静电放电刷电晕脉冲电流的测试与分析

为研究电晕放电脉冲电流的特性,提出了一种电晕脉冲电流模拟测试方法,选用直流高压发生器、高采样率的数字存储示波器Teck7404B和高频电流探头TA1搭建了某静电放电刷电晕脉冲电流的测试回路。分析测试静电放电刷的正负电晕脉冲电流波形及其特征的结果表明,正负电晕脉冲电流具有明显的极性效应,正电晕电流比负电晕有更长的上升沿和脉冲宽度,电流幅值达mA级。该研究结果为进一步研究空中飞行物体的电晕放电电磁辐射的特征提供了实验依据,根据放电刷脉冲电流特征,可估算其电晕放电电磁辐射能量。     

高压输电线附近电晕放电辐射的数学模型

本文介绍了高压输电线附近电晕放电辐射场的数学模型，定量地研究了电晕放电的辐射频谱、辐射场强的横向距离特性及空气湿度等因素对电晕放电辐射场强的影响。可用于高压输电线附近电磁环境的计算和预测。     

尖端导体电晕放电辐射场的计算与实验

为研究输电线电磁辐射问题,以尖端导体电晕放电为研究对象,利用偶极子模型和传输线模型尖端导体电晕放电辐射场进行理论计算,得出了电磁辐射信号特征;在实验室进行直流高压下尖端电晕放电模拟和实验研究,验证了理论分析的正确性。研究结果表明,电流注入导体产生的辐射场要比空气电晕区产生的辐射场强的多,在对尖端导体电晕放电辐射场的远距离探测时,空气电晕区产生的辐射场可以忽略不计;尖端导体电晕放电辐射场主要是垂直极化场,由电晕电流在导体两端来回反射引起的;信号的时域波形呈衰减振荡形式,信号的峰值随外加电压的升高而增大,正电压下信号的强度明显比负电压下信号的强度大;信号首脉冲的方向随外加电压的极性不同而相反;信号的持续时间在几百ns数量级,而且随着导体长度的增加,信号的持续时间有增大的趋势。该研究结果对于输电线电晕抑制及周围电磁环境评价具有重要意义。     

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。     

基于脉冲电流法判断输电线电晕放电研究

对输电线电晕放电的起晕电压、电晕脉冲电流、起晕场强进行了研究。采用基于脉冲电流法判断电晕笼内单根输电线起晕电压。通过局部放电检测回路中的检测阻抗,获取电晕脉冲电流波形。当脉冲电流持续出现时,此时导线所加电压,即为电晕起始电压。根据实验得到的起始电晕电压,借助有限元法计算笼内导线表面及其附近场强,结果与通过皮克经验公式得到的较为接近,验证了脉冲电流法判断输电线路起晕电压的合理性。     

电晕放电对超高压输电线路工频电场的影响

超高压输电线周围电磁环境及其对人体的影响已成为人们普遍关心的问题之一。为此,在传统模拟电荷法计算工频电场强度的基础上,考虑到超高压输电线路在一定条件下产生电晕放电的实际现象,建立了一种基于此条件下工频电场计算的新模型。其中,利用高斯定理求解电场起晕时导线表面的电离电荷,将模拟电荷法引入到电晕放电产生的电离区内的电荷。最后根据用叠加原理得到电晕放电条件下超高压输电线产生的工频电场强度。通过对500kV超高压输电线路的仿真结果可知:由于电晕放电的影响,电场强度发生畸变且在时间上呈周期性分布,电晕放电对工频电场强度具有增强作用。220kV输电线路的仿真结果验证了该模型的合理性和正确性。     

电晕脉冲干扰特性的实验研究

本文采用模拟实验的方法 ,分析了不同极性单个电晕脉冲产生的干扰水平和频域范围 ,指出正电晕脉冲是干扰的主要来源 ,膜状电晕的产生能有效地抑制干扰 ,气候条件对电晕干扰水平的影响有限     

直流电晕放电无线电干扰随机时域计算模型研究

直流输电线路电晕放电过程中会在空间中产生随机的无线电干扰脉冲信号,目前针对电晕放电无线电干扰的测量与预测计算主要基于频域方法,并未反映出无线电干扰的时域随机脉冲特征。为此,该文在实验室搭建了直流单根导线电晕放电无线电干扰时域测量平台,采用鞭形天线实现了对正极性直流导线电晕放电无线电干扰时域特性的测量,结合无线电干扰脉冲波形特征,分析获得了脉冲波形参数（幅值、重复频率、上升时间、持续时间）的统计特性。基于统计特性,结合无线电干扰双指数函数脉冲波形建立了高压直流单根导线电晕放电无线电干扰随机时域计算模型,模型中包括随机脉冲信号产生、脉冲衰减、场强信号计算及场强信号重构,将该模型产生的无线电干扰时域波形准峰值响应值与不同测量结果进行对比,结果表明计算误差小于2dB,验证了所提模型的有效性。     

嵌套在人工气候罐中的电晕笼设计

为了准确模拟高海拔地区特、超高压输电线路由于电晕产生的可听噪声、无线电干扰、电晕损耗等电晕效应,设计出能够放置在人工气候环境试验室中对不同型式导线进行电晕特性试验的电晕笼,基于已知的常规电晕笼设计原则,使用电磁场计算软件ANSYS仿真得到电晕笼内不同型式导线达到指定表面电场强度时所加电压,分析电晕笼不同截面尺寸下、在不同海拔高度的绝缘裕度,以得到电晕笼截面尺寸的合适值,然后根据人工气候环境室的实际可用空间大小来决定电晕笼的长度以及截面尺寸。最终以8分裂导线所得参数为主,设计出能放置在人工气候环境室中电晕笼,其截面边长为6m、长度为19m。将该电晕笼放置在人工气候环境试验室中进行实测,根据所测无线电干扰值,绘出对应不同海拔高度下的无线电激发函数曲线,曲线表明随着海拔高度的升高,导线上产生的无线电干扰值变大。     

交流电晕放电特性的影响因素研究

介绍交流电晕放电实验平台的组成,通过试验研究交流电压作用下电极导线直径对电晕放电的影响、气压对电晕放电特性的影响、湿度对电晕脉冲电流的影响,分析试验结果得出电晕脉冲电流的幅值随电压升高和气压降低而增大等结论。     

交流特高压输电线路无线电干扰特性

针对交流特高压输电线路，采用模态转换方法得到了电晕电流注入线路后的分布情况，然后对沿线电流元辐射场强进行积分叠加，得到了沿线某点的无线电干扰情况，对影响无线电干扰强度的因素和干扰特性进行了分析。计算结果表明，线路平均高度的增加、相间距离的增加以及导线分裂数的增加都会使被干扰点的无线电干扰水平减小，而且此时磁场干扰占据优势。本文的结论为交流特高压输电线路无线电干扰的抑制、测量和防护提供了参考依据。     

电晕笼设计与应用相关问题的探讨

国内特高压电网建设已正式启动,特高压输电线路的电晕问题亟待研究,电晕笼是研究特高压交直流输电线路导线电晕的一种经济有效的手段,为此介绍了电晕笼的原理、结构、国内外已建电晕笼的参数及依托电晕笼开展的超特高压电晕特性的研究,并结合现有实验室用电晕笼装置,从电场分布、离子电荷运动、无线电干扰电流校正等方面探讨了电晕笼的结构、长度、边长(直径)等参数的设计原则,给出了电晕笼中交直流电晕电流、无线电干扰、可听噪声、电晕损耗、直流离子电流密度等效应的测量方法。最后基于世界各国电晕笼特点的总结,就国内试验基地大电晕笼的电压等级、结构和参数的合理选择提出了若干建议。     

特高压输电对环境的影响

讨论了特高压输电的优点，和强电场对周围环境、人体健康的影响以及电晕产生的电磁脉冲对无线电和电视的干扰。     

高压直流双回输电线路合成电场与离子流的计算

高压直流双回输电线路在我国尚无设计与运行经验。为此，文章对双回直流线路电晕效应产生的离子流与综合电场强度进行了计算，分析了导线不同的布置方式以及线路间距、对地高度、导线分裂数、导线半径等结构参数对地表离子流和场强的影响。结果表明，两回线路上下排布方式的地表合成场强与离子流密度较小；在相同导线尺寸与同等架设高度下，合理排布的双回线路的地表场强与离子流远小于单回线路，且双回线间距越小地表场强与离子流越小；同塔双回线路的电磁环境要优于单回线路。     

Effects of Contaminations on Corona Pulse Inception Characteristics of HVDC Conductor

Contaminations adhering on HVDC transmission line will change its corona characteristics to generate electromagnetic pollution. The corona-induced radio interference and audible noise become important factors influencing the configuration and costs of transmission project. For understanding the effects of contaminations on the corona pulse characteristics of an HVDC transmission line,a corona cage was adopted to experimentally investigate corona pulse inception voltage and corona pulse characteristics of the conductors with different contaminations on surfaces. The contaminations include simulated contaminations,carbon powder,cement and fine sand. The results show that when conductor is covered with contaminations,the positive polarity corona pulses have high amplitude and low frequency,while the negative polarity corona pulses have low amplitude and incremental high frequency components. The corona pulse inception voltage presents a negatively exponential decrease with the increase of contamination density,showing a saturation trend. Fine sand shows the greatest effect on the corona pulse inception voltage with positive polarity,while cement shows the least effect. A function of corona inception voltage and surface contamination density is given. This study may provide reference for design of transmission lines.     

邻近交流线路时直流输电线路电晕损失的计算与分析

为了对与交流线路邻近的直流输电线路的电晕损失进行预测,提出了一种计算交直流混合输电线路走廊中直流输电线路电晕损失的数值计算方法。该方法采用有限元和有限体积法计算交直流输电线路产生的混合离子流场,通过在每一时间步上进行迭代求解导线表面的电荷密度,使其满足Kaptzov条件,进而获得导线电晕电流,实现电晕损失的计算。该方法采用隐式时间差分,可采用较大的时间步长,提高了计算速度。通过与多种结构交直流邻近线路模型的测量结果的对比,验证了算法的有效性。利用实验和仿真分析,获得了电晕损失随邻近距离、交流电压值的变化规律。最后,基于所提出的方法对与1 000 kV交流线路邻近的±800 kV直流线路的电晕损失进行了分析计算,得到了不同接近距离时的直流电晕损失值。     

特高压输电线路工频电场的数值仿真研究

1 000 kV特高压交流输电是中国目前电压等级最高的交流输电方式,其周围的电磁环境及其对人体的影响也成为人们日益关注的对象。笔者基于模拟电荷法,并考虑高等级电压会产生电晕放电这一情况,建立计算模型。仿真结果表明,电晕放电现象对地面工频电场有一定加强作用。结合实地测量,验证了该算法的正确性和有效性。最后仿真计算了特高压单回、双回输电线路的地面工频电场分布,研究了子导线半径、分裂间距、相间距、线路高度、输电线相序等参数改变时,地面电场强度的变化情况,提出了几种降低工频电场的方法。     

空气针尖负电晕放电的特征辐射谱

为得到针尖负电晕放电的辐射特征,采用针-环结构对不同空气条件下负电晕放电的辐射谱进行了实验测试。结果表明,在给定电极件下,空气负电晕放电具有一定的特征辐射谱,频率〈100MHz。这种特征辐射谱的位置不随放电电压（电流）和气体等条件变化;特征辐射强度与放电电压无关,但与空气的气压和气流有关。空气负电晕放电的特征辐射与Trichel脉冲的形成过程相关,电流脉冲的上升沿决定特征频谱的位置和幅度。