沿冰层表面流注传播场稳定性的实验研究与分析(英文)

The electric field required for stable propagation of a positive streamer along an ice surface was investigated by measuring the currents associated with the streamer discharge.The influence of the surface properties,namely the existence of a water film on the ice surface and surface contamination,was analyzed.Results showed that in the presence of an ice surface,except in case of low conductive surface,streamers propagate stably with an external field lower than that generally measured for propagation in air alone(approximately 5 kV/cm).For higher contamination levels,the stability field was found to be slightly influenced by the temperature,while for lower contamination levels,it decreased significantly with an increase in temperature.     

正极性雷电冲击电压下天然酯绝缘油油纸沿面流注动态变化规律研究

油纸绝缘复合电介质沿面放电是电力设备内绝缘的研究基础,其在雷电冲击电压下的绝缘特性是变压器绝缘设计的重要参数之一。为了获得油纸沿面流注传播与消散过程中电学、空间电荷分布演化规律及其关联关系,以交界面平行于施加电场方向的油纸系统为研究对象,通过构建适用于绝缘油油纸沿面流注动态变化特性的试验观测系统,可同步获得正极性雷电冲击电压下流注传播和消散过程中的电压、放电电流和放电通道流注阴影图像。利用该平台还测量了油纸沿面正极性雷电冲击击穿电压。试验结果表明,在正极性雷电冲击电压下天然酯绝缘油油纸绝缘相对介电常数差异并不会促进油纸沿面流注的传播过程,而粘度对于油纸沿面流注侧向分支影响显著。粘度越低,空间电荷在迁移过程中所受到的阻力越小,流注头部空间电荷在受到表面电荷的斥力后越容易往油中扩散,空间电荷在绝缘油中所形成的空间电场使得油纸沿面流注的主分支能够在绝缘油中传播,增加了油纸沿面流注传播距离,从而使低粘度天然酯绝缘油油纸沿面正极性雷电冲击击穿电压略高于其纯油击穿电压。     

直流气体绝缘金属封闭输电线路中绝缘子的表面电荷积聚研究

直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated transmission line,GIL)在特殊环境下可替代部分架空输电线路或电缆,从而提高输电走廊选择的灵活性。严重影响直流GIL绝缘水平的关键因素之一是沿支撑绝缘子表面的电荷积聚现象。通过建立一个板板电极系统来模拟GIL中同轴圆柱结构的电场分布,研究直流下GIL中绝缘子电荷积聚的机制,绝缘子的形状、SF6的电导率对表面电荷积聚的影响,以及电荷积聚对绝缘子沿面电场分布的影响。结果表明,聚四氟乙烯绝缘子的表面电导率比体积电导率受电场的影响更大;初始时沿面法向场强小的绝缘子的电荷积聚能得到明显抑制;SF6的电导率与绝缘子表面电导率的比值影响积聚电荷的极性。     

沿绝缘表面空气间隙击穿特性的试验研究

目前,针对染污绝缘表面局部电弧发展机理主要有两种观点:一种认为是电击穿过程;另一种认为是热击穿过程。论证两种观点的关键在于判断局部电弧弧根处的场强是否达到弧根前端空气间隙的击穿强度。虽然关于空气间隙的击穿强度的研究工作较多,但是目前还缺少沿绝缘表面空气间隙击穿特性的研究。笔者旨在研究沿绝缘表面空气间隙的击穿特性,分析其与纯空气间隙击穿特性的差别以及海拔因素的影响,同时在试验中考虑绝缘介质表面染污状态包括洁净干燥表面、染污干燥、染污自然受潮以及染污饱和受潮等对其击穿特性的影响。试验首次测量得到了沿绝缘表面空气间隙在不同表面状态、不同气压条件下的击穿强度。测量结果表明:绝缘表面的存在会降低空气间隙的击穿强度,且间隙越短,影响程度越大;沿绝缘表面的空气间隙击穿强度随着海拔升高而降低,但是其随海拔下降程度要小于纯空气间隙的下降程度。通过对比局部电弧弧根附近场强的测量值和绝缘表面空气间隙的击穿强度发现:弧根前端的电场强度能够达到沿绝缘表面空气的击穿强度,说明局部电弧前段发生电击穿是可能的,因此在对污闪过程进行建模分析中需要考虑弧根前端空气间隙的电击穿过程。     

沿RTV涂料表面及瓷表面染污放电现象的研究

在绝缘子表面涂覆一层憎水涂料，可显著提高绝缘子的耐污闪能力。实践证明这是防止污闪事故的一项有效措施。RTV是一种新型防污、憎水、长效涂料，和常用涂料相比，RTV涂料具有涂覆简单、维护方便、寿命长的特点。目前已在我国许多地方投入使用，为了更好地了解RTV涂料的防污闪能力，本文借助高速摄影机，拍摄了沿RTV涂料表面和瓷表面污闪放电的全过程。通过照片，可以明显看出沿RTV涂料表面的污闪过程明显不同于沿瓷表面的污闪过程，借助记录波形并结合理论分析，揭示了两者不同放电现象的本质差别     

直流短板污秽沿面放电辐射式发展模型

为了能够深入了解污秽沿面放电的机制,将电弧等效为带电粒子流,基于流体力学知识来研究电弧的发展规律。通过电弧受力分析和局部电弧头部流注长度随温度变化的计算,阐述电弧的发展和闪络形成过程。根据能量守恒定律,将电弧中带电粒子流的集体运动等效为一个可以产生辐射的阻抗,由此建立了电弧发展的电路方程模型,并且计算了污闪的临界电压、临界电流和临界电弧长度,然后将其与早期模型计算结果和试验值进行了比较。研究表明,所提出的模型计算结果与试验结果保持一致,并在预测临界闪络条件准确度上优于早期计算模型。通过引入电弧辐射常数解释了模型中所取实验常数的物理意义,深化了电弧特性的物理内涵。     

覆冰圆柱绝缘子起弧前电位与电场分布研究

绝缘子覆冰闪络之所以比污秽闪络过程复杂,不仅在于电弧发展过程中放电路径不唯一,而且往往与覆冰水电导率、覆冰形态等因素有关,因此该文在人工气候室对覆冰光滑圆柱绝缘子进行了交流闪络特性试验,着重从电场的角度研究覆冰水电导率与无冰带对绝缘子起弧前沿面电位、电场分布的影响。试验和计算结果表明:无冰带长度与绝缘子闪络电压成线性关系;无冰带的位置对闪络电压和沿面最大电场强度有较大的影响;覆冰水电导率越高闪络电压越低,同时电位、电场畸变越明显;较高相对介电常数的冰体、较高电导率的融冰水膜和无冰带的存在,是使绝缘子沿面电位、电场分布发生变化,进而一定条件下导致起弧的重要因素。     

高海拔地区积雪复合绝缘子沿面电场分布研究

雪对电力系统可靠运行构成极大威胁,对积雪复合绝缘子沿面电场分布规律进行研究具有重要工程价值和意义。基于准静态电场有限元方法,提出了雪的三角形模型,开展了雪形态和雪参数对高海拔110 k V复合绝缘子沿面电场的影响研究。通过搭建高海拔110 k V复合绝缘子二维轴对称模型,研究了大伞积雪时雪面积和雪高度、桥接积雪时空气间隙长度和空气间隙位置对沿面电场的影响,分析了雪参数变化情况下的沿面电场分布。结果表明:大伞积雪时,雪面积和雪高度的变化对沿面电场分布影响较弱;桥接雪能改善沿面电场分布;绝缘子周围最大场强随着相对介电常数的增加而增大;电阻率不影响场强分布;桥接积雪时,雪参数变化严重威胁绝缘子的电气绝缘性能。     

天然河道水面曲线的迭代算法

由于天然河流复杂水力特性 ,传统水面曲线计算存在诸多不足。本文从非均匀流能量方程入手 ,推演出了以水深为变量 ,成果精确且操作简便的水面曲线计算的迭代形式 ,进而对迭代收敛性进行了简要分析 ,结合算例定量比较了各类河段流量模数公式造成水面曲线成果的偏离情况     

复合绝缘子沿面电晕放电特性的试验研究

为了研究复合绝缘子沿面电晕放电状况,以110kV复合绝缘子为试验对象,利用一种基于光电倍增管的紫外电晕检测装置来测量绝缘子电晕产生的紫外光,探讨复合绝缘子沿面电晕放电发展和分布特征。通过逐步升高施加电压的试验方法,检测得到复合绝缘子在不同表面条件下(干燥、清洁、潮湿、染污)沿面电晕放电发展和分布状况的脉冲量化特征数据。测量结果表明:当电压升高时,表面干燥条件下的复合绝缘子电晕放电沿串长发展和分布,而表面潮湿条件下的复合绝缘子电晕放电随机性较大。电晕紫外光脉冲个数以及脉冲平均峰值可以用作检测电晕放电的特征参数,以判定复合绝缘子电晕放电状态。     

旋风降膜反应器中降膜流动特性试验研究

应用电导法测量壁面降液膜厚度,研究降膜反应器中液膜附着于壁面的均匀性和稳定性。采用平均膜厚及方差分别描述液膜厚度与波动特征,得到降膜反应器中表面受旋转气体剪切作用时液膜流动状态。以进口气速为试验因素,结果表明：表面气体剪切力对降膜流动形态产生显著影响,使水膜在筒体不同侧面及高度分布不均,进口段尤为明显,降膜流动急剧偏折。进口气速越大,干扰越显著。在液膜流率为0.16 L/(m×s),进口气速达20 m/s时,矩形进口管与圆筒相切处出现明显的三角形薄液膜区,平均膜厚为0.65 mm,接近破断。进口段液膜分布不均将直接导致下部主体段不同侧面液膜分布不均。     

采用光放大器的绝缘子微放电紫外光遥测系统

绝缘子出现电晕放电是其运行性能下降的一个重要征兆,电晕放电的发展将会加速绝缘子性能的恶化并最终可能导致绝缘子闪络等严重电力安全事故。为此介绍了一种利用微弱电晕产生的紫外光为特征量的远程在线检测绝缘子电晕放电程度的技术。该技术采用光放大器技术来检测绝缘子表面电晕产生的微弱紫外光,并能判别绝缘子运行状态。该系统中的光放大器首先将采集的微弱紫外光信号转化为与之对应的微弱电流信号,然后电流信号经过信号调理单元处理转化为可采集的电压信号,信号最后被采集卡采集进入计算机,PC机中的分析软件可以对采集信号结果进行分析与判断。系统软件基于虚拟仪器技术平台,既能减少硬件的成本又能很好的分析信号的特征。该系统在现场变电站进行了检测试验,绝缘子的放电检测结果验证了该检测技术的有效性。     

影响电线覆冰因素的研究与分析

云南地处低纬高原、地形复杂，气候多变，每年冬季，在昆明静止锋的影响下，遇到适当的环境条件，便易形成电线覆冰，影响电线覆冰的因素较多，诸如地形地貌、地进环境、海拔高程等；另外，风速，风向和气象因子及电线悬挂高度，线径粗细、电线的扭转，电场及负荷电流等等都对电覆冰厚度、质量起着一定的作用。本根据国内重冰线路的运行情况及云南省电力设计院建立的昆明太华山，昭通大山包、东川海子头三个电线覆冰观测站连续８年     

圆柱型热源外冰壳的融化过程研究

针对覆冰导线采用短路电流融冰技术,对圆柱型热源外冰壳的融化过程进行了实验和分析研究。实验采用直径为6 mm和10 mm的石墨棒,通以直流电流,在室温条件下,研究其外覆冰壳的融化过程,获得了电流大小、石墨棒直径、环境风速对融冰时间、界面运动速度以及冰壳内温度变化的影响。将融冰时间的实验测量值与理论计算值比较可知,考虑冰壳融化过程中的重力因素及表面对流换热因素所得的计算结果与实验值吻合较好。该实验可为研究覆冰导线短路电流融冰过程提供参考依据。     

隧道中无线电波多径传播特性及仿真

隧道中无线电波多径传播非常严重,通信质量急剧下降。多径传播特性的研究对隧道内无线通信系统的设计具有重要的意义。通过分析和研究隧道中多径传播的衰减和时延特性,建立了多径信道的衰减和时延模型,给出了单频信号、窄带信号和宽带信号多径衰落的统计特性,并对多径信号的合成进行了仿真,为抗衰落技术的应用打下了基础。     

隧道中无线电波多径传播特性及仿真

隧道中无线电波多径传播非常严重,通信质量急剧下降.多径传播特性的研究对隧道内无线通信系统的设计具有重要的意义.通过分析和研究隧道中多径传播的衰减和时延特性,建立了多径信道的衰减和时延模型,给出了单频信号、窄带信号和宽带信号多径衰落的统计特性,并对多径信号的合成进行了仿真,为抗衰落技术的应用打下了基础.     

导线覆冰密度的研究

简述了国内外导线覆冰密度的研究概况,据观冰站和气象站的实测覆冰资料,通过导线覆冰密度影响因素的分析,揭示了川西南地区导线覆冰密度的特性和变化规律,提出了重冰线路设计计算冰厚时,覆冰密度值的选取原则。     

绝缘子表面放电的多物理信号比值演化特征及其诊断方法研究

为了探索局部放电声、光、电信号特征及演化规律,并利用多物理测量手段进行局部放电诊断,本文基于电流脉冲、地电波、超声及光学测量建立了局部放电多物理同步检测试验平台,并以强、弱垂直分量绝缘子沿面放电为例,通过试验研究了其局部放电多物理信号强度比值的演化特征。在此基础上,建立了一种三角比值空间分析方法,得到了各物理信号随电晕时间的演化特征。结果表明:虽然不同模式放电的三角比值散点分布区域不同,但其超声分量均随时间的推移呈现"U"型的演化路径,其演化速度和演化轨迹在放电初期、电晕稳定期和临近击穿期呈现出较大的差异,可作为局部放电危险程度的评判依据。     

高压晶闸管的双正斜角造型及表面保护

结合KP9500-55晶闸管的研究课题,对晶闸管的正负斜角、双正斜角等表面造型进行了分析,并结合工厂的生产实践,探讨了应用不同表面造型的可能性。采用由刻槽法获得的双正斜角表面造型,可形成管芯电压合格率稳定在60%～80%之间的生产能力。实验结果表明,采用刻槽方式的双正斜角造型,槽深在片厚的0.60～0.66范围,两次喷腐,表面采用硅橡胶保护,可以制成正反阻断特性接近,电压达到5.5kV的高压晶闸管,值得推广应用于高压器件在研制。     

青藏铁路110 kV输电线路沿线特殊环境条件研究

青藏铁路110kV输电线路所经区域的海拔高度大部分≥4000m,设计及建设线路时必须充分认识和考虑 该区域的复杂环境条件。通过对沿线十几个气象观测点1956年以来的气象数据分析,统计出了沿线数十年来气 温、湿度、降水量及紫外辐射等的平均数值;通过对沿线特殊地点的岩石表面附着物以及沿线悬挂的试验绝缘子的 等值附盐密度的采样分析,结合资料查询所得的大气污秽数据,认定线路所经区域的污秽度较轻。总之,通过对沿 线区域的实地考察及相关气象和地理资料收集,量化分析了影响青藏铁路110kV输电线路的低气压、紫外辐射等 特殊环境条件。