不同材质的引雷塔引雷能力模拟实验研究

为探究由不同材料构成的高塔对自身引雷能力的影响机理,采用负极性标准操作波分别对按照1:12.5比例缩小的角钢模型塔和环氧树脂模型塔进行了大量的间隙放电实验,实验分为单塔间隙距离为1、3、5、7 m等条件下的放电和双塔选择性放电2部分。实验中采用升降法获取不同间隙下两塔的50%放电电压,并用高速摄像仪对间隙放电过程进行观测。实验结果表明:在单塔间隙放电实验中,不同间隙距离下的角钢塔击穿电压要低于环氧树脂塔,在双塔选择性放电中,角钢塔的接闪次数百分比较环氧树脂塔的多44%,故角钢塔的引雷能力要优于环氧树脂塔。实验结论有助于改善引雷塔引雷措施的引雷效果,使得输电线路得到更为优化的保护,同时为引雷塔的设计和建设提供参考。     

基于EGM的引雷塔对邻近110 kV线路的屏蔽保护效应

雷击是威胁电力系统安全运行的重要因素,引雷塔作为一种新型防雷措施在广东地区已开始试点应用。为研究引雷塔对邻近110kV线路的雷电屏蔽特性及引雷塔的屏蔽保护范围,以已建设的引雷塔及其相邻110kV双回输电线路为例,建立了电气几何模型,计算间隔距离、引雷塔高度、地形等因素影响下引雷塔对邻近110kV线路的雷电屏蔽效应,并总结得到其屏蔽保护范围。计算结果发现,引雷塔对相邻110kV线路存在绕击和反击屏蔽效应,两者距离越近,其雷电屏蔽效应越显著;当引雷塔高为60 m时,其在平地和山地情况下,对相邻110kV线路的临界保护距离分别达到623、3 674 m。研究结果可为引雷塔选址及推广应用工作提供指导。     

邻近线路对±1100kV直流线路雷电屏蔽效果影响计算研究EI北大核心CSCD

由于土地资源紧缺,±1100 kV特高压直流工程的输电通道某区段内,可能存在2条或多条输电线路同走廊架设的问题。运行经验表明:直流输电线路由于极性效应,其雷电屏蔽特性相对交流输电线路存在一定的规律性。为研究临近线路对±1100 kV直流线路绕击特性的影响规律,探寻直流线路极性以及邻近线路高度、间距等布置方式的影响,以达到最经济有效的防雷方案。基于电气几何模型,搭建考虑±1100kV线路和其他线路并行排列下的雷电屏蔽仿真模型,计算考虑屏蔽后的±1100 kV线路各相导线的绕击次数,并引入雷电屏蔽因子,对邻近输电线路对±1100 kV线路的屏蔽效果进行定量的分析。研究结果表明±1100 kV线路正负极性位置、邻近线路杆塔结构(单回或双回)、邻近杆塔高度以及间距等因素对靠近邻近线路侧的±1100 kV直流线路导线的雷电屏蔽特性有较大的影响。在±1100 kV直流工程建设中,建议正极性导线布置在靠近邻近线路侧,可降低±1100 kV线路绕击概率。当与邻近线路间隔较近时,±1100 kV线路绕击概率大幅降低,可考虑减少防绕击的措施,节省经济成本。     

风力机叶片复合材料雷击损伤特性研究

随着风电产业的快速发展,风机遭受雷击问题愈发突出,近年来国内外对此进行了大量研究.为了研究风机叶片在遭受雷击时材料的损伤机理和规律,采用了目前风机叶片最广泛使用的玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymers,GFRP)制成的层合板,在不同电流参数、材料厚度及材料铺层方式的条件下,开展了风机叶片人工雷击损伤试验.通过现场试验及总结分析,发现了纤维损伤面积与电流峰值及电流作用积分呈正相关,与材料厚度呈负相关的规律.同时,在[0°/±45°/0°]、[90°/0°]3层、[0°/90°]3层这3种铺层方式下,铺层方式为[0°/±45°/0°]的复合材料层合板损伤面积最小,显示了其铺层方式的优越性.     

Kinetic study of key species and reactions of atmospheric pressure pulsed corona discharge in humid air

In this study, we examined the key particles and chemical reactions that substantially influence plasma characteristics. In summarizing the chemical reaction model for the discharge process of N2–O2–H2O(g) mixed gases, 65 particle types and 673 chemical reactions were investigated. On this basis, a global model of atmospheric pressure humid air discharge plasma was developed, with a focus on the variation of charged particles densities and chemical reaction rates with time under the excitation of a 0–200 Td pulsed electric field. Particles with a density greater than 1% of the electron density were classified as key particles. For such particles, the top ranking generation or consumption reactions (i.e. where the sum of their rates was greater than 95% of the total rate of the generation or consumption reactions) were classified as key chemical reactions. On the basis of the key particles and reactions identified, a simplified global model was derived. A comparison of the global model with the simplified global model in terms of the model parameters, particle densities, reaction rates (with time), and calculation efficiencies demonstrated that both models can adequately identify the key particles and chemical reactions reflecting the chemical process of atmospheric pressure discharge plasma in humid air. Thus, by analyzing the key particles and chemical reaction pathways, the charge and substance transfer mechanism of atmospheric pressure pulse discharge plasma in humid air was revealed, and the mechanism underlying water vapor molecules' influence on atmospheric pressure air discharge was elucidated.     

接地电阻对引雷塔引雷能力影响模拟试验

引雷塔接地电阻在不同土壤电阻率下各不相同,为研究引雷塔的引雷能力与引雷塔接地电阻之间的关系,设计了1∶12.5缩比模型引雷塔,在长度为1 m的空气间隙条件下,利用波形参数为-250μs/2 500μs的负极性操作波对分别接10Ω和100Ω接地电阻的模型塔进行了50组接闪放电试验,并对放电过程进行了观测。结果显示:相同条件下,接10Ω接地电阻的模型塔接闪放电次数为接100Ω接地电阻模型塔的2.85倍。试验结果表明:引雷塔的引雷能力和接地电阻的大小呈现负相关,即接地电阻越小,引雷塔的接闪概率越大。引雷塔的接地性能对其吸引雷击有影响,减小引雷塔的接地电阻有利于提高其对雷电的接闪能力。     

风机叶片雷击概率分布仿真计算

针对目前风机防雷设计效果不佳的问题,为提出技术经济最优的接闪器布置方案,需获取准确的风机叶片雷击概率分布特性.拟基于正极性迎面先导起始与发展模型和负极性地闪下行发展模型,结合有限元分析方法,建立风机接闪过程的物理仿真模型,计算不同雷电流幅值下风机不同部位的击距,并提出风机不同部位的接闪面积计算方法,得到典型风机叶片在三种不同角度时不同部位的雷击概率分布.仿真结果发现当单个叶片竖直向下、保持水平以及竖直时向上,在正极性和负极性雷电下,雷电在叶片0～5 m范围内附着的概率分别为89.77％、93.64％、97.09％和92.53％、95.98％、97.99％.三种叶片角度条件下,叶片根部36～40 m范围内,风机的接闪概率小于1％,与风电场实际风机的雷击统计数据进行对比,初步验证了模型的有效性,研究结果拟为风机叶片防雷方案提供指导意见.     

500 kV交流线路与钻越1000 kV交流线路的垂直距离研究

随着特高压线路的兴建,由于输电走廊的空间限制,不可避免的会出现特高压线路与500 kV交流线路交叉跨越的情况.研究500 kV交流线路与被钻越特高压线路的垂直距离,对超特高压线路的安全运行有重要意义.笔者对500 kV交流线路与不同钻越角度被钻越的1 000 kV交流线路的相间空气间隙在标准操作波下进行了放电试验研究,得到了相应空气间隙的50％操作冲击放电电压试验曲线和间隙系数,并确定了0°钻越角是500 kV钻越1 000 kV交流线路的最严重情况.根据500 kV与被钻越的1 000 kV交流线路在0°钻越角下标准操作冲击50％放电电压与间隙距离拟合公式,考虑500 kV交流线路与被钻越1 000 kV交流线路同时出现相反极性操作过电压的情况,确定了500 kV交流线路与被钻越1 000 kV交流线路最小垂直空气间隙可取11.9m,研究结果对1 000 kV交流线路与500 kV交流线路交叉跨越垂直空气间隙的选取具有指导意义.     

SF_6断路器动态电阻测量、分析与诊断系统

针对动态电阻法可在不拆解SF_6断路器灭弧室前提下获得其触头状态的特点,文中在现有动态电阻测试方法、数据处理方法和电寿命诊断模型基础上,提出一套完整的SF_6断路器动态电阻测量、分析与诊断系统,为现场检修人员使用动态电阻法进行断路器状态检修提供了参考流程与依据。系统包括动态电阻测试硬件、SF_6断路器动态电阻分析系统、SF_6断路器电寿命诊断系统,规定由动态电阻分析系统配合测试仪联机操作试验,简化并标准化动态电阻测试过程,实时获得动态电阻曲线进行查看与分析,优化电寿命诊断系统进一步计算触头状态诊断参数(电阻—行程积分与相关系数)进行触头状态评价。结果证明:该系统操作性好,整体流程耗时短,测试过程可控并实时提供动态电阻曲线,使用电阻—行程积分与相关系数可得到准确电寿命诊断结果与检修建议,适用于现场为断路器状态检修提供准确状态信息,避免不必要拆解与浪费。