高压输电路线附近电磁环境的预测模型和软件

作者分析了高压输电线路附近产生的工频电场和电晕放电辐射场,包括工频电场强度和电位的分布,电晕放电辐射场中的导线表面的电位梯度、基准点场强的计算、辐射场强的频率特性和横向距离特性等。建立了预测高压输电线路附近工频电场和电晕放电辐射场的预测模型,编制了高压输电线路附近电磁环境的预测软件,并通过对实际线路的测量进行了验证。     

高压输电线路附近电磁环境的预测模型和软件

作者分析了高压输电线路附近产生的工频电场和电晕放电辐射场,包括工频电场强度和电位的分布,电晕放电辐射场中的导线表面的电位梯度、基准点场强的计算、辐射场强的频率特性和横向距离特性等。建立了预测高压输电线路附近工频电场和电晕放电辐射场的预测模型,编制了高压输电线路附近电磁环境的预测软件,并通过对实际线路的测量进行了验证。     

高压输电线路电晕放电特性及其电磁辐射场计算

电晕特性及其对周围环境所造成的电磁辐射干扰是高压输电线设计时需要考虑的重要因素。首先对电晕脉冲电流进行了理论研究;然后采用短偶极子天线模型计算该脉冲电流所产生的电磁辐射场;最后仿真研究了不同电压等级对辐射场的影响、不同观测点的电磁环境。结果表明,该方法有利于估算高压输电线电晕放电所产生的电磁辐射干扰。     

尖端导体电晕放电辐射场的计算与实验

为研究输电线电磁辐射问题,以尖端导体电晕放电为研究对象,利用偶极子模型和传输线模型尖端导体电晕放电辐射场进行理论计算,得出了电磁辐射信号特征;在实验室进行直流高压下尖端电晕放电模拟和实验研究,验证了理论分析的正确性。研究结果表明,电流注入导体产生的辐射场要比空气电晕区产生的辐射场强的多,在对尖端导体电晕放电辐射场的远距离探测时,空气电晕区产生的辐射场可以忽略不计;尖端导体电晕放电辐射场主要是垂直极化场,由电晕电流在导体两端来回反射引起的;信号的时域波形呈衰减振荡形式,信号的峰值随外加电压的升高而增大,正电压下信号的强度明显比负电压下信号的强度大;信号首脉冲的方向随外加电压的极性不同而相反;信号的持续时间在几百ns数量级,而且随着导体长度的增加,信号的持续时间有增大的趋势。该研究结果对于输电线电晕抑制及周围电磁环境评价具有重要意义。     

电晕电流及其辐射信号特性的研究

为得到电晕放电辐射场的时域和频域特征,采用针板结构首先对电晕电流及其辐射场进行了理论分析,然后在此基础上对电晕电流及其辐射信号进行了实验研究。实验表明,电晕电流脉冲波形具有明显的极性效应:①负极性下先发生电晕放电,但正极性放电发生时,脉冲幅值比负极性时大;②负电晕电流脉冲波形的上升时间小于正电晕电流。实验结构不同,电晕放电辐射场的特征不同:利用第①种实验结构得到的放电波形的上升时间为十几个ns,频率分布范围集中在20～100MHz;利用第②种实验结构得到的放电波形的上升时间为几个ns,频率在200～600MHz。该结论对于下一步研究空中带高压物体的电晕放电辐射信号特征具有参考价值。     

电晕放电辐射信号的探测系统与识别方法

准确探测电晕放电辐射信号对精确定位电晕放电源、确保高压输电线安全稳定运行具有重要意义。为此,设计了基于差分降噪原理的探测系统,分别对背景噪声、电晕放电和火花放电信号进行了测试。实验结果及其时频分析表明:该差分模块能很好地将0~100 MHz和600~1 000 MHz范围内的广播、电视、通讯信号以及空间电磁干扰信号滤除,在复杂电磁场环境下探测到静电放电信号。火花放电与电晕放电的频谱特征相似,为排除火花放电干扰,基于学习向量化(LVQ)神经网络算法,对2者的时域波形进行了特征提取与模式识别,实现了静电放电类型的判别,且判别准确率达95%。因此,利用探测系统和提出的LVQ神经网络模式识别方法能够有效探测和识别电晕放电辐射信号,为高压输电线的电晕放电监测以及电晕放电目标定位提供参考。     

500kV线路阻波器均压屏蔽环设计要点

线路阻波器是电力线载波系统的关键设备之一,它被申接在高压输电线路上,为传输遥测、遥控、继电保护信号、电话、电传等提供载波通道。由于线路阻波器是被串接在高压输电线路上,所以它将承受线路的系统电压。当线路阻波器用于500kV输电线路上时,由于线路电压水平的提高,当线路阻波器电极的表面及其附近的电场强度超过空气的击穿强度时,就会在阻波器周围产生电晕,形成电晕放电。电晕放电时将产生光、可听噪声、无线电杂音、振动、臭氧和其他生成物,同时还能产生电晕损失,影响输电质量。因此,用于500kV线路的线路阻波器一般都配有…     

电晕放电辐射信号特征实验

为得到放电针电晕放电辐射场的时域和频域特征,利用组建的静电放电测试系统在室外背景噪声研究的基础上实验研究了电晕放电辐射信号,分析了不同极性和大小的电压、天线极化方向、接收距离、放电针形状、温湿度对电晕放电辐射信号波形和频谱的影响。实验表明,电晕放电信号波形陡峭,上升时间从几ns到20几ns;频谱成钟型连续谱,集中在20～100MHz;不同极性,信号波形不同,且正电晕信号幅值高于负电晕;电晕放电辐射场一般为垂直极化,强度反比于接收距离;相对湿度较大时测到的信号幅值较大。     

电晕放电对超高压输电线路工频电场的影响

超高压输电线周围电磁环境及其对人体的影响已成为人们普遍关心的问题之一。为此,在传统模拟电荷法计算工频电场强度的基础上,考虑到超高压输电线路在一定条件下产生电晕放电的实际现象,建立了一种基于此条件下工频电场计算的新模型。其中,利用高斯定理求解电场起晕时导线表面的电离电荷,将模拟电荷法引入到电晕放电产生的电离区内的电荷。最后根据用叠加原理得到电晕放电条件下超高压输电线产生的工频电场强度。通过对500kV超高压输电线路的仿真结果可知:由于电晕放电的影响,电场强度发生畸变且在时间上呈周期性分布,电晕放电对工频电场强度具有增强作用。220kV输电线路的仿真结果验证了该模型的合理性和正确性。     

电晕放电辐射信号特征研究

在背景噪声研究的基础上,利用放电针对电晕放电辐射信号进行了实验研究。分析了不同因素(包括不同极性和大小的电压、天线的极化方向、接收距离、放电针的形状、温湿度等)对电晕放电辐射信号波形和频谱的影响。实验表明,电晕放电辐射信号波形具有陡峭的前沿,上升时间从几纳秒到二十几纳秒;频谱成钟型连续谱,主要集中在20~100MHz;极性不同,信号波形不同;电晕放电辐射场一般为垂直极化;辐射强度与接收距离成反比关系;相对湿度不同,信号幅值不同。     

ESD辐射场的计算及对传输线的耦合研究

为分析静电放电的辐射场及其对传输线与负载终端的影响,采用了一种基于脉冲函数的静电放电电流波形解析表达式计算了静电放电电磁脉冲辐射场并给出了近场和远场波形。结果表明放电电场包括由初始电荷引起的静电场和由放电电流引起的辐射场,在放电电极附近,静电场远大于辐射场,但静电场随空间距离衰减得很快,在远区场主要由放电电流引起的辐射场。利用传输线理论建立静电放电场对电长导线的耦合计算模型得出了静电放电辐射场在线上的感应电压和感应电流计算方程。     

500kV绝缘子串含零值绝缘子时的电晕放电分析

由于绝缘子串中含有零值绝缘子可能会导致输电线路雷击跳闸事故,本文基于有限元法研究了绝缘子串中含零值绝缘子的电场分布,并结合紫外检测仪观测电晕放电综合研究绝缘子串的电晕放电情况。建立了绝缘子串的三维模型,考虑了绝缘串子中含有零值绝缘子时的情况,并对该模型进行了电场仿真,同时通过紫外检测技术观测了含零值绝缘子的绝缘子串电晕放电,而且电场分析结果与实测数据相符,零值绝缘子附近电场发生畸变,紫外观测数据显示零值绝缘子附近发生了电晕放电。零值绝缘子导致的电场畸变是零值绝缘子附近发生电晕放电的重要原因之一,该研究可用于高压输变电设备外绝缘状况紫外检测的诊断与评估。     

风速对高压输电线电晕放电电流的影响研究

正风作为一种常见的自然现象,当其达到一定大小时,会严重影响高压输电线路的电晕放电。从电晕放电时粒子所受力的角度出发研究风速对电晕放电的影响,将带电粒子的受力划分为电场所产生的力与风所产生的力之和。根据气体放电理论,推导出电晕放电点附近,某一单位体积     

高压输电线附近工频电场的数学模型

高压输电线产生的工频电场和放电辐射对周围环境的影响很大，已经成为环境保护和电磁兼容技术领域中一个重要的研究课题。本文根据“国际大电网会议第３６．０１工作组”推荐的方法，利用等效电荷法计算高压输电线（单相和三相高压输电线）附近的工频电场，包括计算场强的分布和电位的分布。同时介绍了利用等效电荷法编制的“高压输电线附近工频电场的计算机辅助分析软件”（ＨＬＥＭＥ—ＣＡＤ）。     

磁增强电晕放电及其对颗粒荷电的研究

介绍磁增强电晕放电的特性及其对颗粒荷电的性能.在负电晕放电中,磁场可提高极间自由电子的能量,增加带电粒子的浓度,增大放电电流.在放电极雾化负电晕放电中,磁场可显著提高微小颗粒的凝并效能.采用永久磁铁形成放电极附近较强的非均匀磁场,比均匀磁场对负电晕放电有更好的增强效果.     

负极性冲击电晕的微观数学物理模型

本文建立的负极性冲击电晕的微观数学物理模型考虑了电晕发展的一些主要物理过程,例如电子碰撞电离、光电离、电子附着、正负电荷的迁移等。通过数值模拟计算得到冲击电晕的外特性——伏库特性,与已有的实验结果基本吻合;并计算出冲击电晕发展过程中高压输电线附近电场的分布及其随时间的变化。该模型的建立对加深冲击电晕物理过程的认识,更好地进行雷电过电压分析与优化绝缘配合是有意义的。     

电除尘内阴极线负电晕放电特性

为研究电除尘工作时阴极线负电晕放电特性,构建了基于系数型偏微分方程的电晕放电模型,描述了电晕放电时电子、正离子和负离子的产生、迁移、吸附和中和过程,同时考虑了带电离子和电子在运动过程中对电场的影响,并讨论了其分布情况。结果表明:阴极线施加-70 kV电压时发生负电晕放电,第10 ns时阴极线尖端处电场强度到达最大值,放电过程中阴极线附近正离子低浓度区域呈椭圆分布,而电子和负离子是以平行带状形式向阳极板迁移。研究带电离子和电子在电晕放电过程中的行为特性对于解释电晕放电的机理过程具有较大的参考价值。     

对一起电晕放电引起的35kV电缆故障的分析

<正>电晕是气体介质在不均匀电场中的局部自持放电,是最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很大的尖端电极附近,由于局部电场强度超过气体的电离场强,使气体发生电离和激励,因而出现电晕放电。对于高电压电气设备,电晕放电会逐渐破坏设备绝缘性能,因此应避免发生电晕。某变电站的一条35 kV电缆先后发生了两次故     

多场作用下电除尘器内电动流体运动特性分析

为了描述不同阳极板结构的电除尘器内发生电晕时带电颗粒的运动过程,建立了电晕放电条件下的荷电颗粒多物理场作用的数学模型,通过针板放电形成电晕风的实验结果验证了数学模型的合理性,讨论了多场耦合作用下阳极板结构对烟气流动特性和粉尘颗粒的运动行为的影响,分析结果表明:线板式电除尘内电晕放电时,电晕极附近会形成气流漩涡,当主流烟气存在一定速度后,气流漩涡现象消失,出口横截面的速度分布存在明显差异,其中c型极板对应的出口横截面速度分布差异最为明显;c型阳极板附近容易集聚大量低速荷电颗粒,相对其他两种板的粉尘脱除效率更高。     

SF6气体中交流电晕放电电流及带电粒子的时空分布

SF_6气体中电晕放电微观物理化学过程的基础研究对于保障电网安全可靠运行非常重要。为此在负极性电晕放电脉冲形成机制研究工作的基础上,应用同样的针-板电极电晕放电的二维轴对称模型来研究交流50Hz下SF_6气体中电晕放电的微观物理化学过程,并采用在连续性方程中增加常数项和设置初始质量浓度这2种方法来模拟光电离,计算了交流电晕放电1个放电周期的电流及不同时刻带电粒子的时空分布。结果表明:在连续性方程中增加常数项模拟光电离能够获得负半周幅值附近的连续性电流脉冲,与试验结果更为接近;正负半周带电粒子的运动方向正好相反;电晕放电区域的高度为8mm,且有效放电半径≤0.20mm。放电区域的获取能够为进一步研究SF_6气体在交流50 Hz电晕放电中的分解产物的演化规律提供理论支撑。