长空气间隙放电通道的绝缘恢复特性

输电线路因过电压引起间隙放电而跳闸后,放电通道的绝缘恢复对重合闸时间的整定具有重要的指导作用.该文在长空气间隙施加不同冲击电压,基于高速纹影技术,观测间隙耐受和间隙击穿时放电通道的绝缘恢复过程.试验结果表明:间隙耐受时,靠近电极的放电通道消散较快,并且形态类似"蘑菇云",而远离电极的放电通道仅做径向扩张;间隙击穿时,通道演化形态类似"毛毛虫",而且在放电通道弯曲处和分叉处,中心发光区域存在"瓶颈"现象.统计表明,间隙耐受时放电通道的绝缘恢复时间为5～25ms,且随着注入能量的增大,绝缘恢复时间呈对数增大;间隙击穿且自然风速约为2m/s时,正极性雷电冲击电压、正极性操作电压、负极性操作电压作用下放电通道的绝缘恢复时间分别为46.1～243.9ms、6.97～107.74ms和8.09～153.62ms.     

空气间隙击穿后电弧通道的特性分析EI北大核心CSCD

空气间隙击穿是输电线路故障的一种常见原因,间隙击穿后电弧通道的发展决定着间隙的绝缘恢复过程。该文搭建包含电学、光学、热学测量的放电试验综合观测平台,对30~50cm空气间隙击穿后电弧通道的演化过程进行研究。光学图像表明,放电通道的发展路径呈现弯弯曲曲的形态,通道的二维长度与间隙距离的比值范围为1.1~1.6,平均值为1.3;基于电压电流波形,计算得到空气间隙击穿后电弧通道的单位长度电阻在Ω/cm量级。根据纹影图像定义了通道的恢复程度,发现通道的恢复时间与放电通道单位长度注入能量正相关。综合该文试验结果,推测空气电弧通道结构为“核–鞘”结构,指出制约弧后恢复的主要是热学恢复过程。相关试验结果可以为间隙击穿后放电通道的恢复过程研究提供一定的借鉴。     

山火对空气间隙绝缘击穿特性影响试验研究

近年来,山火频发给电网安全稳定运行带来了巨大威胁.山火会导致架空输电线路间隙绝缘强度显著下降,从而引发线路跳闸,造成线路出现停运等严重事故.文中设计了"棒-棒"电极空气间隙放电模型,开展了"棒-棒"模型的空气间隙绝缘击穿试验,研究了火焰、温度、烟雾对间隙绝缘的影响.试验研究表明,火焰高度和温度对间隙击穿特性影响较大,温...     

一种提高输电线路空气间隙绝缘强度方法的研究

为有效提高输电线路空气间隙绝缘强度,降低线路风偏闪络故障率,本文首先采用典型棒-板电极,开展了绝缘屏障条件下的间隙击穿试验,提出了加装绝缘屏障提高间隙击穿电压的基本方法,然后基于该方法,结合杆塔间隙试验数据,提出了特高压交流输电线路杆塔空气间隙的绝缘屏障参数。研究表明,在零电位电极处安装绝缘屏障,能够阻碍放电通道的形成,并增加间隙放电通道长度,可提高间隙的击穿电压;特高压杆塔应用绝缘屏障,可以提高杆塔间隙绝缘强度,减小塔头设计,是一种具有实用价值的输电线路优化设计和运维技术。     

操作冲击电压下长空气间隙击穿电压特性研究

基于现有长间隙放电理论和静电场方法,建立流注-先导放电数值仿真模型,并采用该模型研究操作冲击下长空气间隙放电特性.在绝缘设计中,一般参考棒-板间隙击穿电压来确定其他电极结构击穿电压.同时,实验结果表明棒-板间隙的正极性操作冲击击穿电压低于负极性操作冲击击穿电压.因此,通过建立操作冲击下棒-板长空气间隙模型,研究其击穿电压特性.     

雷电冲击下SF_6气体放电击穿电压分散性的实验研究

一般应用升降法进行冲击下SF_6气体放电击穿特性实验时,要求击穿电压的分散性小于3%,以保证测得数据的可靠性。但是在实验过程中发现,SF_6气体相对于其他气体而言,击穿电压的分散性普遍偏大,一些情况下甚至超过了5%,而国内外针对SF_6气体放电击穿电压的分散性仍缺乏系统的研究。为此,在正、负标准雷电冲击(LI)作用下,实验研究了SF_6气体放电击穿电压的分散性随电极尺寸、气压和间隙距离的变化规律。结果表明:当间隙距离d=33 mm,电极曲率半径r=40、15、8 mm时击穿电压的分散性随气压增长而均呈现减小趋势;正LI下击穿电压的分散性随电场不均匀系数的增大而呈现先下降后上升的"U"曲线趋势,负LI下击穿电压的分散性随电场不均匀系数的增大而呈现先上升后下降的倒"U"曲线趋势;当电极曲率半径r=8 mm,间隙距离d=7、15、33 mm时击穿电压的分散性随着气压的增长而均呈现下降趋势。由此可得结论:正、负LI下SF_6气体放电击穿电压的分散性随着间隙距离的增加而均呈现线性增大的趋势。     

基于背景纹影技术的长空气间隙放电通道温度场测量

长空气间隙放电发展过程中伴随有介质热电离现象,准确获取温度场有助于深度分析间隙放电特性,背景纹影技术突破了传统纹影技术中透镜组镜面尺寸的限制,可获得大尺寸放电通道的温度分布特性。文中搭建了背景纹影测量系统,采集了放电发展过程中的背景斑点图集,利用PIV粒子图像测速技术分析得到了穿过放电通道的光线偏移量;基于Abel逆变换计算得到了光线偏移量对应的折射率,再根据热力学方程和理想气体状态方程定量重构出密度场和温度场,并以酒精灯火焰为参照物进行了温度校验,分析结果与热电偶实测结果基本一致。以1m棒–板空气间隙为研究对象,通过搭建的背景纹影实体测量系统观测间隙正极性放电发展过程,分析了放电通道温度的时空变化规律,结果表明间隙中部横截面温度分布在1 200 K左右,温度场呈轴对称分布且离通道中心越近温度梯度越大,整个通道温度自棒极而下逐渐降低。     

正极性冲击流注—先导转化放电通道温度测量研究

正极性长空气间隙放电是输变电系统外绝缘和雷电放电物理的研究基础,而流注—先导转化过程一直是长间隙放电机理以及雷电上行先导放电研究所关注的重点。为了获得流注—先导放电转化过程中电学、热力学参数演化规律及其关联关系,以1.0m棒–板空气间隙为研究对象,通过构建适用于流注—先导转化放电过程热特性试验观测系统,实现电压、高电位放电电流、放电通道光学形态、纹影图像的同步观测。获得从流注放电起始到先导通道形成过程的高速纹影图片,并通过Abel逆变换反演获得初始先导放电通道气体密度、温度的径向分布及其时间演化规律,发现因首次流注放电注入电荷量的增加,暗区时间内放电通道中心温度随时间的变化趋势由上升变为下降的两类现象。基于Gallimberti流注—先导转化零维模型,分析不同流注茎初始半径和能量分配系数对暗区内温度变化规律的影响,得出模型只适用于暗区温度上升的放电情况。该文的研究工作可为正极性先导起始判据修正和物理模型的完善提供参考。     

雾霾模拟环境下棒-板间隙交流放电特性研究*

目前国内外学者对雾中棒-板间隙交流放电特性做了大量研究,但往往忽略了灰霾颗粒的影响,且尚未深入研究雾与雾霾环境下棒-板间隙交流放电特性的区别,因此设计了雾霾模拟装置对棒-板间隙进行交流放电特性研究.在纯雾、纯灰霾及雾霾三种环境下进行棒-板间隙的交流放电试验,比较了棒-板间隙交流放电特性的区别,分析了雾霾颗粒对棒-板间隙交流放电特性的影响机理.结果表明:该模拟装置能模拟自然雾霾;纯雾环境下,棒-板间隙击穿电压随雾浓度呈先增后降的趋势;纯灰霾环境下,灰霾颗粒粒径小于10μm时的击穿电压低于干燥空气击穿电压,颗粒粒径大于10μm时的击穿电压高于干燥空气击穿电压,在粒径相同的条件下,击穿电压与灰霾浓度及成分都相关;雾霾环境下,间隙击穿电压高于干燥空气击穿电压,低于纯雾条件下间隙击穿电压,与雾霾粒径大小呈负相关,不同雾霾浓度下的间隙击穿电压会因雾霾成分而变化.     

螺旋针-环结构等离子体射流放电过程分析

为降低气体的击穿和维持电压,设计一种螺旋针-环电极结构的等离子体射流装置,研究不同电压下的放电电压、电流波形。研究表明,氦气等离子体射流放电可以分为电晕放电、介质阻挡放电和射流放电三个阶段,并且可以通过放电电压、电流波形的特征进行区分。分析可知,射流管管径较大时,采用螺旋针状内电极结构可以减小电极间的平均气体间隙距离,从而降低气体的击穿和维持电压,使放电更加容易进行;电压反向过程中残留电荷使得合成电场得到加强,气体将"提前"发生放电;由于电极结构的不对称,气体在正半周期更容易发生放电,放电产生的电流脉冲数目更多,电流值更大;随着外加电压增大至14k V,放电最终过渡到丝状放电状态。