井下高压电缆局部放电及其传播特性研究

研究了高压电缆的局部放电与传播性能。通过构建井下高压电缆绝缘监测装置,进而现场采集电缆的局部放电信号,并对其传播性能进行了仿真分析,验证了其衰减特性。根据信号的反射特性预判绝缘下降点位置,能够达到电缆绝缘状态和预警实时监测的目的,证明了该监测装置的适用性,为相关系统研究提供了理论依据。     

铜丝电爆炸载荷下红砂岩破裂行为实验

金属丝电爆炸破碎岩石是一种环保且有前景的爆破技术。为进一步认识岩石在金属丝电爆炸载荷下的破裂行为,基于高压脉冲放电实验平台,开展了直铜丝电爆炸破碎红砂岩的模型实验研究。借助超高速相机观测了试件表面裂纹的起裂和扩展过程,探讨了放电电压和爆源位置等因素对岩石破裂效果的影响,具有一定的创新性。结果表明,随着放电电压增加,岩石破裂程度变得更加严重。30 kV电压下,金属丝发生电爆炸,但并未有效破裂岩石;40 kV电压下,试件出现数条宏观裂纹,红砂岩破裂成碎块状。此外,爆源到试件表面的距离越近,试件表面的裂纹越发育,试件的破碎程度越严重。     

绝缘介质损耗的检测及应用

绝缘介质在交流电压作用下会在绝缘介质内部产生损耗,这些损耗包括绝缘介质极化产生的损耗、绝缘介质沿面放电产生的损耗和绝缘介质内部放电产生的损耗等,文章主要介绍介质损耗检测原理及通过介质损耗检测来判断变压器的绝缘缺陷。     

Experimental investigation on the formation of stripe pattern in flowing argon discharge system

采用双水电极介质阻挡放电装置,在大气压下流动氩气中产生了稳定的条纹斑图,并采用拍照和电学方法对其产生机理进行了研究．研究发现,条纹斑图仅出现在外加电压较低的情况下,在较高电压下放电会过渡到均匀模式．低电压下的条纹斑图是由于放电丝沿着气流方向定向移动形成的,该定向移动速度几乎与电压无关,主要由气体流量决定．分析发现放电空间中活性粒子的记忆效应对条纹斑图的形成起决定作用．电学测量发现放电电流和放电的气隙起始电压都随着气流的增加而减小,本文对这。一现象进行了定性解释．本文结果对斑图动力学研究和介质阻挡放电的工业应用都具有很重要的意义．     

变压器局部放电脉冲传播模型和放电定位的研究

无论是对于变压器产品质量的控制,还是电气设备运行中的绝缘诊断,局部放电检测都是十分有效的手段。为此,建立变压器绕组的高频脉冲传播仿真模型,同时快速准确地对局部放电进行定位。其结论对于研究放电脉冲在变压器绕组中的传播机理,迅速排除故障、保障电力系统的正常运行具有重要意义。     

基于高压电脉冲的水激波加载特性的实验研究

为了在煤层气抽采中应用并推广高压脉冲放电技术,并更好地了解水中高压脉冲放电的基本特性,通过实验对水中高压脉冲放电产生的水激波的加载特性与放电能量的关系进行了研究,确定了放电能量对水激波加载特性的影响,即随着放电能量的增加,水激波加载效果越好。     

IGBT特性及其在变频器中的应用

绝缘门极双极性晶体管IGBT，由于其优良的开关特性和通态特性，在变频器中得到广泛的应用。从应用的角度阐述IGBT的特性、作用机理及分析杂散参数对器件的影响，给出保证其可靠运行所采取的措施。     

红砂岩受高压电脉冲击穿作用下的破裂行为试验研究

高压脉冲放电破岩具有绿色环保、能量可控的特色,是一种应用前景广阔的新兴岩石破碎技术。通过电击穿试验分析了高压脉冲作用下红砂岩的破裂机制,研究了不同试件尺寸和放电电压下红砂岩的破裂模式及破裂程度。结果表明：高温和冲击波是导致试件破裂的内在机制。高压电脉冲作用下,红砂岩在电极附近由于等离子通道贯通后的迅速膨胀作用形成击穿区,损伤最为严重。击穿区外侧受冲击波的影响出现径向裂纹,冲击波强度足够时可继续诱发试件边界附近出现剥落裂纹。击穿区、径向裂纹及剥落裂纹的形成与试件的尺寸和放电电压密切相关。采用裂纹密度和分形维数两个指标量化分析了高压脉冲作用后试件的破裂程度。随着试件尺寸增加,试件由块状破碎转变成穿孔破坏模式,试件的裂纹密度、裂纹的复杂程度以及分形维数呈现出降低趋势。随着放电电压的增加,试件由穿孔破坏模式转变成块状破碎,其裂纹密度、裂纹的复杂程度和分形维数呈现增加趋势。     

脉冲电流法在矿用防爆变压器局部放电监测中的应用

局部放电在线监测已成为监测变压器绝缘系统的一种有效手段。分析了局部放电对绝缘劣化的影响,以脉冲电流法为切入点,对矿用防爆变压器的局部放电监测进行了简要论述,并说明了其在煤矿应用中的意义。     

有源箝位技术在低压大功率变频器中的应用

变频器在工作过程中,电路中因杂散电感与负载电感的作用,使晶闸管(IGBT)在关断大电流时将在其c、e两端产生很高的浪涌尖峰电压,一旦尖峰电压高于IGBT的耐压限制时,便会造成IGBT击穿损坏。为有效保护IGBT,介绍一种采用有源箝位技术抑制IGBT关断瞬间电压尖峰的方法。通过相关实验,验证了该方法的可行、有效性,并在现场得到了成功的应用。     

10kV隔爆兼正压型设备在煤矿井下应用探讨

针对目前采用空气绝缘技术的矿用隔爆型高压配电装置在电气绝缘、密封、维护中存在的问题,分析目前10 kV设备所采用的空气绝缘、气体绝缘、固体绝缘3种技术的特点,提出并论证了气体绝缘技术可应用于矿用隔爆型高压配电装置中,采用气体绝缘技术的隔爆兼正压（充气）型高压配电装置可提高煤矿井下供电系统的可靠性。同时,针对煤矿井下设备的特殊性,提出了开发矿用隔爆兼正压（充气）型高压配电装置需亟待解决的4个关键技术。     

一种基于IGBT的逆变器的驱动电路设计

分析了目前煤矿主通风机电控系统中变频器存在的问题,采用脉冲变压器隔离方式设计一种IGBT的驱动电路。着重介绍了驱动电路的设计要求、结构及原理等。经煤矿井下试用运行平稳,控制灵活。     

矿用高压电缆绝缘在线监测系统的研究

矿用高压电缆的绝缘状况对煤矿电网的正常运行意义重大,而局部放电（PD）信号的提取与分析是矿用高压电缆绝缘状况监测的关键所在。设计并开发了一种矿用高压电缆的在线绝缘监测系统,介绍了其工作原理和结构组成,采用了融合形态学滤波与基于Sqtwolog函数的小波阀值的PD降噪方法,通过分析矿用电缆的局部放电情况来评估电缆的绝缘状况。经实验室模拟放电试验和对平煤股份十矿配电中心的MYJV型6 kV交联聚乙烯铜芯电缆进行在线监测,结果证明监测系统可以有效去除噪声干扰,并能准确地反映矿用电缆的绝缘状况。     

IGCT驱动及吸收电路的分析研究

矿井提升机斩波串级调速方案与常规串级调速系统不同之处在于转子直流回路中加入了直流斩波器。针对矿井提升机的工艺特点,斩波开关器件选用IGCT器件。在目前的中电压大功率应用领域,占主导地位的功率半导体器件有晶闸管、GTO和IGBT等,这些传统的功率器件在实用方面都存在一些缺陷。ABB半导体公司率先提出了一种新型功率半导体器件-IGCT。它的关键思想是将改进结构的GTO与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起,再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接。在性能上明显优于目前广泛使用的GTO和IGBT器件。     

基于WTV040语音模块的新型矿用便携式甲烷检测报警仪的研制

为进一步提高矿用便携式甲烷检测报警仪(以下简称便携仪)的质量,以单片机为核心单元,采用A/D转换模块程序防抖动设计和载体催化元件的线性补偿算法;电路模块部分设计采用甲烷采集模块,语音模块,以及时钟模块电路等。重点介绍该便携仪的软硬件设计。该便携仪已取得了煤矿安全标志与防爆合格证明。     

级联静止同步补偿器（STATCOM）系统原理及故障分析研究

随着煤矿自动化水平的提高,STATCOM装置在井下电网无功 补偿和谐波 治理等方面得到了广泛地应用,尤其煤矿井下综采工作面和辅助运输系统的设备电源电压多数为1 140 V电压等级的设备,1 140 V电压等级的设备大多是感性负载和非线性负载,这些设备与井下电网之间存在着大量无功功率与谐波电流,日常使用过程中,该装置中的IGBT作为核心元件,经常会发生各种故障,影响生产,还会导致井下电网的功率因素降低、设备和线路的损耗增大、保护装置易误动作,甚至会导致线路的末端设备不易启动、故障性瘫痪等严重的机械事故,影响井下正常生产。因此,以井下1 140 V级联H桥STATCOM系统作为研究对象,根据其原理和参数的设计方法,分析STATCOM中可供采集的信号,分析负载变化和IGBT故障对系统中其他信号的影响。为矿上处理井下存在的大量无功功率与谐波电流提供理论基础,重点对STATCOM装置的稳定运行起到了很关键的作用。     

ZigBee技术在煤矿安全监控系统中的应用研究

煤矿安全问题越来越受到社会各界的关注,基于ZigBee无线网络技术构建了煤矿安全监控系统。系统主要由上位机系统、终端节点设备、协调器设备3大部分构成。其中,后两者之间基于ZigBee无线网络技术实现数据信息传输,能保障传输过程数据的安全性。以CC2530模块电路、电源电路模块和传感器接口电路为例,对安全监控系统的主要硬件设施进行了研究。对系统中3大构成部分的软件程序及主要工作流程进行了分析。将安全监控系统应用到煤矿生产实践中,经现场调试后发现性能良好,可以准确及时地对煤矿环境参数进行检测,如果出现环境指标超标的现象,能及时向外发出声光警报,为煤矿企业创造了良好的安全效益。     

双通道连续抽采放水排渣装置设计及其效果评价

针对高突矿井瓦斯抽采钻孔、管路积水制约抽采效率问题,研发了双通道连续抽采放水排渣装置,创新性设计了固液分离滤板和气液分离筛网,箱体上、下端分别增设有双通道旁通管及双排泄口可实现放水-排渣过程瓦斯连续抽采、大流量排水。基于放水-排渣效果、操作性能及经济成本等指标构建了多因素评价方法,对常见3种放水器与了双通道连续抽采放水排渣装置进行综合评价及优选,得出该装置具备排水能力强、多相混合流分离效果佳、实操便捷、适用范围广、制造及维护成本低廉等显著特点。并在宏岩煤矿10102工作面进行现场应用,提出非连续抽采影响因子并作为放水方式影响抽采修改评判指标,结果表明：抽采瓦斯量、浓度与非连续抽采影响因子及次数呈负相关性,采用该装置20d内抽采瓦斯浓度下降量仅为传统手动放水器的61%,衰减慢、降幅小,放水效果较好,有效提升管路瓦斯抽采效率。     

刮板输送机链条故障在线监测仪设计

为了及时发现刮板输送机链条断链、断刮板、堵转和跳链故障,保障刮板输送机稳定可靠运行,保证煤矿安全生产,研发了能够检测多种链条故障的在线监测仪。设计了刮板输送机链条故障传感器,提出了以双单片机为核心、具备人机交互和以太网数据传输功能的隔爆兼本安型监测仪的总体架构,对监测仪核心元器件进行了选型设计,开发了由最小系统、脉冲信号隔离输入电路、脉冲测量电路等组成的监测仪核心电路,提出了双路脉冲信号分析逻辑实现了故障类别的判断。刮板输送机在线监测仪能够及时发现刮板输送机链条故障,为煤矿生产安全提供有效保障。     

基于线性预测残差分析与压扩算法的高精度局部放电定位检测方法

局部放电（PD）是导致变压器、气体绝缘全封闭组合电器、高压电缆等变电装备绝缘故障的主要原因,也是反映变电装备绝缘状态以及研判绝缘老化程度的主要依据。针对现有的超声局放监测存在的传感器灵敏度低、故障定位精度不高等问题,利用多传感器信号融合,研究了一种线性预测残差分析和压扩算法相结合的高精度PD定位检测方法,对多个传感器检测到超声局放脉冲信息之间的到达时间差做出准确估计。在此基础上,研制了一种智能超声局放传感器系统,通过源端局放超声波信号的自适应滤波和放大,提高了传感器的现场抗干扰能力和检测灵敏度。实验结果表明所提出的PD源定位方法的定位精度在1.2 cm内,验证了所提出的智能超声局放传感器的高定位精度。