基于轴频电场机理的船体结构电学特性分析

舰船轴频电场日益成为舰船的重要目标特性,易被对方探测、跟踪、定位和打击,在分析舰船电场电能来源的基础上,研究了舰船轴频电场的影响因素,分析舰船主要结构,建立其电学等效电路模型,变换、简化等效电路并进行分析,得出了电学特性。研究结果表明,轴系变化阻抗是舰船轴频电场的主要影响因素,电学特性分析是舰船轴频电场抑制技术的研究基础。     

同塔双回输电线路工频电场强度抑制措施

从线路下方工频电场强度的计算原理出发,提出了输电线路下方工频电场强度的抑制措施。对工频电场强度的计算结果表明,通过提高导线高度、优化相序排列、增加屏蔽线和减小相导线等效对地电容均可降低地面的工频电场。     

实验室中环境湿度对工频电场测量设备准确度的影响及改进措施研究

输变电工程工频电场强度测试结果的准确性对于电力工程的环保验收评价具有重要的意义,但研究发现环境湿度增加会导致输变电工程工频电场强度测得值偏大。为了验证测量设备的准确性,研究环境湿度导致输变电工程工频电场强度测得值偏大的因素及改进措施,文中通过对工频电场强度测量传感器采取密封处理和悬吊的支撑方式,利用实验室的标准电场,研究了实验室内工频电场强度测得值受环境湿度的影响程度,给出了测得值受环境湿度影响的数值范围,并提出了在实验室内对工频电场强度测量设备进行校准或者比对时提高测量准确度的解决办法。试验证明工频电场传感器本身是准确的,用于放置传感器的支架受环境湿度的影响是导致测得值产生误差的关键因素,通过对传感器采取悬吊的方式或者采取措施使得实验室内环境相对湿度低于55%可有效降低环境湿度对测量准确度的影响。该研究对输变电工程工频电场强度测量方法的改进和推进相关标准的修订具有重要意义。     

超高压输电线路下工频电场抑制方法的研究

随着我国电力工业的发展和城镇化建设规模的不断扩大,500 kV线路越来越接近公众活动区域,甚至进入市区,线路引起的电磁污染必然会对住在沿线附近的居民产生影响。这种影响已引起社会各方面的广泛关注,并且由超高压输电线路引起的环境投诉与纠纷也越来越多[1,2]。因此,如何降低超高压输电线路下方的工频电场强度已经成为环境保护和电力部门中的一个焦点问题。针对上述问题,提出了采用架设屏蔽线和屏蔽网的措施来抑制输电线路下工频电场强度的方法,并用仿真计算及实际测试结果验证了抑制方法的有效性;分析比较了各种屏蔽线(网)架设方案下工频电场的抑制效果,提出了屏蔽线的最优架设方案。     

逆相序排列降低线路工频电场的计算及应用

以220kV永吉和井永同塔双回架空线路实现逆相序排列为例,探讨逆相序排列降低线下工频电场强度的计算原理和理论计算结果,提出具体的实施方案,分析比对线下工频电场强度的实测结果,验证逆相序排列对降低同塔双回架空线路线下工频电场的效果显著,为解决工频电场强度过大探索既经济又实惠的办法。     

110 kV三相共箱式盆式绝缘子屏蔽内环优化

为了降低110 kV盆式绝缘子表面的电场强度,提高产品运行的可靠性。文中采用三维建模和有限元电场仿真,对表面电场的影响因素进行查找。仿真结果表明,由于屏蔽内环的存在,会对盆式绝缘子的表面电场分布产生影响。通过分析屏蔽内环的结构变化对表面电场的影响规律,提出采用双屏蔽内环结构用于改善绝缘子表面电场强度。在不断的模型修改和仿真结果对比后,选择D=5.29 mm、R=212.6 mm、V=11.93 mm作为双屏蔽内环的优化参数。优化后绝缘子表面最大电场强度降低了8.15%,密封圈交界处、空气间隙和屏蔽内环交界处最大电场强度较优化前分别降低了-0.35%、36.16%、39.45%。由于双屏蔽内环可以有效降低盆式绝缘子表面的电场强度,对于产品小型化设计及提高设备运行的可靠性,具有理论参考意义。     

基于里德堡原子的工频电场测量

里德堡原子是主量子数n很大的高激发态原子。里德堡原子由于具有大极化率特性,其对外部电场十分敏感,原子能级偏移与电场直接关联,可以用来实现对电场强度和频率的精确测量。该文通过双光子激发的方式实现室温中铯原子20S_1/2里德堡态的制备,并基于里德堡原子的电磁诱导透明(electromagnetically induced transparency,EIT)光谱实现了工频电场的测量。实验中研究了工频电场的幅值和频率与EIT的频移关系,实现对工频电场强度和频率的测量。实验中EIT光谱频移是测量电场特性的关键,利用电光调制器对探测光相位进行调制,在EIT光谱两侧产生的边带峰与主峰频率间隔则严格等于电光调制器射频源频率,以此频率作为校准基准实现EIT光谱频移的准确测量。设计了一种微型光纤结构的传感器,可以实现电场的远距离测量。该研究方案对室外高压工频电场的可溯源精确测量及工程应用具有重要参考价值,适用于新型电力系统建设的测量要求。     

水滴降落对列车车顶电场的影响及应对策略

雾、雨环境中高速列车车顶容易发生击穿烧蚀从而引发事故。针对该问题研究了车顶高压端水滴降落对车顶电场分布的影响,提出了高速列车车顶绝缘优化策略。通过对影响车顶电场的有效水滴分析,建立了车顶分层电场模型,讨论了有效水滴及其周围电场分布状况;利用有限元分析方法建立了仿真模型并讨论了列车速度、水滴速度、车顶设计状况对电场的影响。结果表明:接触网上水滴分布一定时,列车速度升高过程中由有效水滴造成的车顶电场畸变存在最大值,当列车速度为10~15 m/s时,车顶电场畸变程度最大;同时电场畸变程度随接触网上水滴分布密度增大而增大;车顶不平时会升高低压侧电场强度,采用平整车顶会降低低压侧电场强度,但会使高压侧电场强度升高;而采用绝缘材料设计较平整的车顶会降低两侧电场强度,从而减少车顶击穿烧蚀,达到优化目的。     

送电线路工频电场对环境影响测试分析

通过工频电场对环境影响的分析、限值讨论,根据其它工程运行经验、测试研究成果和实测结果,就厦泉-莆福500kV送电线路工频电场对环境影响问题得出了工频电场满足限值要求,电场强度及对环境的影响与国内外其它工程情况相当的结论。     

带电导线覆冰及电场对导线覆冰的影响

分析了电场极性、电场强度对导线覆冰的影响。试验结果表明,电场对导线覆冰产生的影响与电场强度有关,当电场强度＜５ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用加速导线覆冰;当电场强度＞１０ｋＶ／ｃｍ时,电场的作用削弱了导线覆冰。     

高压工频电场警示仪的研究

环评测试表明,在高压线路下和变电站内部分区域,电场强度超过国家标准5kV/m规定的最大值.为了便于电力工作人员及时准确的获得作业场所的电场信息,本文以C8051F020单片机为核心开发研制了高压工频电场警示装置.现场测试表明,该装置不仅可以对电场强度进行测量,当环境的电场强度超过规定值时,其声光报警系统可以自动告警,能满足电力系统对电场环境监测的需要.     

便携式工频电场测量装置的设计

为了了解设备表面和内部的工频电场,从而更好地研究设备运行的状态及优化改进设备,笔者介绍了一维球型电场传感器的测量原理,设计了一种基于C8051F410单片机的便携式工频电场测量装置,讨论了不同形状及规格电场探头对测量结果的影响并完成了电场探头的选型。在500 kV交流输电线下方和实验室简化同心圆球电极内使用该装置与国外标准仪器进行了对比测量,现场测试结果表明该装置测量数据与国外仪器相比具有较大的相关度,能准确地测量电力系统工频电场,具有很好的实用性。     

利用光电电场传感器测量合成绝缘子的沿面场强

利用光电电场传感器对复合绝缘子表面场强的分布进行了测量,采用平行金属板对研制的电场传感器进行了工频标定实验,并测量了绝缘子棒身表面附近的轴向电场和伞裙下方的径向电场分布。对绝缘子和连接金属导体进行了建模,并利用边界元法计算了绝缘子表面场强的分布,计算结果和测量值基本符合。     

基于Pockels效应的大气电场测量研究

为解决常用场磨式大气电场仪体积大、机械磨损严重、易受电磁干扰、测量带宽窄等问题,在研究分析Pockels效应原理的基础上,提出应用Pockels效应来测量大气电场的方法。对晶体、光源的选择及传感器设计中出现的问题进行了分析,设计了一种基于Pockels效应原理的脉冲电场传感器,该传感系统包括稳定高效的光源、Pockels晶体探头、数据采集及处理电路。通过模拟仿真,说明了这种测量方法是可行的,为进一步研制大气电场测量传感器,提高其性能提供了理论依据。     

瞬态电场测量系统的研制与试验

针对瞬态电场的测量,研制了一款以基于MSP430系列微处理器为核心,应用高速模数转化芯片与高速存储器的测量系统,所用球形探头具有体积小、功耗低、可编程和测量范围可调的特点。通过试验验证和改进,该测量系统能够满足电力系统中的电场测量要求。     

110kV合成绝缘子沿面电场分布的研究

在建立数学模型的基础上计算合成绝缘子沿面场强，利用二次插值有限元法计算ll0kV合成绝缘子电场分布和相同边界条件的空气间隙的电场分布情况；并将不同边界条件下的合成绝缘子的电场分布计算结果进行比较分析，结果表明在改善绝缘子电场分布的三种方法中以外加装均压环的效果最好。     

110kV零值瓷绝缘子电场仿真分析研究

瓷绝缘子长期运行后其绝缘性能和机械性能下降,容易产生零值、低值绝缘子,严重时会导致输电线路外绝缘发生闪络,发生电网停电事故。利用相关仿真分析软件,对110 kV直线猫头塔绝缘子上的无零值绝缘子和不同部位劣化绝缘子进行钢脚和铁帽的电位自由度耦合,以模拟在实际情况下的零值绝缘子,通过在电位分布云图、等位线分布图、电场分布云图、电位分布和电场分布曲线等方面的对比分析,分析不同部位零值绝缘子对绝缘子串空间电场分布特性的影响,对绝缘子劣质绝缘子的检测提供一定的理论支撑。     

特高压直流线路的场分布影响因素分析

线路附近地面的场分布是输电线路电磁环境中的一个重要指标。首先验证了半经验公式法的有效性。然后使用该方法分析了极导线水平排列的±800 kV直流线路合成场强、标称场强和离子流密度的影响因素和变化规律。研究表明地面,标称电场强度受线路对地高度的影响很大,而合成电场强度和离子流密度除受导线对地高度的影响较大外,受导线直径和分裂数的影响也很大。     

浅析高压开关设备中提高气体间隙击穿电压的措施

从理论上分析了高压开关设备中提高气体间隙击穿电压的几项措施。     

横电磁波小室校准系统产生标准电场的不确定度评定

电场传感器需要通过校准才能应用于电场测量,校准系统的不确定度反映了传感器校准结果的可信赖程度,所以需要评定校准系统的不确定度。横电磁波(TEM)小室具有成本低、内部电场均匀性好、幅值较高等优点,适用于产生标准电场,进行电场传感器的校准工作。针对光电集成电场传感器的校准需求,建立了一套TEM小室电场传感器校准系统,分析了该系统产生标准电场的各项影响因素包括场均匀系数、TEM小室特征阻抗实部、半空间距离和净输入功率,计算了这些影响因素的标准不确定度。通过不确定度合成,得出TEM小室校准系统在≥95.45%的置信概率下,产生标准电场的扩展不确定度为5.9%,满足校准电场传感器的需求。