Estimation of Surface Roughness due to Electrode Erosion in Field-Distortion Gas Switch

Field distortion gas switch is one of the crucial elements in a Marx generator, fast linear transformer driver and other pulsed power installations. The performance of the gas switch, which is dramatically affected by the surface roughness due to electrode erosion during the discharge process, directly influences the output parameters, stability and reliability of the pulsed power system. In this paper, an electrode surface roughness (ESR) calculation model has been established based on a great deal of experimental data under operating current. The discharge current waveform, the peak height of the burr, the radius and the depth of etch pits in the electrode erosion region were used to predict the ESR. Also, experimental results indicate that this calculation model can effectively estimate the ESR of the test gas switch.     

工频电压下片状自由金属微粒带电特性与运动规律研究

GIS/GIL因安装、运输等环节会不可避免地产生多样性的金属微粒,而片状金属微粒因其"潜伏性"较难检出,从而威胁GIS/GIL的绝缘性能。采用数值计算结合实验方式开展了工频电压下片状金属微粒起跳与运动规律研究。片状金属微粒采用旋转椭球体模型进行等效,并通过理论推导获得片状金属微粒的带电量与临界起跳场强。搭建工频电压下片状金属微粒运动观测平台。采用高速相机观测其起跳和运动行为,并与数值计算结果进行对比分析。结果表明:片状金属微粒起跳场强与厚度的1/2次方近似呈正比关系,而随微粒半径增大呈现出微弱的上升趋势。密度较大的片状金属钢微粒竖起后,存在原地旋转与沿地电极表面来回滚动两种运动模式,并在微粒底部与电极间隙伴有微弱的局部放电;密度较小的片状金属铝微粒竖立后,在电极间隙内发生剧烈地上下跳动。     

污秽不均匀性对绝缘子电场的影响

利用ANSYS有限元分析软件,对几种典型不均匀污秽绝缘子的三维电场及电位分布进行了计算;依据污闪放电机理,对干燥带出现后电场分布的变化及其位置的影响进行了计算。分析了污秽绝缘子表面电阻模型对电场及电位分布的影响,结果表明:污秽不均匀性对绝缘子电场分布影响显著。连接铁帽、钢脚的湿污秽区能削弱高压电极附近场强;上下表面不均匀污秽对绝缘子电位分布影响显著,周向不均匀污秽影响较弱。干燥带上场强与产生的位置有关,呈"U"形变化趋势。     

计算高压电场的模拟电荷法

综合分析了影响模拟电荷法(CSM)计算精度的主要因素,介绍了几种改进CSM。     

基于上下表面电弧特性的交流绝缘子污秽闪络电压计算

根据上下湿污表面交流局部电弧特性的差异,建立了交流污闪电压双电弧计算模型。为获得模型参数,测量了三角形玻璃板上下表面的局部电弧,分别获得了上下表面局部电弧的静态伏安特性和重燃条件;利用高速摄像机对局部电弧进行观察,得到了上下表面弧道半径与泄漏电流峰值之间的关系;同时,研究了∏型玻璃板装置闪络过程中局部电弧延伸过程,发现上下表面局部电弧弧长均随泄漏电流峰值线性增加,弧长增量之比与表面盐密有关,由此获得了上下表面弧长之比与表面盐密的关系式。结果表明:该双电弧模型可以较为准确地计算交流绝缘子的污闪电压。     

氩气气压对铝丝电爆炸合成纳米粉体特性的影响

为了研究氩气气压对铝丝电爆炸法合成的铝纳米粉体特性的影响,建立了一台基于金属丝电爆炸的纳米粉体生产和收集装置,在不同氩气气压条件下成功地制备了铝纳米粉体。利用透射电子显微镜(TEM)观察了合成的铝纳米粉体的形态与结构,并通过TEM图像分析得到了铝纳米粉体的粒径大小及其分布。结果表明:当氩气气压较高时,铝纳米粉体颗粒外形规则,呈球形;其平均粒径比低气压时大;当氩气气压<100kPa时,较高的氩气气压可显著地扩宽铝纳米粉体的粒径分布范围。分析发现,采用这种方法制备的铝纳米粉体的颗粒外形、颗粒粒径及其粒径分布均可以通过改变氩气气压来进行控制。     

Effect of the Circuit and Wire Parameters on Exploding an Al Wire in Water

The underwater electrical explosion of an aluminum wire is influenced by many factors, such as wire parameters, pulsed power energy, etc. In this paper, underwa...     

直流下SF6中绝缘子的闪络特性

直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)在特殊环境下可替代部分架空输电线路或电缆,提高输电走廊选择的灵活性。严重影响GIL绝缘水平的关键因素之一是直流下沿支撑绝缘子表面的电荷积聚。为了研究该问题,建立了一个锥板电极系统来模拟GIL中同轴圆柱结构的电场分布,通过试验研究了直流下SF6中绝缘子的材料和形状对其闪络特性的影响,并利用有限元分析软件对不同形状的绝缘子进行了电场计算。结果表明,直流GIL中绝缘子的表面电导率和充电时间常数均对其表面电荷积聚和沿面闪络有重要影响。同时还提出了基于锥板电极的直流GIL的绝缘子表面电导率选取原则和外形结构优化注意事项。     

交流电压下预埋电极对绝缘子附近导电微粒运动的影响

为防止自由导电微粒浮起或附着于绝缘子表面而引起绝缘闪络故障,该文建立楔形平板电极系统来模拟SF6气体绝缘系统中可能出现的不均匀电场,实验研究交流电压下预埋电极对微粒的驱散作用,包括对微粒运动轨迹与起始运动电压的观测。通过有限元法进行电场计算,对自由导电微粒的受力情况进行分析,理论验证了实验结果。结果表明,对于表面与接地电极表面夹角呈锐角或直角的绝缘子,无论其表面带棱与否,预埋电极可防止自由导电微粒附着于其表面,同时能够提高绝缘子附近微粒浮起所需的电压,对微粒浮起有抑制作用。     

用改进的静电探头测量绝缘子表面电荷

设计了用于绝缘子表面静电荷的测量装置。得到了圆柱型绝缘子的表面电荷分布图。实验研究表明设计的电荷测量装置具有分辨力高、电荷泄漏少的优点。