非均匀直流电场气固混合体流化床击穿特性

试验研究了电压极性、固相物介电常数、固相物占空比等对非均匀电场中流化床状态气固混合体直流击穿电压的影响 ,计算了存在固体颗粒物时电极间隙中的电场分布 ,并定性分析了放电现象。结果表明 :固体颗粒物的存在使电场发生畸变 ;气固混合体在非均匀电场中的直流击穿特性也具有正极性击穿电压低于负极性的“极性效应” ,固相物介电常数较大的混合体容易击穿     

非均匀场中气固两相体雷电冲击U50的实验研究

通过对几种典型固体颗粒的气固两相体放电实验研究,发现其击穿电压具有极性效应,负极性条件下体积比对雷电冲击U50影响显著,使雷电冲击U50降幅达到30%左右,并且小颗粒的击穿电压比大颗粒的击穿电压低;正极性条件下击穿电压随体积比变化呈小波动变化特性,体积比及颗粒大小对击穿电压影响不显著。另外,与空气放电一致的是,相同体积比下正极性雷电冲击击穿电压低于负极性。     

非均匀电场中气固混和体直流电晕特性研究

实验研究了非均匀电场中流化床状态气固混和体的直流电晕特性 ,观察了Al2 O3 气固混和体和聚丙烯气固混和体在不同极性、不同电压下的电晕波形。关于电压极性、占空比以及间隙距离对两种气固混和体起晕电压影响的实验发现 ,起晕电压随占空比增加而降低 ;正极性下Al2 O3 气固混和体的起晕电压比聚丙烯气固混和体低 ,而负极性下则相反     

气固两相体直流电晕放电特性实验研究

为了研究两相体放电的基础问题,即放电特点、规律及影响因素,实验研究了聚丙烯、聚乙烯、珍珠岩3种典型固体颗粒的气固两相体电晕放电伏安特性。通过循环落体式两相体放电装置和测量系统观察发现,气固两相体的电晕电流特性与空气中的电晕电流特性有明显的区别。气固两相体的电晕电流波形在正、负极性下均为高频率脉冲波形。且在相同电压下其电晕电流比空气中的要小。固体颗粒的介电常数及在空气中所占的体积比均对电晕电流有很明显的影响。固体颗粒介电常数和体积比越大,电晕电流越小(可<1μA)。电压极性的改变对气固两相体的电晕电流无影响。     

操作冲击电压下长空气间隙击穿电压特性研究

基于现有长间隙放电理论和静电场方法,建立流注-先导放电数值仿真模型,并采用该模型研究操作冲击下长空气间隙放电特性.在绝缘设计中,一般参考棒-板间隙击穿电压来确定其他电极结构击穿电压.同时,实验结果表明棒-板间隙的正极性操作冲击击穿电压低于负极性操作冲击击穿电压.因此,通过建立操作冲击下棒-板长空气间隙模型,研究其击穿电压特性.     

不均匀场中SF6的电晕稳定化击穿

在尖－平板不均匀电场中，ＳＦ６气体的电晕稳定化击穿与空间电荷对高场强度电极的屏蔽作用有关。弯曲状正直流击穿通道可用正极性离子电荷增强尖电极附近径向电场解释。用辅助针电极的直流电晕放电向测试间隙注入单极性离子电荷的实验发现，负离子电荷使正雷电冲击击穿电压下降，辅助针电极的不起晕正电场对间隙初始电子有“扫除作用”。     

淋雨对短空气间隙操作冲击放电影响的实验研究

为研究降雨条件下空气间隙的操作冲击放电特性,通过实验对比研究获得了干燥和淋雨条件下间隙距离为10～60 cm球-板、棒-板间隙正极性操作冲击放电曲线。研究表明淋雨造成球-板间隙正极性操作冲击击穿电压降低幅度大于棒-板间隙;雨量大小对棒-板间隙击穿电压的影响不明显;雨量为0.5～3.9mm/min时,直径10cm球电极间隙距离30cm,操作冲击击穿电压较干燥条件降低15.8%～32.6%;雨水电导率为100～2000μS/cm时,击穿电压随电导率的增加而降低,但随着间隙距离的增加,球-板、棒-板间隙操作冲击击穿电压降低幅度减弱,且雨水电导率对球-板间隙操作冲击击穿电压的影响更为明显;雨水的存在会使放电时延较干燥时有变短趋势,使间隙在波前击穿的几率增大,且雨水通道会影响放电的发展路径。     

用于串补的激光触发与电脉冲触发火花间隙对比实验研究

目前串补电容常采用电脉冲触发火花间隙作为其快速旁路保护,实现这种触发方式的难点在于确保整个触发装置与高压端的电气隔离。为解决此问题,研制了一种激光触发火花间隙,对其进行了自击穿和触发击穿测试,通过实验比较了相同形状尺寸的激光触发火花间隙与电脉冲触发火花间隙在不同极性、不同间隙距离下的触发击穿电压,并对2种火花间隙的放电机理进行了初步分析。实验结果表明:激光触发火花间隙的最小可靠触发击穿电压在自击穿电压的26%~48%之间;电脉冲触发火花间隙的最小可靠触发击穿电压在自击穿电压的43%~64%之间;两种火花间隙正极性下的最小可靠触发击穿电压均低于负极性下的最小可靠击穿电压。     

气隙击穿电压大幅降低的气象条件

为研究空气污染严重及雾霾频繁出现等新的大气条件下,空气间隙的放电特性,利用全自动放电监测系统对广州地区全年自然条件下空气间隙的击穿电压和大气条件(包括气温、气压、相对湿度、风速和辐射照度等)进行监测,通过数据分析研究新大气环境下空气间隙击穿电压大幅下降的气象条件。研究结果表明:击穿电压大幅降低主要出现在春季,其气象条件是高湿度(相对湿度80%)、低风速和低辐射照度。雾霾天气符合空气间隙击穿电压大幅下降的气象条件,空气间隙击穿电压与雾霾天气的关联性、空气间隙击穿电压与空气质量指数及其污染物的组成与含量的关系值得进一步研究。     

高温气冷堆核电站主氦风机驱动电机绝缘系统评定技术研究

设计了一套在0.1 MPa氦气和空气环境下测试绝缘系统电气绝缘性能的试验装置,完成了0.1 MPa气压下氦气和空气中主氦风机驱动电机绝缘系统模型的局部放电起始电压(PDIV)、起晕电压、匝间冲击、绝缘电阻和工频击穿电压对比试验。试验结果表明:在0.1 MPa气压下,绝缘系统在氦气环境下的部分绝缘性能较空气中大幅下降,氦气环境下绝缘系统的PDIV值约为空气中的50%,起晕电压值约为空气中的20%~25%,闪络(击穿)电压约为空气中的50%。     

交直流复合电压下棒-板电极起晕电压实验分析

为了获得复合电压作用下电极的起晕特性,在室内搭建了复合电压下无锈棒-板电极起晕特性实验平台,采用串联的复合加压方式,即一个电极上施加直流电压,另一个电极上施加交流电压,以紫外光子计数的突变作为电晕起始判据,获得了直流和交流复合电压下的电极起晕特性。同时对比了不同直流电压极性、电极加压方式和不同复合电压升压方式下电极起晕电压的特点,探究复合电压下棒电极半径和棒板间隙对电极起晕电压的影响。实验结果表明:在相同的大气条件及电极布置下,由于空间电荷影响,棒电极正直流、板电极交流加压方式下的起晕电压比棒电极交流、板电极正直流加压方式下的起晕电压高;在棒-板气隙间距0~5cm范围内,定直变交复合升压方式下,交直流分量有效值叠加后的起晕电压随着直流分量的增加而升高,定交变直方式下,该值随着交流分量的增加而下降,且交直流分量间互为线性关系。本文的研究成果可以为进一步研究复合电压作用下电极的电晕机理及起晕电压的准确预测奠定坚实基础。     

空气湿度对导线电晕起始电压的影响

我国特高压工程中,输电线路要经过山地、湖泊等高湿度地区,空气湿度对架空输电线路电晕放电有较大影响。为研究湿度对导线电晕放电的影响,利用同轴线-筒电极研究了不同大气湿度对交流以及直流正负极性电晕起始电压的影响规律。试验结果表明:湿度对直流正极性电晕起始电压影响较小,而对直流负极性以及交流电压电晕起始电压影响较大:在相对湿度达50%～60%时,直流负极性与交流起晕电压最高。分析认为,空气湿度对空间电荷分布的影响以及湿度对导线表面状态的影响是导致起晕电压变化的主要因素。     

基于支持向量机的棒-板空气间隙击穿电压预测方法及其应用

空气间隙的击穿电压与放电起始前的电场分布特征存在多维非线性关系。为了实现空气间隙的击穿电压预测,以电场特征集作为输入,以间隙在加载电压下是否击穿作为输出,采用支持向量分类机建立击穿电压预测模型。针对极不均匀电场空气间隙的击穿特性受电晕影响的问题,提出两种修正方法:通过增加受电晕影响的训练样本数据,提高预测模型的泛化性能;或基于"电晕云"的思想进行二次电场计算及特征量提取,对预测模型的输入特征进行修正。采用修正后的模型对极不均匀电场下棒-板间隙的工频击穿电压及棒-板长空气间隙的操作冲击放电电压进行预测,预测值与试验值吻合良好。该方法有利于减少试验次数,降低试验成本。     

低气压下直流正极性冰电极电晕特性研究

覆冰将改变绝缘介质的放电过程，导致电力系统绝缘性能下降，为深入研究覆冰绝缘子串中空气间隙的电晕放电特性，基于冰棱-冰板电极系统，通过脉冲电流传感器和紫外线成像仪CoroCAM IV+揭示了气压对起晕电压、放电模式、放电波形及其幅值等的影响。通过数学分析提出表征不同大气压下不同间隙长度时起晕电压的修正公式，分析和讨论气压对放电脉冲及其幅值的影响。理论分析表明，随着气压的降低，覆冰空气间隙起晕电压呈幂函数或指数函数降低，特征指数同间隙长度相关。试验结果与理论分析一致，进一步揭示了覆冰环境下电晕放电的特性。     

Gaseous electrical discharge characteristics in air and nitrogen at cryogenic temperature

In designing superconducting electrical power apparatus, the knowledge of cryogenic gas and liquid insulation characteristics is essential. The authors have studied the discharge characteristics of relatively long-gap configurations in air and nitrogen at a cryogenic temperature. A sphere-to-sphere electrode with a gap length of 20 to 150 mm is used for measurements in uniform electric field. The breakdown voltage characteristics basically obey Paschen's law at cryogenic temperature for 50 Hz, AC, DC and lightning impulse voltage applications. A rod-to-plane electrode with a gap length of 20 to 330 mm is used for measurements in nonuniform electric field. In air at cryogenic temperature and nitrogen gas at both room and cryogenic temperature, streamer-like corona discharge appears near the tip of the rod electrode before the breakdown, and the breakdown voltage increases linearly with gap length. In air at room temperature thin film-like corona discharge, however, appears near the tip of the rod electrode before breakdown, and the breakdown voltage becomes higher than the other case. In order to examine the variation of corona discharge characteristics, some additional experiments are conducted. As a result, it becomes clear that thin film-like glow corona discharge appears when electronegative gas is contained and sufficient electrons are supplied from the cathode.     

Comparisons of direct-current breakdown characteristics in dry air and SF6 gaps using a parallel-plane arrangement with variable height protrusion

Breakdown voltages in uniform and quasi-uniform field gaps are sensitive to the presence of small protrusion on the electrode surface in SF₆ at high pressures. The aim of the present work is to study direct breakdown and corona stabilized breakdown for the transitive region from uniform to nonuniform gap in dry air and SF₆ at low pressures up to a critical pressure when direct breakdown takes place by a leader discharge crossing the gap in SF₆. In a parallel-plane gap with a variable-height protrusion subjected to the dc voltage, corona onset voltage is remarkably controlled by the protrusion height. The present electrode arrangement has the advantage of directly measuring the minimum critical guiding field strength for the propagation of a streamer discharge at corona onset. The experimental observations have been explained qualitatively on the basis of a streamer model and precise electric field calculations of gap.