜在缺陷的实际可行性和有效性,为今后SF6气体绝缘设备的运行维护和开展设备的状态检修提供参考依据和技术支撑。     

直流交联聚乙烯电缆绝缘状态检测方法研究

随着新能源发电并网的发展,直流交联聚乙烯(XLPE)电缆的应用越来越广泛,但如何有效检测运行中直流电缆的运行状态以及对其状态的评价等仍是难题。通过搭建直流XLPE电缆局部放电和泄漏电流检测试验平台,在XLPE电缆半导电层残留缺陷模型基础上,研究了不同电压幅值与电压极性下局部放电和泄漏电流的特征。试验结果表明:局部放电和泄漏电流均可检测到电缆缺陷,其中局部放电在负极性电压作用下并且电压较高时更容易检测到电缆缺陷,泄漏电流在正极性电压作用下的特征变化明显,当外施电压低于额定电压时也可测得明显的变化量,有利于运行电缆的状态检测与评估。最后提出了运行条件下直流电缆状态利用泄漏电流进行带电检测的可行性,对提升直流XLPE电缆状态检测能力具有重要价值。     

基于改进小波阈值及多重分形的风力机轴承振动信号分析

针对风电机组传动系统时变转速及强噪声干扰等运行特点,首先采用改进小波阈值降噪方法,对风力机齿轮箱轴承振动信号进行降噪预处理,然后基于分形理论,计算变转速轴承振动信号盒维数及多重分形谱,定量描述轴承不同状态下振动信号的特征信息。结果表明:基于改进阈值与硬阈值函数相结合的小波阈值降噪方法对振动信号进行降噪预处理,其降噪效果优于传统的4种阈值选取原则;多重分形去趋势波动分析方法对于定速及变速轴承均能进行有效的故障识别;谱函数最大值所对应的奇异指数α(f_(max))当轴承处于内环故障时最小,可有效判断轴承运行状态及故障位置,能对轴承不同的故障状态做出准确的判断。     

纳秒脉冲等离子体气动激励控制平板附面层的研究

为研究纳秒脉冲等离子体气动激励控制平板附面层的作用机理以及不同参数下的变化规律,利用自行研制的速度测量系统对纳秒脉冲等离子体气动激励诱导的气流速度进行了测量,结果表明:不同的激励组合方式下,等离子体气动激励效果不同,介质阻挡放电产生的效果最好;纳秒脉冲等离子体激励诱导气流加速的效果随激励电压的增大而增强,其作用于低速气...