湿度对高压输电线路工频电场测量的影响

工频电场对人类居住环境的影响越来越受到重视,其中湿度增大导致工频电场测量数值偏大的情况已被广泛关注。为了说明所测数值偏大是由于湿度引起测量仪器及其支架电气性能发生变化,而非对空间电场分布产生影响,对输电线路下方的工频电场分布进行了理论分析,讨论了湿度增大引起测量仪器性能变化的主要原因,并进行了试验验证。通过试验发现,采用憎水性绝缘支架测量时,随着湿度的增大,所测工频电场值基本保持不变。而对于木支架,当空间相对湿度60%时,仪器所测电场值的最大误差≤12%;而当相对湿度60%时,电场测量值的平均误差在35%左右,最大误差达到85.4%。因此,分析认为仪器绝缘支架绝缘性能发生变化导致探头附近电场产生畸变是使测量数据偏大的主要原因。空间湿度较大时,工频电场测量值不能作为环境评价的依据。     

环境湿度对输电线路下方空间电场测量结果的影响

为了研究高湿度地区工频电场强度测量值偏大的问题,本文从环境湿度对测量系统的绝缘木支架电气特性参数的影响入手,用复介电常数描述木支架的电气特性,建立了准静态场的求解模型,应用有限元法求解了输电线路下方的空间电场分布,以数值模拟的方法获得了环境湿度对空间电场测量结果的影响规律。研究表明,在实际工况中环境湿度通过改变木支架含水率影响了支架的导电特性,导致支架附近的空间电场发生畸变,是引起电场强度增大的主要因素。提出了为高湿度地区的紧急工频电场强度测试时利用金属支架测量并修正结果的方法。     

基于有限元仿真和微分进化算法的电场测量仪支架优化

首先通过实验分析研究了测量仪支架结构、环境湿度、支架材质对工频电场测量误差的影响;然后通过有限元仿真计算软件搭建了高压输电线路测量仿真模型,对高压工频电场环境及测量仪支架介入后的畸变电场进行仿真计算,并利用大量仿真结果建立了基于BP神经网络的电场测量误差预测模型;最后采用分子微分进化算法以测量误差最小化为目标对测量支架结构参数进行优化求解。研究结果表明,所优化设计得到的新型电场测量仪支架可有效减小测量误差和增强对湿度环境的适应性。     

电场探头支架对工频电场强度的影响*

采用两种不同型号的工频电场监测设备进行现场监测时,发现测量数据存在较大的偏差;为研究产生偏差的原因,对这两种设备进行了比对实验.结果表明：工频电场探头的支架所用材料是影响工频电场测量的一个重要因素,支架上存在金属部件会对工频电场的测试结果产生较大影响.     

棒-板长空气间隙击穿电场稳态条件的仿真

为推动以放电理论为基础的高电压与外绝缘学科从半物理到物理研究方向的发展,基于有限元数值计算方法,对棒-板长空气间隙的电晕云模型进行了仿真研究。结果表明:带电离子和外加电压同时影响空间电场分布,空气分子的电离率α对电场分布影响较大,附着率η、结合率β、解离率γ对电场影响较小;不同电晕云长度对空间电场分布的影响都具有相同规律性;空气相对湿度对击穿电压影响较大,空气湿度越小,空气越容易击穿;正极性棒-板长空气间隙击穿的电场条件为:放电起始后,电晕头部最高场强达到11.0kV/cm,电晕云内部最低场强达到3.0kV/cm,在该条件下对应的击穿电压计算值与实验值误差<11%。以上计算结果可为超特高压外绝缘的设计提供可靠的理论依据。     

正极性雷电冲击电压下空间电荷电场测量研究

很多绝缘问题本质上都与电场相关,电场测量是高电压领域的重要研究手段。空间电荷导致电场畸变是流注理论的基础,因此定量测量空间电荷的泊松电场对于研究空气间隙的放电机制有重要意义。利用光电集成电场传感器测量了1m棒–板间隙未发生放电条件下各点的轴向电场,并与数值仿真结果进行对比,验证了电场传感器进行定量测量的可靠性;对3种电极条件下1m棒–板间隙空间电荷区域外部轴线上各点的电场时域波形进行测量,将空间电荷形成的泊松电场与外加电压形成的拉普拉斯电场分开,定量测量了不同电压幅值下、不同空间位置的泊松电场幅值与变化规律。研究结果为建立并验证空间电荷模型奠定了基础。     

车顶绝缘子湿润条件下表面电场分布研究

针对冬季雨露、大雾天气下动车组车顶绝缘子闪络问题,利用电准静态场和有限元理论构建了动车组受电弓支撑绝缘子高压部件以及含水分车顶绝缘子的三维模型,研究了有分离水珠的绝缘子沿面电场分布特性,分析了洁净水膜及染污水膜对绝缘子沿面电场分布影响。研究结果表明:含水珠绝缘子对整体空间上的电场分布影响甚微,局部电场畸变强烈,最大场强达原场强6.31倍;绝缘子圆周方向上不对称,近支架端(0°)的最大电场最弱,远离支架端(180°)最大电场最强,最大场强随圆周角度增大而增大,且圆周上最大场强均超过空气电晕起始场强;憎水性丧失染污水膜出现后更易引起车顶绝缘子电晕放电,比洁净水膜的情况影响更剧烈。     

无源电场测量仪在工频电场测试中的应用

一、电场测量长期以来电场测量是电气设备制造、运行部门所关心的,特别是随着电压等级的提高,许多输变电设备自身电场分布越来越被人们所重视,但电场测试一直未能很好地解决,特别空间三维电场的测试更是存在问题。如何减小由于测量仪器引入被测场后,对被测场造成畸变。这是电场测量的关键。多年来所使用的电解槽模拟法也有相当的局限性,能否找出一种准确、经济的测量方法和仪器用于测量空间电场分布?从理论上讲,可在一个无限大的均匀电场中,引入一个金属球(见图1),且电场分布应满足以下条件:     

油纸绝缘结构的空间电场测量技术及应用评述

换流变压器是高压直流输电系统的核心设备,其绝缘设计的有效性与合理性十分关键。就换流变压器油纸绝缘空间电场而言,目前的研究多集中在其不同运行工况下的数值计算方法,但其有效性与准确性缺乏有效的空间电场强度实测数据的支持,因为油纸绝缘中空间电场的测量方法一直是测量研究中的难点问题。针对可以应用到油纸绝缘空间电场测量的模拟实验法、Pockels效应法和Kerr效应法等三种测量技术的现状及其应用的情况展开评述,认为Kerr效应法具有不引入其他介质、不改变原有电场的分布、响应时间快以及可以进行二维电场测量的优点,在油纸绝缘空间电场的测量中具有较大的潜力。基于Kerr效应的研究发现,在不同极性直流电压下油纸绝缘空间电场的暂态和稳态特征差异显著,极性效应明显。这或许是由于油纸绝缘中界面电荷在直流电场作用下的产生过程及影响因素存在特殊性所致,而利用目前应用广泛的RC模型则难于对此做出合理的解释。     

无源电场测量仪在工频电场测试中的应用

一、电场测量长期以来电场测量是电气设备制造、运行部门所关心的,特别是随着电压等级的提高,许多输变电设备自身电场分布越来越被人们所重视,但电场测试一直未能很好地解决,特别空间三维电场的测试更是存在问题。如何减小由于测量仪器引入被测场后,对被测场造成畸变,这是电场测量的关键。多年来所使用的电解槽模拟法电有相当的局限性,能否找出一种准确、经济的测量方法和仪器用于测量空间电场分布?从理论上讲,可在一个无限大的均匀电场中,引入一个金属球(见图1),且电场     

电场保鲜冰箱的电场优化

电场保鲜是近年来在冰箱中应用的一种新型保鲜技术.基于以往对工频电场的研究成果,本文采用静电场的理论,提出了在电场保鲜冰箱中通过在冰箱内胆四周缠绕金属线的方法来优化空间的电场分布的方案.经过理论分析及实际的测试证明,此种方案不仅可以提升冰箱中电场的最小值,还可以优化冰箱空间的电场分布.     

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。     

钢芯铝绞线表面电场分布及其电晕起始场强分析

钢芯铝绞线广泛应用于交流输电线路中,绞线表面电晕是输电线路运行中需考虑的重要问题之一,因此有必要对钢芯铝绞线表面电场分布及其电晕起始场强进行分析。文中运用有限元法提出了钢芯铝绞线表面电场分布及其电晕起始场强的计算方法,计算结果表明:运用有限元法能较准确计算绞线周围的精细电场分布,等半径的光滑导线和绞线表面最大场强相差约28%;绞线电晕起始电压决定于绞线周围电场分布,且随绞线半径的增大和最外层股数的增加,电晕起始电压逐渐升高并呈现饱和趋势。提出的计算方法和所得结论可为交流输电线路的设计提供理论依据。     

陡脉冲电场作用下细胞电场力的仿真计算(英文)

The basic characteristic of electric field is that the substance in the field is in operation by the stress. Under external electric fields,there is strong distribution of electric fields on the inside and outside surfaces of cell membrane. In virtue of the difference of the permittivity among membrane,cytoplasm and extracellular medium,there must be electric field stress on the surface of the membrane. The goal of the study is to research the irreversible electrical breakdown (IRE) mechanism of the malignant tumor cells under steep pulsed electric field (SPEF) from the views of mechanics. Electric field stress of plasma membrane under steep pulsed electric field is calculated and simulated both on malignant tumor cells and on the normal cells. The calculation results show that,in addition to a compressive stress normal to the membrane plane,transverse traction stresses are generated in the lateral plane of the membrane. The lateral stress will reduce the membrane tension significantly,leading to electroporation and rupture. At the same electric field strength,the transverse traction stress on malignant cell membrane is greatly larger than the one on normal cell membrane. Therefore,compared with the normal cells,the malignant tumor cells are more sensitive under the steep pulsed electric field. Namely,steep pulsed electric field can selectively destroy the malignant tumor cells,which proved the safety of treating malignant tumors by steep pulsed electric field.     

直流电场和温度场对环氧绝缘材料表面电气强度的影响

为研究直流电场、温度场对环氧绝缘材料表面电气性能的影响,采用直流试验装置对长期直流电场、温度场下环氧绝缘材料的表面电气强度、玻璃化转变温度进行测量,并采用电容探头法,测量其表面电荷积累情况。结果表明:在直流电场、温度场综合作用下,环氧绝缘材料的表面电气强度随时间呈现二次函数关系并迅速降低,表面电荷的存在加速了环氧绝缘材料的表面物理老化作用。研究结论可为评价环氧绝缘材料在直流电场、温度场综合作用下的长期运行特性提供依据。     

电场场域可视性复杂网络模型研究

应用复杂网络作为分析手段,提出基于可视性原理的场域可视性建网方法,分析了电场的内在特性,挖掘出电场包含的重要信息。通过对平板电极均匀电场以及高压SF_6断路器稍不均匀电场进行复杂网络模型构建,引入复杂网络理论对电场场域分布进行研究,发现平板电极均匀电场网络呈现出规则网络特点,不同开距下的SF_6断路器灭弧室内稍不均匀电场网络均具有无标度及小世界特性,属于复杂网络特征。结果表明,场域可视性方法建立网络继承了电场的部分特性,通过引入复杂网络理论,可从一个新的视角来研究电场分布。     

同时测量脉冲磁场和电场的仿真研究

针对脉冲电磁场的时间短、稳定性差,分别测量电场和磁场会造成准确率降低的问题。本文设计了一个同时测量脉冲磁场和电场的方案。首先利用理论知识对电场和磁场的关系进行推导,然后通过CST2020对半波对称天线进行建模,并且对天线的负载效应和尺寸效应做了仿真,来确定天线的外形。最后利用电荷灵敏放大电路对信号进行处理。仿真结果为半波对称天线的长度为15mm,负载电容为1pF和负载电阻为1MΩ,是最佳长度。电荷灵敏放大电路对信号进行处理,脉冲电流信号范围为1uA-10uA,电磁场的测量范围为线性误差在0.822%左右。仿真表明半波对称振子天线的外形参数以及电荷灵敏放大电路测试脉冲电磁场的波形能够满足要求。     

论电力工程建设的场地开发设计

针对电力工程建设的场地开发设计问题,在总结总图专业设计实践的基础上,根据工程建设体制改革的需要,提出了场地开发概念、场地开发设计程序及其工作内容,还介绍了场地开发与总图专业设计的关系,目的在于作为一项研究课题与从事总图设计的同仁展开讨论,使之不断完善,从理论上推动总图设计的发展。     

电力机车车顶绝缘子电场计算

在车顶绝缘子闪络事故中,由于绝缘子覆冰而导致的闪络事故占很大比例.如何才能有效地减少车顶绝缘子上覆冰的形成,提高绝缘子覆冰闪络电压,已经成为华北地区电气化铁路急需解决的难题.针对车顶绝缘子冰闪事故的实际发生情况,采用绝缘子表面部分涂覆半导体涂料的组合绝缘子设计方案.笔者利用有限元电场分析方法,分析了半导体涂料涂覆长度和...     

基于混合电场线性叠加原理的换流变压器内部电场分布规律研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,其阀侧承受着交直流复合电压。研究热老化对交直流电压在油纸绝缘内分布的影响,可为换流变压器油纸选型提供理论借鉴。选取了换流变压器常用的绝缘油和绝缘纸作为研究对象,并对2种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘油和绝缘纸的介电常数和电阻率的变化规律,在此基础上通过油-绝缘纸-油有限元电场仿真模型分析,基于线性叠加原则,得到了交直流电压在热老化过程中的分布变化情况,表明热老化主要影响油纸中直流分量的分布,将显著提高油中的电场强度。