浅谈降雨对工频闪络电压的影响

在1:1模拟导线-杆塔间隙结构下,试验研究了不同雨强和雨水运动路径对空气间隙工频闪络特性的影响,得出不同雨强和雨水运动路径下导线-杆塔空气间隙工频闪络特性的变化规律。提出强降雨情况下满足间隙工频耐受电压高于500 kV输电线路最高运行相电压的最小空气间隙距离,为现场防风偏放电和输电线路设计提供理论指导。     

风雨对导线—杆塔空气间隙工频放电特性的影响

针对近年来频繁发生的风偏事故,分析认为强风及暴雨是使导线—杆塔空气间隙工频放电电压降低的一个重要原因。采用1:1模拟杆塔-导线结构,首次系统地试验研究了雨水、大风及风雨组合对导线—杆塔空气间隙工频放电特性的影响。结果表明降雨、风速、风向、风雨组合都会影响到空气间隙的工频放电特性,在一定条件下会使其放电电压明显降低。研究结果可为恶劣气象条件下输电线路最小间隙距离设计提供技术依据,降低输电线路风偏放电故障及事故率,提高输电线路的安全运行水平。     

雨水路径和电极结构对导线杆塔空气间隙工频闪络电压影响研究

对不同雨水运动路径和电板结构对导线一杆塔空气间隙工频闪络电压影响进行试验研究,得到其放电特性曲线。分析了间隙的放电规律和特点,确定了不同雨水运动路径和电极结构下的放电间隙距离,为现场防风偏放电和输电线路设计提供理论指导。     

典型植被火焰下导线–板间隙击穿特性及放电模型研究

针对山火引发输电线路跳闸事故频发的问题,选取了输电线路走廊易于引发线路跳闸的典型植被,利用模拟山火试验平台研究了导线–板间隙在典型植被火焰下的工频击穿特性,通过击穿电压与泄漏电流数据分析了不同植被火焰下间隙击穿特性的差异性,根据间隙的放电机制以及电弧路径发展的图像,建立了火焰条件下间隙放电模型,并对其有效性进行了验证。研究结果表明:植被火焰下间隙的绝缘强度明显下降,特别是在杉树枝火焰下,导线–板间隙的平均击穿电压梯度可降低为纯空气间隙的10%;植被在稳定燃烧阶段的泄漏电流最大,且正半波的泄漏电流值大于负半波,最大可达负半波的十倍左右;在灰烬颗粒影响下,秸秆、茅草等植被在火焰高度较低时,也会导致输电线路跳闸,研究成果可为输电线路在山火条件下的安全稳定运行措施提供参考。     

绝缘护套包覆对500 kV输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性的影响

为有效解决输电线路风偏放电问题,对输电线路及金具进行绝缘包覆以提高放电击穿电压,仿真和试验研究了绝缘护套包覆对500 kV输电线路模拟杆塔中导线与塔身间空气间隙击穿特性的影响.试验过程中,对单导线及4分裂导线分别施加1 min1.1倍工频相电压(318 kV),通过改变导线与杆塔间距研究不同间距下的耐压情况.仿真结果表明,导线包覆绝缘护套后,其表面最大场强随间距增大而降低:裸导线空气间隙击穿电压与间隙距离呈线性关系;单导线包覆绝缘护套后可缩短13.6％的间隙距离,4分裂导线包覆绝缘护套可缩短9.3％的间隙距离;击穿点均位于绝缘盒连接处,其原因是此处以室温硫化硅橡胶填补缝隙密封时施工密封不严.绝缘护套包覆导线及金具措施可有效提高输电线路导线与杆塔间空气间隙击穿特性,但应严格控制施工工艺以提高实际效果.     

模拟山火条件下导线-板间隙击穿特性影响因素分析

利用模拟山火试验平台,开展导线-板间隙在不同燃烧条件下的工频击穿特性,分析植被类型、燃烧强度、风速和坡度等因素对间隙击穿特性的影响机制。结果表明:不同类型植被火焰下,间隙的击穿特性差异较大,杉树枝叶和杉树干火焰下,间隙的工频击穿电压分别约下降为纯空气间隙的10%和20%;当火焰桥接全部间隙时,植被燃烧强度对间隙击穿特性的影响较小;随着坡度的增加,火焰间隙的绝缘强度出现大幅度下降。因此,对实际输电线路,需重点关注坡度较大的地方,特别是"V"形山谷位置,更易出现山火引发线路跳闸事故。     

全火焰条件下植被燃烧特征量对导线?板间隙击穿特性的影响

近年来,输电线路走廊山火频发严重威胁电网的安全稳定运行。选取了山火条件下易引发线路跳闸的典型植被,对其燃烧特性和全火焰条件下导线-板间隙的交直流击穿特性开展了试验研究,并提取了热释放速率、火焰温度、高度和电导率等燃烧特征量,分析了燃烧特征量对全火焰条件下间隙击穿特性的影响机制。结果表明,不同植被类型火焰对间隙击穿特性的影响差异较大,尤其在杉树枝火焰下,导线-板间隙的工频击穿电压和直流正极性击穿电压分别下降为纯空气间隙的10%和6%左右;间隙击穿电压存在明显极性效应,直流正极性下间隙的击穿电压低于直流负极性;植被火焰的电导率是间隙绝缘强度下降的主要原因,其次为热释放速率和火焰高度,火焰温度的影响较小。     

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。     

我国紧凑型输电线路的电气参数特性分析

我国紧凑型输电线路的三相导线采用了具有中国特色的同塔窗内倒三角布置形式，这种特殊的导线布置形式决定了它具有特殊的电气参数特性。分析了紧凑型输电线路的电气参数的工频特性和频变特性，并研究了地线与接地方式、大地电阻率变化对线路电气参数的影响。最后结合计算结果评价了这些特性对线路潜供电流和恢复电压、继电保护、无功调节、过电压限制、电磁暂态分析等方面的影响。研究结果将对未来紧凑型输电线路的设计和运行起到积极作用。     

不同风速下导线风偏动力响应分析

架空输电线路风偏是线路在运行中的常见现象,尤其是沿海地区经常会遇到很强烈的大风,在如此强烈的大风下导线会发生严重的不同期摆动导致导线相间距离减小甚至发生相间击穿对输电线路的运行产生了很大的威胁。为此,有必要对导线在强风下的运动特性进行研究,并找到抑制大风不同步摆动的有效方法。在对输电线路风偏的研究中主要采用了一个3自由度多档动态模型来对输电线路的不同风速的风偏动态特性进行研究,获得了输电线路风偏动态特性,找出输电线路在不同风速的最小相间距离与风速的关系,得出了对于不同风速的防治方法,研究表明,在32 m/s风速、线路小档距时,输电线路的风偏不同期摆动的抑制重点为上下相,大档距线路的抑制重点转到了水平相间;而16 m/s风速时,输电线路风偏不同期摆动的抑制重点始终为水平相间。     

组合空气间隙交流击穿电压计算方法研究

典型空气间隙的击穿电压特性是外绝缘设计的重要依据,为研究电位悬浮体对空气间隙击穿电压的影响,文中以简化的组合间隙放电模型为研究对象,实验研究了悬浮导体长度和高压电极形状对组合空气间隙击穿电压的影响特性和变化曲线。基于实验数据和观测到的放电现象,文中在考虑子间隙的击穿顺序和流注通道压降的基础上,建立了组合间隙击穿电压的计算模型。利用该模型对含有电位悬浮导体的组合间隙击穿电压进行了计算,结果表明,文中提出的计算模型得到的击穿电压计算值和实验数据相比,相对误差小于5%,说明该方法对于计算含有电位悬浮导体的组合空气间隙击穿电压具有一定的适用性。     

单断口和三断口串联真空灭弧室绝缘击穿统计特性

建立了由3个真空灭弧室串联后组成的三断口真空灭弧室模型。通过施加工频交流高压和冲击高压，重点研究在相同的总开距下，与单断口真空灭弧室模型相比，三断口真空灭弧室模型的静态击穿电压增益特性和静态击穿统计特性，包括三断口真空灭弧室在工频交流电压下的静态电压分布特性。试验研究表明，不同的串联布置方式表现出不同的断口电压分布特性。断口电压分布特性越均匀，则击穿电压增益倍数越高。击穿统计特性试验研究表明，三断口真空灭弧室相比单断口真空灭弧室具有更低的击穿概率。试验结果与理论分析相吻合，证明了理论模型的有效性。     

Deterioration characteristics of insulating spacer model in repeating impulse voltage

To discuss the UHV GIS test voltage, the deterioration characteristics of the GIS insulating spacer model were studied by repeating lightning or switching impulse voltage. The deterioration factor indicating the decrease of lightning or switching impulse breakdown voltage applied up to 1000 times was found to be 35.7/45.5. The relationship between the partial discharge inception voltage and the breakdown voltage after 1000 impulse applications was also studied. It was found that the partial discharge inception voltage increases despite a decrease in breakdown voltage due to the impulse voltage. In addition, to elucidate the deterioration phenomenon, a study was made of the breakdown characteristics of models with various boundary conditions between the electrode and epoxy resin, as well as the relationship between the boundary conditions. Microdischarge was also studied. The results of the investigation suggest that the deterioration by repeating voltage is caused by microdischarge due to electric field intensification on microprotrusions of the electrode surface.     

Effect of annealing and polishing on flashover characteristics ofceramic in vacuum

Experiments were carried out to study the effects of surface polishing and annealing of ceramic specimens on the dielectric breakdown characteristics of their surfaces. It was found that when the samples were annealed at 1000°C, allowing the residual stresses in their surfaces to decrease, the breakdown voltage rose, whereas with the polished samples, reductions of residual stresses resulted in a slight rise of the breakdown voltage. Prior to dielectric breakdown, a surface glow was observed, due to luminescence from electron bombardment and insulator surface defects. The starting voltage of luminescence rose when residual stresses were reduced. It is suggested that the mechanical strain due to surface defects contributes to dielectric breakdowns on ceramic surfaces     

基于交流电流法评估大型电动机环氧云母绝缘老化特征的研究

对大型电动机环氧云母绝缘线棒进行了多因子加速老化试验,在不同老化阶段进行了交流电流、击穿电压测量。根据交流电流曲线的特点,提出了求取第二电流急增点电压的新方法－－逐点拟合法,并分析了第二电流急增点电压与剩余击穿电压的相关性。结果表明：逐点拟合法能准确地求取第二电流急增点电压,且用此电压值推算环氧云母主绝缘的剩余击穿电压是有效的。     

Particle-initiated breakdown characteristics on a ribbed spacersurface for SF6 gas insulated switchgear

Cylindrical post spacers were used to investigate the fundamental effect of ribs on particle-initiated breakdown characteristics. Improved breakdown characteristics, obtained by attaching the ribs, changed with the distance between them; the shorter the distance, the higher the breakdown voltage. When the distance was less than 20-30% of the spacer length, the breakdown voltage increased by 20-60%. The rib effectiveness for SF₆ gas insulated switchgear spacers was demonstrated     

使用表面回应法与群集分析优化IGBT特性

近年来电力电子正朝向高电压、高电流及低切换损失方向迈进，而绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在功率组件市场上更是占有重要的一席之地。但受限于组件晶闸管结构(Thyristor Structure)及组件本身之阻抗，故IGBT击穿电压及功率消耗常备受限制。因此如何提高耐压，同时降低组件本身之阻抗，避免组件提早击穿烧毁，便成为一重要课题，而本研究将提出如何应用表面回应方法 (Response Surface Method， RSM)，配合实验设计(Design of Experiment， DOE)及群集分析法(Cluster Analysis)，建构出一套组件实用的数值建模及分析流程，以利于分析如何抑制IGBT组件提前击穿，同时降低组件本身导通电阻。另外，本研究方法，有别于以往组件建模方法，藉由群集分析的加入，使吾人在分析问题上，更能察觉组件关键因子。     

Physical characteristics of criteria governing the computation ofair gap breakdown voltages for slightly divergent fields

The physical characteristics of criteria used to compute the breakdown voltage of air gap electrodes are investigated in this paper. Among the physical characteristics compared for these criteria are the breakdown voltage, the critical avalanche length and the electrode surface electric field. Three common electrode geometries are considered so that the computed breakdown voltages can be compared with experimentally measured values. The breakdown voltage for each electrode configuration is determined directly from the static electric field distribution. The field distributions are computed using a Laplace/Poisson finite-difference solver and boundary-fitted coordinates (EAGLE grid generation code). The physical characteristics which limit the accuracy of these breakdown criteria to slightly divergent fields are identified. Techniques for extending the accuracy of these criteria to highly divergent fields are expounded     

Breakdown mechanism of a gap with a small arc current in SF6 gas

Using an experimental apparatus modeled for a gas-insulated switchgear (GIS), the influence of the arc duration on the breakdown voltage between the contact and the grounded tank of the GIS was investigated in the case that the arc was kept ignited in the contact area. From the result, characteristics of the breakdown voltage vs. the arc duration were found to be divided into six stages and the characteristics in each stage were estimated     

ns脉冲液体介质击穿实验研究综评

介绍了目前液体介质击穿研究的实验内容(电压极性、电压波形、外界静态压力等)、实验方法(电学与光学结合)、研究成果(经验公式、击穿机理);指出单次ns脉冲击穿的电压脉宽窄(ns级)、击穿电压幅值高,重频ns脉冲电压击穿下液体介质的电场累积效应(极化效应)显著,这些ns级液体介质击穿的特点有助于揭示液体介质击穿的本质特性。结合研究成果讨论了窄脉冲电压液体介质击穿的概率与击穿机理。