基于 Kerr 效应的绝缘子表面 Laplace 电场光斑图像计算

通过比较外加Laplace电场和Possion电场的Kerr效应光斑图像,可以定性了解沿面闪络前绝缘子表面电场的畸变程度。为此,提出了一种Laplace场Kerr效应光斑图像的计算方法,并通过该方法获得了平板电极之间Kerr液体间隙的Laplace场光斑图像。将所得计算图像与同一间隙在线测量得到的Laplace场光斑图像进行对比,证实了该计算方法的有效性。计算结果表明:空间的电场分布与激光的光强分布存在唯一对应关系;在100 kV电压下,平板电极间由Kerr效应引起的激光光强呈对称条纹分布,出现4级亮条纹且条纹向中心弯曲。     

大气压下不同气体的流注放电特性

大气压下气体放电通常表现为丝状放电形式。流注或先导放电是其气体击穿的起始阶段,相对于低气压下暗放电或辉光放电具有更复杂的演化特性。为了研究不同气体的流注传播特性,采用流体模型对1 cm平板电极中大气压下氮气、氧气,以及氮气混合20%、1%和0.01%氧气的双向流注传播过程进行了仿真计算。光电离作为源项加在流体模型中,在数值仿真时采用解多组Helmholtz方程代替Zheleznyak积分计算。仿真结果表明:氧气含量较低时,流注会出现分叉现象;氧气中流注发展速度较快;氧气中正流注通道半径较大。     

雷电诱发500kV变电站5台电流互感器故障分析

为分析某500 kV变电站5台电流互感器故障是否可能因雷电过电压激发而产生,针对故障时站内避雷器放电计数器均未动作的情况,分析了避雷器的动作特性,搭建了线路及变电站雷电过电压计算模型,研究了雷击导线及杆塔时可触发避雷器放电计数器动作的最小雷电流幅值与传导距离的关系,计算了雷击杆塔时传导至变电站各故障点的过电压幅值。研究结果表明:雷击导线及杆塔时,可触发变电站避雷器放电计数器动作的最小雷电流幅值与传导距离基本都呈线性关系;雷击杆塔时,导线上感应到的过电压难以触发变电站避雷器放电计数器动作,而相比之下,绕击导线时则容易的多;当雷击杆塔时,雷击处三相导线均感应出过电压,传导至变电站时,即使线路间隔装设有避雷器,故障电流互感器承受的过电压最高仍可高达666 kV。如果5台故障设备此前均已存在绝缘缺陷时,有可能在此过电压的激发下加速故障过程。     

二阶Wedgelet快速分解及其在工业CT图像线特征提取中的应用

为了对工业CT(ICT)图像中的线特征进行有效提取,提出一种基于二阶Wedgelet快速分解的特征提取方法。首先,介绍了二阶Wedgelet分解的定义,根据二阶Wedgelet基函数的构成将其划分为3种(同边型、邻边型、对边型)不同类型。根据不同类型基函数间的空间关系设计出二阶Wedgelet快速分解算法。在此基础上,在不同的单尺度上分别提取了各自的候选线特征。最后,结合多尺度四叉树结构,融合不同单尺度的候选线特征得到最终提取结果。对实际ICT图像进行了线特征提取实验,对比试验结果验证了提出方法的有效性和先进性,表明基于二阶Wedgelet快速分解的ICT图像线特征提取方法能有效地提取ICT图像感兴趣的线特征,对其它类型图像的线特征提取也具有一定的参考价值。     

V/N火花间隙开关的电场和电容模拟计算

介绍了V/N间隙火花开关的工作原理。此开关被用于工作电压500 kV、工作电流400 kA、脉宽100 ns、驱动阻抗1.25Ω的脉冲功率源主开关。利用有限元计算的软件Ansoft对设计的V/N开关进行建模,计算了模型加压导通过程几个关键时刻的电场和电位的分布及开关的结构电容为15.67 pF。     

避雷器阀片检测用L-C恒流充放电装置

研制了一种检测氧化锌避雷器阀片的重复频率充放电装置,采用L C恒流充电技术,通过电压反馈法控 制充放电运行过程。电压反馈控制单元由指轮拨码开关、高压分压器、触发控制器及大功率可控硅组成,可数码连 续预置充电电压值,有充电电压值调节方便、精度高,抗干扰能力强等特点     

小型X-pinch装置的设计

X-pinch等离子体是一种高辐射强度的亚纳秒脉冲X射线点源,非常适合作为X射线相位差衬托照相的光源,因而在临床医学、生物科学上具有重要的应用前景。通常用于驱动的X-pinch装置的脉冲功率源体积庞大、造价较昂贵,难以满足方便使用的要求。为此,介绍了一台桌面型X-pinch装置的结构设计、参数计算及仿真。装置由Marx发生器、脉冲形成线、主开关和负载4部分构成。Marx发生器结构采用4台67 nF/80 kV电容器及2个三电极火化间隙开关构成的正负充电线路。电容器充电电压为60 kV,初始储能480 kJ,通过电缆将能量传到脉冲形成线。形成线选用以去离子水作为介质的同轴结构,长84 cm,输出阻抗1.5Ω,预计装置的输出脉冲50 ns,通过充以N2气体的自击穿火花开关,将能量释放给负载。设计装置输出电流>50 kA,上升时间~50ns,输出功率约5 MW,适合驱动直径几μm的金属丝负载。整个装置可以放在1.8 m×0.8 m的带轮子的工作平台上,方便移动到各处进行X射线光相位差衬托照相。     

氮气短间隙的耐受电压和气体密度恢复特性

为了提高气体火花开关重复运行频率,对氮气短间隙的耐受电压和气体恢复特性进行了研究。采用＂双脉冲法＂获得了气隙耐受电压恢复特性,利用Mach-Zahnder干涉仪记录了气体密度的恢复过程,用CCD相机拍摄了放电图像。实验发现：耐受电压恢复过程分为静态击穿电压恢复和过电压击穿能力恢复两个阶段,后者所需的时间远超过前者。即使气体密度完全恢复了,气隙也仅恢复其静态击穿电压,其原因可能是放电残留的长寿命氮原子在阴极上复合导致阴极电子发射,持续不断地为放电提供初始电子。＂双脉冲法＂实验中气隙两次击穿的路径通常是分离的,说明气体绝缘最薄弱之处并不一定位于第1次火花放电通道上。     

基于Kerr效应的绝缘子表面电场在线测量系统

为了有助于快脉冲功率装置中真空绝缘子的正确设计,避免其沿面闪络,研制了1套基于Kerr效应的可以在线测量快脉冲高电压作用下的真空绝缘子表面电场的电光测量系统.该测量系统由基于Marx发生器和脉冲形成线的快脉冲高电压源(100 as,200～350 kV)、基于Nd:YAG倍频脉冲激光器的探测光源(532 nm,8 ns...