大型发电机定子槽内振动火花放电机理

大型发电机定子槽内"振动火花放电"的破坏程度远大于局部放电,因此对该放电的产生原因和所需条件进行了研究。首先应用分布式电容模型及主磁通模型对振动火花放电的机理进行了理论分析,并对线棒槽内中部和端部防晕层表面的感应电压、接地电流进行了理论计算和实验验证,明确了振动火花放电发生的原因;然后搭建了模拟定子槽内振动火花放电的实验平台,通过实验研究了振动火花放电产生所需的感应电压、接地电流的条件,得到了近似为负指数关系的电压电流特性曲线;最后,综合上述理论分析及实验结果,对防晕层电阻率的优化选取进行了计算,得到了能较好抑制定子槽内放电的防晕层电阻率的取值范围,如600MW大型汽轮发电机的防晕层表面电阻率的选取范围建议为7.2～18.9kΩ。     

绝缘子伞形对直流污闪电压气压下降指数的影响

绝缘子的污闪电压随着气压的降低而降低,并且绝缘子伞形不同,其降低的程度也不相同,然而对于产生下降程度不同的原因却不清楚.为研究绝缘子伞形结构影响其直流污闪的气压下降指数的原因,设计了模拟绝缘子伞形结构的物理模型,在北京(50 m)和西藏(4 300 m)开展人工污秽试验,得到不同伞形结构条件下的直流污闪电压,并通过高速摄影仪观察试验过程中伞裙间电弧发展的规律.试验发现:不同伞形结构,其直流污闪电压的气压下降指数不同,且伞裙间的电弧发展可以分为沿面发展、稳定桥接和跨接3种情况.在对不同伞形、不同海拔条件下,伞裙间每种电弧发展形式的概率进行统计后发现:伞伸出越大、伞间距越小则稳定桥接和跨接概率越大,且相同伞裙结构条件下,高海拔地区跨接比例要明显高于低海拔地区.进而通过分析泄漏距离利用率与伞裙间电弧发展概率之间的关系得到:伞裙间电弧发展形式的差异是造成气压下降指数不同的主要原因.     

硅藻土特性对复合绝缘子人工污秽试验的影响

复合绝缘子的耐污闪性能主要受硅橡胶材料的憎水性和憎水迁移特性的影响,复合绝缘子人工污秽试验中,不溶污秽的特性对硅橡胶的憎水迁移性有很大的影响,因此在复合绝缘子人工污秽试验中选用合适的不溶污秽对试验结果的可对比性具有至关重要的意义。对6种不同硅藻土在高温硫化硅橡胶(HTV)和室温硫化硅橡胶(RTV)表面进行了憎水迁移性试验,研究了不同硅藻土特性对材料憎水迁移性的影响,并进行了不同污秽类型的电镜扫描和比(BET)表面积、孔隙度的研究。试验结果表明,不同的硅藻土对硅橡胶表面憎水性的迁移速度有很大的影响,且与其微观特性有着比较好的相关性。根据试验结果对人工污秽试验所用硅藻土的特征值进行了推荐。该文的研究结果可以作为分析硅橡胶材料憎水迁移特性的参考,同时也为复合绝缘子人工污秽试验的标准制定提供了一定的依据。     

直流污秽放电对硅橡胶表面特性破坏过程

为研究直流电弧烧蚀作用下硅橡胶材料表面特性的变化,利用直流斜面法装置,从憎水性丧失和恢复特性、泄漏电流变化、生成物质特性3个方面对硅橡胶材料进行漏电起痕实验。实验发现,污秽放电过程分4个发展阶段,分别为随机初始电弧、电弧集中烧蚀、憎水性物质形成及电弧终止。在每个阶段,硅橡胶烧蚀部分的憎水性分布具有典型特征,泄漏电流随硅橡胶表面破坏速度和范围的变化同步发展。不同试品在电弧烧蚀过程中,均会产生具有憎水性的白色粉末,该物质的出现会阻碍电弧的发展。实验结束后将试品于恒温箱中放置48h,发现硅橡胶材料在电弧烧蚀破坏部分静态接触角可达到136.6°,憎水性得到很好的恢复,好于新的硅橡胶样品。     

500kV港城变电站绝缘子均压环放电现象研究

为了提高有限元数值仿真计算方法在研究外绝缘设备电场分布的准确性,对均压环与绝缘子串电场进行仿真分析,并通过设置仿真参数来获得均压环管径和安装位置最佳尺寸的依据。针对湛江500 kV港城变电站均压环对玻璃绝缘子串放电现象,运用ANSOFT软件建立了500 kV交流杆塔上均压环与绝缘子串全三维模型,研究了均压环管径和安装位置对绝缘子串电场分布影响的规律,并通过对电场强度的仿真分析解释了均压环对绝缘子频繁放电的原因。仿真分析中研究了均压环管径及其安装位置对最大电场强度的影响,进而得出了满足实际工程应用的最佳的均压环管径和安装位置,通过实际运行验证仿真结果对于消除绝缘子均压环放电效果明显。     

绝缘介质表面流注发展特性的机理研究

绝缘介质表面流注的发展是沿面闪络中的重要的物理过程,研究绝缘介质表面流注的发展特性有助于揭示沿面闪络的机理,对输电线路及电力设备的绝缘设计有着重要的意义。在“三电极”结构中,利用光电倍增管测量不同绝缘介质表面流注传播概率和传播速度随平板间电场强度的变化规律：绝缘介质表面流注传播所需的稳定传播场强大于流注在空气间隙中稳定传播的场强;同时,在高场强下,绝缘介质表面流注拥有“沿面分量”和“空气分量”2个分量,而流注在空气间隙中传播时不存在“沿面分量”,只有“空气分量”。此外,不同绝缘介质表面流注稳定传播场强和传播速度存在差异：沿面流注的稳定传播场强与介质的介电常数成正比;流注的传播速度与介质的介电常数的关系不太明显,主要与介质表面电荷附着效应和光致电子发射效应有关。     

交流老化导线温升特性改变对载流量的影响

国内对于长期运行的导线老化对其载流量影响的研究鲜有报道,往往根据国外设计标准进行载流量校验,缺乏实际测量数据。针对上述情况,采用我国多条运行多年的交流老化后导线作为样本进行了通流温升实验测量到线路老化后实际载流量变化特性;同时对样本单位长度电阻进行了测量。结果表明老化后导线温升快于新导线,且稳定后温度更高;老化后导线单位长度电阻虽未超过国标限值,但与同型号新导线实测值相比增加4%~14%。根据热平衡方程和实验结果对载流量进行了计算,并反推出导线表面辐射系数,表面辐射系数与参考值相比差异较大,据此估算将使载流量下降约6%。分析认为导线长期运行老化后表面状态改变,形成一定厚度的污质层最终影响了导线的散热效果和单位长度电阻变化。     

架空输电线舞动的计算机仿真

为建立导线舞动的计算机仿真模型,研究导线舞动以及制定防舞措施,利用目前比较全面反映导线舞动特性的三自由度(3DOF)线路舞动模型,同时通过计算流体力学研究了典型覆冰导线的空气动力特性并得出其空气动力特性典线。基于上述导线动力模型和空气动力典线,设计了导线舞动的仿真计算程序。利用该程序对4分裂导线(包括子导线间隔棒)建立模型并进行舞动的动态仿真,同时输出导线舞动仿真的三维图像,从中可以形象直观地看到舞动的发展过程,为舞动特性研究以及防舞装置、防舞措施的研究提供了一个有力工具。通过该程序的扩展模块还可对各种防舞装置的防舞效果进行动态仿真。     

脉冲电磁场对骨质疏松的生物效应

电磁场作为非创伤性疗法在骨病治疗中已得到广泛的关注,故清华大学深圳研究生院以近10年的工作为基础,从细胞水平、动物模型和临床研究3个方面总结了脉冲电磁场应用于防治骨质疏松研究所取得的成果。研究发现,电磁场能够促进DNA的合成和影响成骨细胞的增殖和分化,且其效果存在一定的窗口效应;骨质疏松动物模型研究显示,脉冲电磁场能够改善去势诱导骨质疏松模型骨密度;初步临床实验证实了细胞研究和动物模型研究的作用效果,并且能够有效改善骨质疏松病人的疼痛和改善骨密度水平。因此认为脉冲电磁场将在骨质疏松的防治中发挥重要作用。     

负直流电晕流注脉冲特性随气压和湿度变化的规律

为得到负直流电晕流注脉冲特性随着气压和湿度变化的规律,建立考虑气压和湿度影响的流体模型,分别利用通量校正运移算法和分块方法求解了1维连续性方程和2维泊松方程。在人工气候罐中,利用棒–板电极,测量不同气压和湿度下的负直流电晕脉冲幅值和重复频率。计算和实验结果表明:特里切尔脉冲平均幅值及分散度随气压和湿度增大而减小。随着气压降低,电子密度增大,电导率升高,电流幅值增大。随着湿度升高,复合和附着作用增强,电子密度减小,电导率降低,电流幅值减小;同时,流注通道中包含的负离子数目减少,对阴极附近场强的影响减弱,使得阴极附近电场在负离子电荷迁移距离较短的情况下便满足新的特里切尔脉冲放电的要求,脉冲的重复频率增大。