局部放电脉冲波形特性分析

根据局部放电特性,设计了测量电阻和测试回路。经检验,表明该回路具有灵敏度高、测量准确、对脉冲波形畸变小等优点,可用于测量局部放电脉冲电流波形。采用此装置测量了空气中尖板电极电晕及火花放电、电机模型线棒中气隙放电、线棒端部表面电晕及滑闪放电和油中尖板电极放电的脉冲电流波形,并对各类放电脉冲的主要时间特征进行了归纳。     

SF6放电的发射光谱特性分析与放电识别

该文通过实验模拟六氟化硫(SF6)气体绝缘电气设备的三种常见放电缺陷(电晕放电、火花放电以及沿面放电),并采用光谱仪检测上述放电缺陷下的200～1037nm波段范围内的发射光谱.结果表明,电晕放电的发射光谱主要由带状光谱(OH自由基谱带,SF6和SFx分子谱带)和微弱的F原子线状谱组成;火花放电的发射光谱在电晕放电的基...     

磁增强电晕放电及其对颗粒荷电的研究

介绍磁增强电晕放电的特性及其对颗粒荷电的性能.在负电晕放电中,磁场可提高极间自由电子的能量,增加带电粒子的浓度,增大放电电流.在放电极雾化负电晕放电中,磁场可显著提高微小颗粒的凝并效能.采用永久磁铁形成放电极附近较强的非均匀磁场,比均匀磁场对负电晕放电有更好的增强效果.     

SF6气体中交流电晕放电电流及带电粒子的时空分布

SF_6气体中电晕放电微观物理化学过程的基础研究对于保障电网安全可靠运行非常重要。为此在负极性电晕放电脉冲形成机制研究工作的基础上,应用同样的针-板电极电晕放电的二维轴对称模型来研究交流50Hz下SF_6气体中电晕放电的微观物理化学过程,并采用在连续性方程中增加常数项和设置初始质量浓度这2种方法来模拟光电离,计算了交流电晕放电1个放电周期的电流及不同时刻带电粒子的时空分布。结果表明:在连续性方程中增加常数项模拟光电离能够获得负半周幅值附近的连续性电流脉冲,与试验结果更为接近;正负半周带电粒子的运动方向正好相反;电晕放电区域的高度为8mm,且有效放电半径≤0.20mm。放电区域的获取能够为进一步研究SF_6气体在交流50 Hz电晕放电中的分解产物的演化规律提供理论支撑。     

电晕放电辐射信号的探测系统与识别方法

准确探测电晕放电辐射信号对精确定位电晕放电源、确保高压输电线安全稳定运行具有重要意义。为此,设计了基于差分降噪原理的探测系统,分别对背景噪声、电晕放电和火花放电信号进行了测试。实验结果及其时频分析表明:该差分模块能很好地将0~100 MHz和600~1 000 MHz范围内的广播、电视、通讯信号以及空间电磁干扰信号滤除,在复杂电磁场环境下探测到静电放电信号。火花放电与电晕放电的频谱特征相似,为排除火花放电干扰,基于学习向量化(LVQ)神经网络算法,对2者的时域波形进行了特征提取与模式识别,实现了静电放电类型的判别,且判别准确率达95%。因此,利用探测系统和提出的LVQ神经网络模式识别方法能够有效探测和识别电晕放电辐射信号,为高压输电线的电晕放电监测以及电晕放电目标定位提供参考。     

基于虚拟仪器技术和神经网络的电晕辐射场监测系统设计

为了实现电晕放电辐射信号的自动化监测与识别,以PXIe-5185数字化仪为主要硬件,采用虚拟仪器技术和神经网络算法研制了电晕放电辐射信号监测与识别系统。该系统模仿示波器设计操控界面,具有信号采集、数据处理、频域分析、数据存储、报告生成等功能。系统综合采用触发电平限制、数字滤波和神经网络识别3种于信号处理,可有效降低数据存储压力。试验结果表明,BP神经网络可有效识别与区分电晕放电和火花放电,在改变电极、增加电晕放电样本复杂性的情况下,对电晕放电的识别率仍然可达87%。监测系统为进一步研究电晕放电信号的特性奠定了基础,其信号处理流程可推广应用于其他脉冲信号监测领域。     

脉冲等离子体反应器放电特性研究

脉冲放电等离子体被广泛用于气态污染物处理的研究,放电参数直接影响反应器内等离子体状态,进而影响污染物的去除效果,研究不同条件下的放电特性可为脉冲等离子体技术的应用提供参考.本文利用线板式脉冲等离子体反应器, BPFN型高压脉冲电源供电, 研究了电源电容、极板间距及介质阻挡对放电特性的影响.结果表明:增大电源电容可以有效地提高电源能量效率;增大极板间距,峰值电压VP增大,峰值电流IP减小,脉宽减小,波形更加理想;陶瓷板阻挡放电可解决间隙火花放电,使脉冲电晕放电空间分布均匀,在大范围内提高电源能量效率.     

负极性雷云电场下棒电极电晕放电模拟实验

为研究雷云电场作用下地面目标物尖端电晕放电过程及其形成电场条件,设计了板棒分离式板-棒板放电电极结构,模拟雷暴电场作用下避雷针尖端附近电场的空间分布,与实验回路、观测系统共同构成了模拟雷暴过程避雷针尖端放电实验综合观测平台。实验获取了雷云背景电场下棒电极尖端电晕放电过程与不同类型电晕的放电特征。根据实验结果,得出了板-棒板间隙下不同电晕类型形成的电场判据,可为雷暴过程中避雷针的电晕空间电荷对防雷性能影响研究提供数据支撑。     

工频交流电晕放电下SF_6气体分解物形成的影响因素

六氟化硫(SF6)作为一种理想的绝缘和灭弧气体广泛应用于气体绝缘电力设备。以往的研究和运行经验表明SF6气体分解物与电力设备的绝缘状态有密切的关联。因此,分析SF6气体分解物是监测气体绝缘电力设备绝缘状态的有效手段之一。本文用针-板电极模型模拟SF6气体中的工频交流电晕放电,以色谱-质谱法作为检测手段,研究不同影响因素下工频交流电晕放电中SF6气体分解组分的形成规律,如持续施加电压、放电时间、气体压力、电极间距等,分析影响因素对SF6气体分解物形成的作用规律。     

冰棒—冰板间隙负极性电晕起始放电特性

国内外研究结果表明,绝缘子覆冰过程的一个显著现象是:在带电情况下,其表面冰凌并未完全桥接,而是在伞裙间形成一定的冰棱空气间隙。为研究这种空气间隙对放电发展的影响,利用冰棒-冰板空气间隙放电模型在人工气候室内进行了负极性直流电晕放电试验,并分析了不同间隙距离、不同大气压、不同覆冰类型(包括冰的表面状态以及覆冰水电导率)情况下的电晕起始放电特性。研究结果表明:随着空气间隙长度的减小和气压的降低,负极性电晕起始电压也明显下降;湿冰时的电晕起始电压高于干冰时的电晕起始电压。这些研究结果为进一步深入开展覆冰电极系统的电晕放电机理和覆冰绝缘子闪络研究打下了基础。     

多针电极结构双极电晕放电伏安特性

为提高电晕放电的能量密度和放电稳定性,提出了针阵列电极结构的双极电晕放电方式并研究了多针电极结构双极电晕放电的伏安特性。实验得出放电电流I随针尖半径a和电极间距d的增大而减小,随相邻针尖间距s的增大而增大,但当s≥40 mm时,相邻针尖的相互作用已很小,I几乎不变;d对火花击穿电压的影响较大,a对其的影响较小。由于电极结构的对称性,高压电极的极性对放电无明显的影响,正负电晕放电的伏安曲线和火花击穿电压均较为接近。将多针电极双极电晕放电电流I等效成电极间距为d/2的多针对板正、负电晕放电电流I1和I2相加,分析了I>I1+I2的原因,并推知其电离区内电子密度也有相应规律。     

水中脉冲电晕放电的声学特性研究

为研究水中脉冲电晕放电的声学特性,由水听器测量了放电产生的压力信号,在以放电电极为圆心、电极到水听器的距离为半径的球面对压力信号积分,得到放电的声能和放电的声效率;利用快速傅立叶变换(FFT)得到同轴电极下电晕放电的频谱分布;比较尖—尖电极下电弧放电晕放电的频谱发现电晕放电声信号的主频比电弧放电的高。     

火花放电下SF6特征分解产物演化特性研究

高压SF6开关设备运行中的放电故障(火花放电、电弧、局部放电等)诱导SF6分解为低氟硫化物,放电温度降低带来的SF6复合过程仍可保证设备具有良好的绝缘和灭弧能力。然而,当低氟硫化物与设备内无法避免的水蒸气和氧气杂质发生反应时,产生的腐蚀性产物会对设备的正常运行带来威胁,从而为利用SF6特征分解产物进行故障诊断提供依据。因此,文中利用气相色谱仪诊断技术对火花放电下SF6特征分解产物SOF2,SO2F2和SO2的演化特性进行研究,结果表明产物的摩尔分数随水蒸气和氧气体积分数的增加而升高,火花放电能量的提升也对分解产物的生成具有促进作用。文中工作可以为高压开关设备故障诊断和运行状态在线监测奠定理论基础。     

多高压电极系统电晕放电的研究

研究了多高压电极的放电特性现象。结果表明，由于各高压电极间受电场相互屏蔽作用的影响，使电晕放电通道的光学图形发生了向电极外侧偏移，同时各高压电极间距处在一定范围内可提高电晕放电起始电压。还利用分割电极的方法测量了平面电极上的电流密度，其极大值点可相应向外侧偏移，在负极性放电时在一定条件下能产生正流注放电。     

Corona as a Means of Minimizing the Electric Current Surge from a DC High-Voltage Terminal

It is often necessary to reduce the total energy released by an accidental spark discharge from a dc high-voltage terminal. The paper presents the results obtained with two experimental setups designed to investigate the effects of inserting a corona element in series with such terminals. The spark discharge onto a 23-cm diameter spherical probe was measured for the same terminal voltage with and without the corona element. Depending on the capacitances of the high-voltage circuit and of the corona element, and on the corona current-voltage characteristics, the reduction of the spark energy may reach one order of magnitude or more.     

Effect of Discharge Electrode Parameters on the Flow Velocity Profile of the Wire?rod Type Electrohydrodynamic Gas Pump Exit

Experimental investigation has been conducted to study the effects of corona wire diameter, pipe length, and corona polarity on outlet flow velocity distribution profile of a wire-rod type electrohydrodynamic (EHD) gas pump. Upon applying negative or positive dc high voltage between a wire electrode (outer diameter (o.d.) 60 μm, 200 μm, or 300 μm) and a rod electrode (o.d. 3 mm) in atmospheric air, corona discharge occurs and EHD gas flow is generated in the direction from the wire electrode to the rod electrode through a cylindrical pipe (inner diameter (i.d.) 20 mm). For both polarities, the discharge current and average flow velocity increase monotonically on increasing the applied voltage before the onset of spark discharge. Using wire electrodes with a smaller diameter, stable corona discharge between corona onset and spark onset is generated in a wider voltage range, and the discharge current becomes larger, resulting in a higher flow velocity. The maximum average flow velocity of 2.0 m/s, corresponding to a flow rate of 38 l/min, was achieved with a wire of diameter 60 μm by applying a voltage of ?16 kV.     

低SF6含量混合气体电晕放电特性仿真研究

低SF6含量混合气体绝缘介质最有可能替代SF6气体应用于气体绝缘设备中。本研究采用有限元-通量校正传输(FEM-FCT)法求解低SF6含量的SF6/N2混合气体二维流注电晕放电的数学模型,考虑了空间电荷对场域的畸变作用,研究了SF6/N2混合气体二维流注电晕的放电特性,展示了流注电晕放电发展过程中间隙内部各种带电粒子浓度和空间电场的分布。仿真表明:棒-板间隙中空间光电离对流注电晕发展的影响强于阴极光发射;外施电压幅值小时,流注形成和发展速度较慢,流注电晕相对稳定。     

环境介质对介质阻挡放电降解SF_6影响的实验

由于SF_6具有极高的温室效应潜在值且其在大气中的寿命长,SF_6的介质阻挡放电(DBD)降解技术一直是环保领域的热点和难点问题。当反应器放置在不同环境中时,由于反应器外电极与阻挡介质间的非完全接触以及不同环境介质的性质不同,介质阻挡放电的放电特性与反应器的温升会存在差异,从而影响SF_6的降解。该文测量油浸环境和空气环境中介质阻挡放电反应器的放电特性和温度变化,并通过比较两种环境中SF_6的降解率、能量效率和最终降解产物,对比去除SF_6气体的效果。实验结果显示,尽管油浸环境中反应器温度相对较低,但测得的放电功率明显高于空气环境中,有更多的能量用于降解SF_6,从而提高了SF_6的降解率,同时能量效率也有所提升,这表明油浸式的反应器可提升DBD降解SF_6的效果。     

GIS中SF_6气体分解机理分析及使用维护方法建议

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。笔者探讨了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,归纳了不同放电故障下主要气体分解产物的反应方程。可见,对于GIS等充气类设备,通过检测SF6分解气体可辨识设备早期故障,若结合有效合理的气体管理措施可大幅降低GIS类设备的故障率,从而显著提高设备运行安全性。     

大气压空气中纳秒脉冲弥散放电实验研究

为了能够在大气压下获得大面积高能量密度的低温等离子体,近年来弥散放电的研究与应用受到广泛关注。采用基于磁脉冲压缩系统的重复频率ns脉冲电源来激励大气压空气中尖板电极结构放电,通过电压电流测量和发光图像拍摄研究了弥散放电的特性。实验结果表明,在常温常压和高重复频率下能够获得大面积均匀的弥散放电,气隙距离增大或减小时,弥散放电分别向电晕放电与火花放电转换。重频ns脉冲放电存在极性效应,电极的小曲率半径处施加负脉冲时需要比正脉冲更高的电场强度才能获得弥散放电。此外,弥散放电的强度随着脉冲上升时间的增大而减弱。因此合适的气隙距离、极不均匀电场的强场处施加正极性脉冲和较陡的脉冲上升时间有利于获得较为强烈的弥散放电。