间隙型浪涌保护器低气压条件下防雷保护特性研究

在低气压条件下,笔者对间隙型浪涌保护器(surge protective gap,SPG)的直流和脉冲电压击穿特性、电压保护水平、响应时间进行了实验研究。电极材料为钨铜,直径10 mm,间隙距离3 mm,气压范围1~2 000 Pa。结果显示,保护间隙的直流击穿电压和脉冲击穿电压在实验气压范围内均出现了极小值;保护间隙的压比(UP/UC)在2.10~2.94之间;SPG的响应时间随气压升高而增大。     

间隙型浪涌保护器低气压条件下防雷保护特性研究

在低气压条件下,笔者对间隙型浪涌保护器(surge protective gap,SPG)的直流和脉冲电压击穿特性、电压保护水平、响应时间进行了实验研究。电极材料为钨铜,直径10 mm,间隙距离3 mm,气压范围1~2 000 Pa。结果显示,保护间隙的直流击穿电压和脉冲击穿电压在实验气压范围内均出现了极小值;保护间隙的压比(UP/UC)在2.10~2.94之间;SPG的响应时间随气压升高而增大。     

220kV绝缘子并联间隙的防雷保护研究和实际应用

绝缘子并联间隙属于新的疏导型防雷措施,能够有效的保护绝缘子串,提高重合闸的成功率。目前,国内对并联间隙的研究主要集中在电弧的运动特性和间隙电极的形状之上,忽略了对并联间隙自身特性的研究,以及并联间隙上的电弧和绝缘子之间的关系等问题。笔者通过大量的试验研究并联间隙对绝缘子的保护特性,认为要想发挥并联间隙良好的保护特性,并联间隙两个电极之间的距离应该不大于绝缘子串结构高度的90%,而且应该和绝缘子之间有足够的距离。     

低气压条件下间隙型浪涌保护器气体放电特性的试验研究

针对低压配电系统I类试验浪涌保护器防雷设计要求,研究了低气压条件下气体辉光放电和弧光放电的变化规律及间隙放电的响应时间。试验在低气压条件下进行,试验电压为直流电压,电极材料为钨铜,电极直径10 mm,电极间隙距离2～5 mm。试验结果显示,气体辉光放电到弧光放电的转换时间随着气压的升高而增加;在响应时间小于100 ns条件下,随着间隙距离增加气压范围逐渐减小。对应于间隙距离2、3、5 mm,满足时间小于100 ns条件的气压范围分别为小于100、60、40 Pa。     

浅谈保护间隙的利弊与应用

紧凑型线路由于塔头尺寸较小,安全距离和组合间隙距离不够,给带电作业造成困难。对500 k V紧凑型线路加装保护间隙的带电作业方式进行了探讨,首先介绍了保护间隙的结构和特性,然后根据一系列的试验和保护间隙动作后的可靠性分析结果,得出结论:挂保护间隙后使紧凑型线路等无法满足最小安全距离和组合间隙距离的线路能够开展带电作业;但在最小安全距离和组合间隙距离能够满足要求的线路上带电作业时,可以不挂保护间隙。     

±800 kV直流输电工程空气间隙放电特性试验及间隙距离选择

针对±800 kV直流输电线路直线塔真型尺寸模拟杆塔空气间隙进行了50%操作冲击和雷电冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV杆塔最小间隙距离的推荐值;对±800 kV直流换流站典型极母线空气间隙进行了50%操作冲击放电特性试验研究,给出了±800 kV换流站典型电极最小间隙距离的推荐值。     

组合空气间隙放电路径选择性试验

为了研究空气间隙放电路径发展的分散性和随机性,分别对棒–棒间隙、棒–双棒组合间隙击穿特性,放电路径选择特性及放电路径发展随机特性开展研究。试验中考虑了下棒电极头部形状和下棒电极布置方式的影响,并通过静电场仿真计算分析间隙电场不均匀系数对50%放电电压的影响,以及下棒电极头部周围静电场强度对放电路径选择特性的影响;同时采用图像处理技术计算了电极表面放电初始发展角θ,以表征高压棒电极表面放电发展随机特性。试验和仿真结果表明:间隙距离为0.4~1.2 m时,间隙电场不均匀系数越大,间隙50%放电电压越低。间隙距离相同情况下,下棒电极头部曲率越大,头部周围场强越大,越容易产生迎面流注,则被击中的概率越大;间隙距离对放电路径选择性有影响,下棒电极头部形状相同的情况下,间隙距离越小,该间隙下棒电极头部周围电场强度越大,越容易产生上行流注,则被击中的概率越大。空气间隙距离增大会减少下棒电极对高压棒电极放电初始发展方向的约束力,高压棒电极头部表面下行流注的发展方向随机性增强。     

1000kV输电线路带电作业保护间隙的研究

为研究1000kV交流输电线路带电作业的保护间隙,确定了它的设计原则和电极结构,根据该保护间隙工频击穿、工频耐压、操作冲击放电试验的结果得出了不同海拔高度下1000kV输电线路带电作业保护间隙间隙距离的最大允许值;在11塔窗中模拟带电作业各实际工况,采用升降法对保护间隙与作业间隙的绝缘配合进行了操作冲击放电试验,验证了保护间隙对带电作业间隙的保护性能,并计算了1000kV带保护间隙带电作业的危险率。最后证明加装保护间隙不仅可提高作业的安全性,而且能有效地减小塔头尺寸。     

低压浪涌保护器的有效保护距离

分析了低压电源浪涌保护器 (SPD)与被保护设备的距离及不同类型负载和不同电缆长度对保护效果的影响 ,给出了 SPD的有效保护距离。分析表明 ,由于连接电缆两端产生的反射现象导致 SPD和负载上的电压振荡。这种反射现象与 SPD、被保护设备以及连接电缆的特性有关     

长空气间隙放电特性研究综述

为获得长空气间隙在不同间隙距离、不同电压类型、不同电极结构下的放电规律,介绍了国内外长空气间隙放电特性研究的代表性成果,分析了棒-板和棒-棒间隙在不同间隙距离、不同冲击电压波前时间下的放电特性,给出了典型的放电特性曲线。对美国、日本和中国开展的输变电杆塔间隙试验结果进行了分析,介绍了线路和变电站相-地和导线相间空气间隙试验结果,对比了不同塔型结构条件和波形条件的影响。研究表明随间隙距离的增大,棒板间隙临界放电电压对应的波前时间逐渐增大;塔宽对杆塔间隙操作冲击下的放电电压有明显的影响;随着操作冲击电压的升高,海拔对操作冲击放电电压降低的作用减小。该综述是对目前国际上典型间隙和输变电间隙放电特性研究成果的总体分析,可为绝缘设计提供依据。     

不同气压和电极间距对开关绝缘恢复的影响

为缩短脉冲加速器多脉冲运行时脉冲间隔以及提高重频运行时重复频率,利用多脉冲调制器研究了气体开关的重复频率特性以及在相同电极间距、不同气压下(0.5、1、1.5、2MPa)氮气气体开关的绝缘恢复特性。实验表明,随着气体压强的增加,气体的绝缘恢复时间变长,击穿电压恢复>90%的间隔时间,从50ms增加到78ms;开关间距的改变对绝缘恢复时间影响有限,不同间距(7.3,27.4mm)下其击穿电压恢复>90%时间约为50ms。最后针对相关文献给出的结果,对压强、电极间距对绝缘恢复的影响进行了分析讨论。     

Electric strength of vacuum systems with Co-Mo alloy coated Cuelectrodes

The paper presents the results of investigations of the electric strength at 50 Hz AC voltage of vacuum insulation systems that were not subjected to conditioning. The experiments have shown that a Co-Mo alloy coating electrolytically deposited on the surface of copper electrodes causes, at the pressure 2 mPa, >25% increase of electric strength of unconditioned vacuum insulation systems. This breakdown strength decreases with increasing gap spacing between the electrodes, and amounts ~17 kV/mm for systems with Cu electrodes at the electrode gap of 1 mm, and ~9 kV/mm at a gap of 6 mm. Plane electrodes with rounded-off edges of Rogowski's profile were used in the investigations. The electrodes with 50 mm diameter, were made of OFHC Cu. The paper shows the influence of the value of pressure from ~1 mPa to 1 Pa and at constant pressure of ~1 mPa, the length of vacuum gap, and the presence of a Co-Mo alloy layer coating the electrodes     

空气条件下介质阻挡放电影响因素的研究

为了解决低气压等离子体用于工业生产时存在真空系统昂贵和难以实现试品的批量处理等缺点,采用环氧树脂和聚四氟乙烯(PTFE)作为介质阻挡放电(DBD)的阻挡介质,探讨了在不同放电间距d(2-5 mm)、气压p(10-100 kPa)和外施电压U下的放电特性。结果表明,PTFE为阻挡介质,d≤3 mm时,在大气压下可利用DBD的形式产生辉光放电,当d>4 mm时,则不能得到稳定的DBD;在不同气压下,DBD稳定放电对应的电压区间范围在d为3 mm时最大;次大气压下辉光放电的特征较大气压下更明显,辉光放电更易获得,稳定放电的电压区间也更大。     

单级赝火花开关耐受电压的研究

对影响单赝火花开关耐受电压的主要因素,如工作气体、气压、极间隙和孔径等进行了系统的研究。结果表明：氦气是较理想的工作气体,空气与氮气相近,氩气不适合作工作气体;耐受电压随电极孔径减小而增大,但因孔径太小,空心阴极的作用减弱,孔径不应小于２ｍｍ;耐受电压随间隙减小而增大,对每一间隙有一最大值,该最大值随极间隙减小而减小。     

Electrode conditioning characteristics in vacuum under impulse voltage application in nonuniform electric field

In this paper, we quantitatively investigated the impulse conditioning mechanism under nonuniform electric field electrodes in a vacuum. A negative standard lightning impulse voltage was applied between rod and plane electrodes whose materials were Cu-Cr, stainless steel and Cu and the gap lengths were d=5 and 10 mm, respectively. Experimental results revealed the transition of the breakdown (BD) sport region on the rod electrode and the corresponding BD field strength in the conditioning process. As a result, we found that the BD spot region started at the tip of the rod electrode and moved to the wider region of the rod electrode with lower electric field as the shots of the voltage application increased before the saturation of the BD voltage. Finally, by analyzing the results with an electric field strength, we propose that "the conditioning degree" along the electrode surface distributed directly proportional to the electric field distribution under a nonuniform electric field in a vacuum, irrespective of the electrode materials     

螺旋针-环结构等离子体射流放电过程分析

为降低气体的击穿和维持电压,设计一种螺旋针-环电极结构的等离子体射流装置,研究不同电压下的放电电压、电流波形。研究表明,氦气等离子体射流放电可以分为电晕放电、介质阻挡放电和射流放电三个阶段,并且可以通过放电电压、电流波形的特征进行区分。分析可知,射流管管径较大时,采用螺旋针状内电极结构可以减小电极间的平均气体间隙距离,从而降低气体的击穿和维持电压,使放电更加容易进行;电压反向过程中残留电荷使得合成电场得到加强,气体将"提前"发生放电;由于电极结构的不对称,气体在正半周期更容易发生放电,放电产生的电流脉冲数目更多,电流值更大;随着外加电压增大至14k V,放电最终过渡到丝状放电状态。     

Effect of Discharge Electrode Parameters on the Flow Velocity Profile of the Wire?rod Type Electrohydrodynamic Gas Pump Exit

Experimental investigation has been conducted to study the effects of corona wire diameter, pipe length, and corona polarity on outlet flow velocity distribution profile of a wire-rod type electrohydrodynamic (EHD) gas pump. Upon applying negative or positive dc high voltage between a wire electrode (outer diameter (o.d.) 60 μm, 200 μm, or 300 μm) and a rod electrode (o.d. 3 mm) in atmospheric air, corona discharge occurs and EHD gas flow is generated in the direction from the wire electrode to the rod electrode through a cylindrical pipe (inner diameter (i.d.) 20 mm). For both polarities, the discharge current and average flow velocity increase monotonically on increasing the applied voltage before the onset of spark discharge. Using wire electrodes with a smaller diameter, stable corona discharge between corona onset and spark onset is generated in a wider voltage range, and the discharge current becomes larger, resulting in a higher flow velocity. The maximum average flow velocity of 2.0 m/s, corresponding to a flow rate of 38 l/min, was achieved with a wire of diameter 60 μm by applying a voltage of ?16 kV.     

Ozone production using pulsed dielectric barrier discharge inoxygen

The production of ozone was investigated using a dielectric barrier discharge in oxygen, and employing short-duration pulsed power. The dependence of the ozone concentration (parts per million, ppm) and ozone production yield (g(O₃)/kWh) on the peak pulsed voltage (17.5 to 57.9 kV) and the pulse repetition rate (25 to 400 pulses/s, pps) were investigated. In the present study, the following parameters were kept constant: a pressure of 1.01×10⁵ Pa, a temperature of 26±4°C a gas flow rate of 3.0 1/min and a gaseous gap length of 11 mm. A concentric coaxial cylindrical reactor was used. A spiral copper wire (1 mm in diameter) was wound on a polyvinylchloride (PVC) cylindrical configuration (26 mm in diameter) and placed centrally in a concentric coaxial electrode system with 4 mm thick PVC dielectric layer adjacent to a copper outer electrode of 58 mm in internal diameter. HV and current pulses were provided by a magnetic pulse compressor power source