火焰条件下间隙的直流电压击穿特性研究EI北大核心CSCD

近年来,多条特高压直流线路建成投运,还有多条直流输电线路正在规划,山火严重威胁到输电线路的绝缘安全和可靠运行,研究火焰条件下间隙的直流电压击穿特性和放电机理具有重要意义,但国内外在山火条件下间隙直流电压击穿特性方面的研究较少。间隙在山火条件下击穿机理涉及火焰温度、电导率和灰烬等个因素,不同植被的燃烧特性决定了这3种因素触发放电的影响程度不同,因而击穿电压存在较大的差异。文中研究典型植被的火焰特性,利用模拟山火对不同影响因素条件下的导线?板间隙直流电压放电特性进行试验研究,分析了山火条件下间隙击穿机理。研究发现间隙在火焰中绝缘强度下降到纯空气的20%左右,直流电压下间隙的击穿存在明显的极性效应。     

火焰高度对输电线路间隙击穿特性的影响

山火可使架空输电线路间隙的绝缘强度显著下降,可能引发线路跳闸,导致线路出现停运的严重事故。近年来,山火频发给电网的安全稳定运行带来了巨大威胁。利用木垛火模拟山火,开展了火焰高度对模拟输电线路间隙击穿特性的影响研究。研究表明,火焰高度对间隙的击穿特性影响较大,火焰高度与击穿电压之间具有二次函数关系。研究成果可为输电线路防山火跳闸提供一定的指导。     

500kV输电线路的山火击穿特性及机制研究

近年来中国森林火灾频繁发生,严重威胁到输电线路的绝缘安全和可靠运行。结合500kV输电线路山火事故录像以及棒-板间隙在木垛火条件下的放电特性,分析了500 kV输电线路在山火条件下的击穿特性和机制。结果表明：1）火焰的绝缘电阻随火焰高度的增加而增大;2）在木垛火焰条件下,棒-板间隙的工频击穿强度降低为纯空气间隙下的23%;3）火焰温度、火焰电导率和颗粒等能够促进放电的发展,并导致间隙的绝缘水平下降;4）导线对火焰顶部的预放电能促进燃烧,电弧则能够增强山火燃烧的强度并抬升火焰的高度,导致击穿电压降低。由试验与分析可知,输电线路因山火击穿是由火焰温度、电导率以及灰烬与烟雾等3个因素促进放电发展的结果,并指出提升导线高度,控制线路走廊附近的植被种类、高度和密度能够有效地提高线路在山火条件下的绝缘水平。     

交流输电线路模型在山火条件下的击穿机理

近年来我国电网建设得到了长足发展,越来越多的线路经过山区,而在输电线路附近发生的林火常常引发线路发生跳闸或停运事故,严重威胁到电力系统的安全和可靠性.为了分析交流输电线路在山火条件下的击穿机理,采用导线-板间隙模拟输电线路的相地间隙和模拟山火的方法研究了电极、温度、碱金属盐KCl、导体表面的颗粒以及烟气与火焰混合区对导...     

热老化油浸绝缘纸在脉动直流电压作用下的击穿电压特性及影响因素研究

本研究首先制备了不同老化状态的油浸绝缘纸,在脉动直流电压下测量其击穿电压,并与交流击穿电压和直流击穿电压进行比较.通过测定油浸绝缘纸的聚合度、水分含量、介孔分布和裂缝特征,探讨不同老化状态下击穿电压的可能影响因素.结果表明:交流击穿电压最小,脉动直流击穿电压(脉动系数r=1/5)在油浸绝缘纸失效之前最大.在热老化过程中,击穿电压偶尔波动甚至升高,在直流电压和脉动直流电压下(r=1/5和1/3)的击穿电压随老化时间的变化趋势与交流击穿电压相反.油浸绝缘纸的含水量、吸油能力、纸结构的损伤都是导致击穿电压随老化时间变化的原因,但各因素影响的重要性随老化状态的不同而不同.     

特高压拉V塔空气间隙外绝缘特性研究

章简要介绍了特高压拉V塔空气间隙外绝缘特性的研究方法及结果，可以以特高压拉V塔的设计提供设计依据。     

山火引发输电线路间隙放电机理与击穿特性综述

山火发生时火焰的高温、高电导率、多灰烬等使架空输电线路间隙绝缘强度显著下降,可能引发线路跳闸,且重合闸不成功概率大,易导致线路停运的严重事故。近年来,山火频发给电网的安全稳定运行带来了严峻的挑战。为此,对山火引发输电线路间隙放电机理与击穿特性研究进行了综述,分析了国内外模拟输电线路山火试验平台搭建、试验方法、山火条件下输电线路间隙放电机理,间隙交直流电压击穿特性研究现状。分析表明山火模拟试验平台考虑的影响因素多较为单一;因模拟试验的尺度、植被类型、试验方法等的差异,试验结果差异性及分散性较大;火焰燃烧特性及产物对间隙放电的影响机理研究考虑的影响因素较为单一。对指导山火情况下输电线路跳闸防护具有一定的局限性。建议系统开展山火条件下不同尺度、电极类型间隙交直流击穿特性研究,结合试验数据,开展电场、火焰温度、电导率、灰烬及颗粒等因素对间隙绝缘击穿特性影响的单一和综合作用机理研究。     

山火对空气间隙绝缘击穿特性影响试验研究

近年来,山火频发给电网安全稳定运行带来了巨大威胁.山火会导致架空输电线路间隙绝缘强度显著下降,从而引发线路跳闸,造成线路出现停运等严重事故.文中设计了棒-棒电极空气间隙放电模型,开展了棒-棒模型的空气间隙绝缘击穿试验,研究了火焰、温度、烟雾对间隙绝缘的影响.试验研究表明,火焰高度和温度对间隙击穿特性影响较大,温...     

真空间隙在直流脉冲电压作用下的长延时击穿

真空间隙在直流脉冲电压作用下的长延时击穿国营旭光电子管厂陈军平编译１．前言就高压真空绝缘来说，导致真空电击穿的过程尤其是在大触头开距和长的时间延滞情形下的击穿过程，到目前为止尚有许多不明了的地方。近期的测量结果表明，机械冲击是导致间隙击穿的原因。击穿...     

典型植被火条件下1.2～2.7 m导线板空气间隙击穿特性

山火严重威胁着电网的安全稳定运行,为揭示山火条件下架空输电线路的跳闸机理,利用山火模拟试验平台开展了1.2～2.7 m导线板间隙的工频击穿特性试验,研究了全桥接和不全桥接时导线分裂数、植被种类、燃烧强度和火焰高度对间隙击穿特性的影响.结果表明:最大火势时,燃烧强度对火焰区的击穿特性影响大于非火焰区;导线分裂数对短间隙下...     

山火条件下的特高压输电线路击穿概率模型研究与分析

特高压输电线路跨越林区、秸秆类农作物,山火的发生会威胁系统运行可靠性和稳定性。综合考虑了山火温度和燃烧产生的碳化小颗粒、灰烬浓烟对输电线路气隙绝缘强度影响,并将山火高度作为气隙击穿电压修正因素,建立了山火条件下的特高压输电线路击穿概率计算模型。仿真结果表明山火条件下特高压相地、相间击穿概率随温度、烟浓度呈现“S”型增长态势;山火高度对相地气隙绝缘强度影响类似于温度因素。且相同山火条件下,特高压相地击穿概率远低于超高压;相同烟浓度下,特高压更易发生相间击穿,但由于相同山火条件下的特高压相间烟浓度更低,其实际相间击穿概率可能低于超高压。     

基于直流电压下降特性的VSC-MTDC控制策略研究

与两端VSC-HVDC系统相比,基于电压源型换流器的多端直流输电(VSC-MTDC)实现了功率潮流的优化调度,增强了电网的稳定性,提高了系统的可靠性、灵活性和经济性.首先介绍了VSC-MTDC的接线方式,然后提出了一种基于直流电压下降特性的多端控制方式,利用PSCAD/EMTDC搭建了一个并联型四端直流系统,并进行了仿...     

绝缘护套对间隙交流击穿特性的影响研究

在架空输电线路上包覆绝缘护套是工程中常用的防鸟害措施之一,鸟粪与护套表面之间空气间隙的击穿电压直接影响护套的配置方案.本文采用铜棒模拟鸟粪,通过试验研究了不同空气间隙距离下,击穿电压随护套厚度的变化特性以及护套缺陷对击穿电压的影响.结果表明:与不包覆护套的裸导线相比,包覆厚度为2.0、3.0、3.5 mm护套的导线,间隙击穿电压可分别提高17.7％、33.1％、41.6％;与相同厚度的全新护套相比,存在击穿点且厚度为2.0、3.0、3.5 mm的护套,间隙击穿电压分别降低了70.6％、62.8％、44.2％,说明有击穿点的护套厚度越小,击穿电压降低幅度越大.     

基于直流电压—有功功率特性的VSC-MTDC协调控制策略

提出了一种用于大规模海上风电并网时电压源换流器型多端直流(VSC-MTDC)输电系统的协调控制策略。以典型的五端直流输电系统为例,提出了基于本地控制器的换流站间协调控制策略,基于直流电压-有功功率调节特性给出了辅助换流站的改进下降控制策略以及定有功功率控制(APC)换流站的改进控制策略,分析了两换流站的工作模式,根据直流网络的潮流分布和最大最小运行方式给出了辅助换流站和APC换流站参数选择的依据。最后,PSCAD/EMTDC仿真验证了在正常、主导换流站故障和辅助换流站故障工况下协调控制策略的有效性;仿真结果表明,该协调控制策略能够实现多端直流输电系统换流站间的有功功率分配,控制效果良好。     

交流和直流电压下纤维和金属颗粒对天然酯击穿特性的影响差异研究

鉴于绝缘油中存在杂质颗粒是油品绝缘性能劣化的主要原因之一,为更好地推广应用天然酯及管控天然酯油品质量,进行了交流和直流电压下纤维和金属颗粒对天然酯击穿特性的影响差异研究,对含纤维和金属铜颗粒的天然酯分别在有无交流和直流预压2种加压情况下的击穿场强进行了测试,运用两参数Weibull分布模型分析了交流和直流电压下的击穿数据,并记录了油品击穿过程中的颗粒积聚形态。研究表明:随着天然酯中纤维或金属颗粒浓度的增加,天然酯的交流和直流击穿电压均呈现线性下降规律;与交流电压作用相比,天然酯的直流击穿电压随颗粒浓度的增加表现出更大的下降幅度;无论在交流还是直流电压作用下,含金属铜颗粒的天然酯均比含纤维颗粒的油品表现出更低的击穿强度;直流预压模式下含纤维和金属铜颗粒天然酯在击穿过程中存在明显的颗粒积聚成桥现象;通过对比交流和直流电压下有无预压2种模式下的击穿强度变化幅度,表明颗粒积聚成桥是导致天然酯的直流预压击穿强度比无预压情况下呈现更大下降幅度的原因。     

典型高风险植被火条件下导线——板间隙击穿特性

为准确评估山火条件下架空输电线路的跳闸风险,提升电网安全运行水平,文中对南方电网典型高风险植被火条件下导线—板间隙击穿特性进行了研究。搭建模拟植被火燃烧特征试验平台和模拟山火间隙击穿试验平台,研究了云南松、水杉、速生桉、灌木和茅草5种植被的火焰燃烧特征参数和间隙击穿特性,对不同植被的火焰温度、火焰高度、灰分含量和可燃物热值与导线—板间隙击穿特性的关系进行研究。研究结果表明上述因素与间隙平均击穿电压梯度近似呈线性关系,并拟合得到其多元线性回归公式。使用熵权法得到火焰温度在植被燃烧特征中所占权重最高,上述5种植被中云南松的山火跳闸风险最高。文章研究结果可为架空输电线路山火跳闸风险评估提供参考。     

植物绝缘油大间隙下的雷电冲击和直流击穿特性研究

我国自主研发生产的植物绝缘油目前只应用在最高电压等级为35 kV的变压器中,缺乏国产植物绝缘油大间隙下击穿特性的试验数据支撑是限制其应用于更高电压等级变压器中的重要原因。本研究对比了进口、国产植物绝缘油和国产矿物绝缘油在雷电冲击电压和直流电压下的击穿特性。结果表明:国产植物绝缘油与进口植物绝缘油具有相似的雷电冲击和直流击穿特性。正极性下,植物绝缘油小间隙下(25 mm)的击穿电压与矿物绝缘油相当甚至优于矿物绝缘油,但大间隙下矿物绝缘油的击穿电压优势更明显,此外,绝缘油在直流和雷电冲击电压下的击穿电压没有明显差异。负极性下,矿物绝缘油的击穿电压始终高于植物绝缘油,并且绝缘油的直流冲击击穿电压明显高于雷电击穿电压。     

直流电压下尖刺在空气中放电特性研究

介绍局放检测分析系统.在一个由金属丝和板-板电极组成的针-板电极两端分别加上正负直流电压,分别测量正负电压下的击穿电压和不同电压等级下的局部放电量.     

酯类绝缘油在直流电压下的击穿特性研究

本文对比研究了酯类绝缘油及矿物绝缘油在中小间隙下极不均匀场中的正负极性直流击穿电压,并与雷电击穿电压进行对比分析。结果表明：酯类绝缘油的直流击穿电压低于矿物绝缘油,负极性直流击穿电压在小间隙下低于雷电击穿电压,但在中间隙下高于雷电击穿电压。     

棒—棒间隙的直流击穿电压特性

通过对棒一棒间隙的电极直径、下电极高度和间隙长度与其直流击穿电压的影响的研究,提出了确定直流棒—棒校验间隙的几何结构尺寸的原则。