SF_6断路器弧触头的关合侵蚀特性

SF6断路器关合操作时产生的关合涌流对弧触头会造成严重的侵蚀。为了研究弧触头在关合情况下的侵蚀特性,设计了模拟的SF6断路器灭弧室,对CuW80弧触头进行了关合侵蚀实验。实验记录了每次的燃弧时间和电流峰值,并计算了100次实验后的质量损失率。每20次关合实验后,拍摄触头表面照片,测量弧触头的接触电阻和工频耐压。最后分析了SF6断路器弧触头的关合侵蚀特性并探讨了侵蚀机理。认为在关合实验中弧触头的侵蚀来源有两个:一个是关合前预击穿电弧的烧蚀,一个是烧蚀后弧触头变软后的机械磨损,并且机械磨损的量占有相当的比例不可忽略。在电流峰值18 kA,燃弧时间2 ms,机构速度7 m/s的情况下,机械磨损过程中的质量损失率大于1.0 mg/C,这也是关合情况下触头质量损失更大的主要原因。     

激光清除输电线路异物时异物烧蚀特性分析

利用高能激光清除输电线路缠绕异物的方法取得了 较好的使用效果。以5种典型输电线路异物 材料为研究对象,建立有限元仿真模型,分析激光烧蚀异物的温度分布及其微观变化规律, 并进行了激光 烧蚀实验。结果表明,激光照射异物时,异物中心到边缘温度逐渐降低,高温的中心部分先 熔化,低温部 分热量积累使温升至熔点熔化,形成“V”形凹坑。在激光加热异物的过程是周向和纵深方 向同时发展的, 且纵深方向发展快于周向的发展速度。激光功率达到200 W时,可以 清除绝大部分有色异物,亮白色异物 也可被清除,激光清除异物的效率在1mm/s至2mm/s之间,激光清除异物的效率较高,此研 究成果为激光 应用于清除输电线路缠绕异物工作提供了重要依据。     

基于IGBT的新型固态直流断路器设计与分析

直流断路器是柔性直流输电系统组网的关键设备,对直流输配电网的安全性、稳定性有着重要的意义.文中提出了一种基于绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的新型固态直流断路器拓扑,在提高断路器切断电流能力的同时,提高了避雷器和IGBT的使用寿命.通过引入接地引流二极管...     

广西农村饮水安全工程运行管护机制与典型示范

介绍了广西农村饮水安全工程建后运行管理的5种体制:水利部门专业管理、乡镇管的供水单位管理、用水合作组织管理、村集体管理以及农户和私人投资者自我管理,论述了这5种体制各自的特征,并以5个典型工程为例,分析每种模式的运营及维护现状和具体操作特点,并根据典型工程运行管护的做法和经验,提出了几点建议。     

线激光清除架空线路树障时温度和效率分析

架空线路树障会引起线路跳闸故障,是线路运行的重大隐患。采用高能激光清除架空输电线路下方树障是一种安全有效的清障方式。以6种典型树木类型为研究对象,建立有限元模型,分析点、线激光作用下6种树木的温度分布规律及灼烧效率并进行了点、线激光灼烧实验。结果表明,线激光照射时,树木表面温度从光斑中心向光斑边缘急剧降低,仅在灼烧中心区域热效应明显,光斑中心温度上升速率随加热时间逐渐减缓。同样时间内,泡桐相较于其他5种树木的温度最大,15 s时最高温度达到1259.20 ℃。激光器输出功率相同时,点激光平均灼烧速度为0.37 mm/s,线激光为5.45 mm/s,实验对比发现线激光效率为点激光效率的6.53~8.45倍,线激光平均灼烧速度明显大于点激光,此研究成果为线激光器应用于清障工作提供了重要依据。     

施工缺陷对超导电缆中间接头内电场分布的影响

中间接头在高温超导电缆中是最薄弱的环节,制造和施工环节中造成的任何缺陷都有可能在运行时产生电场畸变,缩短中间接头使用寿命,施工缺陷严重时可能引发电缆局部放电、击穿等事故。为此本文利用有限元仿真软件分析了绝缘层划伤、绝缘层杂质、超导带焊接毛刺三种典型施工缺陷对接头内电场分布的影响规律。研究结果表明,绝缘层划伤存在空气隙时,最大电场强度随着空气隙厚度增加而减小;而当空气隙厚度保持不变时,最大场强与空气隙长度呈正相关增大。绝缘层残留杂质时,半导电层切断处、超导带焊接部位附近的绝缘层杂质周围电场畸变最严重,且超导带焊接部位周围最大场强大于半导电层切断处。此外,杂质大小、位置及带电与否均会对电场造成很大影响。随着杂质半径增加,超导带焊接部位和半导电层切断附近杂质周围场强近似呈正比例增长;杂质不同电荷量和电性对电场畸变程度同样有重大影响,特别是当部分杂质为电负性时,周围最大场强均超过5MV/m。超导带焊接毛刺的位置及大小对场强有较大影响,其中在超导带焊接部位与绝缘层分界面处场强最大,且沿超导带焊接部位径向的毛刺周围场强高于沿轴向的场强。研究成果为分析超导电缆故障原因,制定接头施工工艺提供一定参考。     

连续激光作用下瓷质绝缘子温度和热应力分析

利用高能激光清除输电线路缠绕异物的方法取得了较好的使用效果,但激光在清除异物时也会照射到绝缘子上,时间过长可能会损伤绝缘子。为了研究在使用激光辐照瓷质绝缘子时的温度、应力损伤特性,本文对激光静止和移动辐照不同材料瓷绝缘子不同部位的情况进行了建模、计算,重点分析了瓷绝缘子在使用普通瓷、氧化铝瓷、氧化锆瓷、堇青石瓷四种材料下的损伤特性。结果表明,激光静止辐照瓷质绝缘子60s时,中心温度达到2000℃以上,远超过四种绝缘子瓷的热耐受能力,拉应力的值也达到了251.17MPa,超过了其抗拉强度,此时会出现绝缘子瓷的破裂;而激光以7mm/s的速度移动辐射瓷质绝缘子时,最高温度为185℃,拉应力仅为2MPa,温度和应力均较静止辐射情况有很大的减小,不会对瓷质绝缘子造成损坏。实验对比发现,静止辐射16s时,瓷质绝缘子就会破裂,但移动照射能有效的防止激光对瓷质绝缘子的损伤。     

电极类型对封闭容器内部短路燃弧特性及压力升的影响

开关柜内部短路燃弧故障时有发生,其短时间释放巨大能量引起隔室内部压力迅速上升,严重威胁设备、建筑物以及工作人员的安全。由于实际开关柜内部电弧试验周期长、耗费大,模拟封闭容器内部短路燃弧试验成为研究该问题的主要手段。利用L-C振荡回路开展了封闭容器内部棒–棒、板–板间隙短路燃弧试验,分析了不同电极类型对封闭容器内部短路燃弧特性和压力升(相对压强)的影响,结果表明:封闭容器中弧压受压强、气流和电极类型等因素影响,数值与开放环境差异较大。棒–棒和板–板间隙燃弧对应的电弧电位梯度范围分别为18.8～23.8 V/cm和15.9～19.6 V/cm,其中板–板间隙的弧压数据波动较为剧烈,分散性更大,且数值小于棒–棒间隙。相同间隙距离和电弧能量下,板–板间隙短路燃弧引起的压力升大于棒–棒间隙。     

不同温度下环保型HFO-1234ze(E)/CO2混合气体分解机理

由于SF6气体的温室效应，以C4F7N、C5F10O、C6F12O和HFO-1234ze(E)等气体为代表的新型环保替代气体得到了广泛的关注，但对于这些气体分子在局部过热或放电状态下导致设备内部温度升高时的分解机理还缺乏研究，为了进一步探究新型环保气体替代SF6气体的可行性。本文以HFO-1234ze(E)分子为例，基于ReaxFF反应分子动力学方法和密度泛函理论，从微观层面模拟研究了HFO-1234ze(E)分子和不同温度下20%HFO-1234ze(E)/80%CO2混合气体的分解现象。结果发现：HFO-1234ze(E)分子存在着7种不同的分解路径，且CO2中的C=O会最先分解，而HFO-1234ze(E)中的C-F键和C=C双键焓值较高，断裂较为困难，随着温度的升高，发生分解的时间也越早；当温度低于2000K时，HFO-1234ze(E)/CO2混合气体几乎都不会发生分解，但当温度为2000K时，HFO-1234ze(E)分子不会发生分解，但CO2分子会迅速发生分解，2600K以上时，温度每上升2000K，HFO-1234ze(E)就会多分解5个左右，CO2就会多分解35个左右，直到最后基本完全分解。混合气体主要分解产生CO、O2、C2O2、HF、CF4、C2F6、C3F6和C3H3F3等各类自由基，其中CO为有毒气体、HF为强腐蚀性气体，应采取措施对其含量进行监测，其他分解产物的化学性质均较为稳定且对环境无害，并仍然具有一定的绝缘能力，表明20%HFO-1234ze(E)和80%CO2混合气体在一定程度上可以完全替代SF6气体，这也为进一步研究其他新型环保混合气体提供了理论依据和工程指导。