长空气间隙放电过程的试验观测技术

长空气间隙放电物理过程的试验观测研究是揭示长间隙放电机制和建立放电分析模型的基础。在高速光学观测技术、放电电流测量技术、空间瞬态电场测量技术和同步观测技术4方面开展了研究。通过分析高速摄影仪的成像原理,设计了针对不同放电阶段先导通道光学特性的观测方法;通过合理设计电极结构,研制全数字式光电隔离采集系统,实现了对高电位放电通道电流的全数字式测量;基于Pockels效应,研制出测量幅值上限达800 kV/m的集成光波导瞬态电场仪;基于高速摄影仪曝光时钟信号,提出了各测量设备的数据同步方案。该研究为准确地获取长空气间隙放电关键物理参数,揭示长空气间隙放电发展的物理过程提供了有力支撑。     

特高压气体绝缘开关设备的隔离开关残余电荷电压仿真分析

为研究特高压气体绝缘开关设备的隔离开关残余电荷电压特性及其仿真方法,首先分析了残余电荷电压的几种影响因素;并在真型试验平台上开展了大量试验研究,对气体绝缘开关设备隔离开关分闸空载短母线所产生的触头间隙重复击穿过程进行了分析。基于试验结果,采用一元线性回归法得到触头间隙的击穿特性表达式,并在此基础上得到了残余电荷电压统计特性的仿真方法。结果表明,触头间隙正、负极性击穿电压之比约为1.3:1;正极性击穿电场强度在22~26 k V/mm之间。减小隔离开关开断速度,增大正、负极性击穿电压之差,降低SF6绝缘耐受强度都可以降低高幅值残余电荷电压的出现概率。     

10 kV配电网经高阻接地方式下过电压及接地故障选线

针对电容电流<10A的10kV配电网,分析了中性点高阻接地方式的优缺点和阻值选择,对高阻接地方式的过电压抑制效果和单相接地故障选线进行了仿真研究。在河北省张家口供电公司实施了中性点高阻接地方式,并开展了人工单相接地试验。仿真分析、现场试验以及装置运行情况表明,中性点经1200Ω高阻接地方式下,能够实现有效过电压抑制和单相接地故障过渡电阻<3000Ω情况的准确选线。     

特高压GIL管廊短路故障条件空间磁场分布特性

特高压GIL短路故障条件下在管廊空间产生较大磁场,威胁管廊内监测和通讯设备的正常工作.为此,基于GIL短路电流传导和磁场耦合过程分析,建立了苏通特高压GIL综合管廊的空间磁场仿真模型,计算得到管廊端口区磁场最大(可达10 mT),并朝管廊内部迅速衰减消失,进而将GIL管廊磁场划分为端口区、衰减区和近似零场区.根据计算结...     

±1100 kV特高压直流线路无间隙线路避雷器雷电防护适用性研究

为抑制操作过电压，昌吉-古泉±1 100 kV特高压直流输电线路在线路中部安装多对无间隙避雷器，但针对无间隙避雷器兼顾雷电防护适用性的研究较少。本研究基于EMTP-ATP建立了雷电过电压瞬态传播模型，计算了特高压直流线路的雷击闪络率，分析了避雷器对雷电过电压的抑制效果和保护范围。结果显示无间隙避雷器对雷电过电压幅值、波形存在抑制作用，安装避雷器后，线路绕、反击耐雷水平增加。未加装避雷器的邻近杆塔依旧可发生雷击闪络，避雷器只可保护加装级杆塔。本研究基于计算结果提出了无间隙线路避雷器的优化配置原则，建议在满足操作过电压抑制要求的前提下，适当调整避雷器至地面倾角大于15°的中、高雷区、接地电阻较大的杆塔上。     

基于系统拓扑动态调整的短路电流抑制措施对系统暂态功角稳定性的影响研究

随着电网的发展，网架结构不断加强，交流系统短路容量逐步提高，短路电流超标问题日渐突出，需要合理控制系统的短路电流水平。基于系统拓扑动态调整的短路电流抑制措施，通过在故障期间快速动态改变系统拓扑结构达到限制短路电流的目的。该文以500kV和220kV典型接线为例，研究3/2接线与双母线接线的母线分段开关采用抑制措施后，对系统暂态功角稳定性的影响。根据理论及仿真分析得出，基于系统拓扑动态调整的短路电流抑制措施在有效减少短路电流的同时，对系统的暂态功角稳定性有一定的影响，实施中需要针对实际系统进行具体仿真分析。     

基于脉冲定量纹影系统的正先导放电起始阶段通道瞬态温度测量

正极性先导放电特性是超特高压输变电系统操作过电压外绝缘配合和地面高目标物雷电屏蔽性能优化的基础。先导放电起始过程是流注茎向连续先导通道转化的关键阶段，通道处于非局部热力学平衡态，通道气体温度与电子密度、电场强度及径向尺寸等参数相互耦合，获取先导起始阶段通道温度演化规律对于揭示先导放电物理机制和实现全过程仿真建模至关重要。该文设计构建了一种脉冲LED光源驱动的定量纹影系统，时间和空间分辨率分别达到了0.37μs和31μm/像素，解决了长空气间隙放电通道瞬态温度时域连续测量的难题。开展了1.0 m棒-板间隙正极性先导放电观测实验，获得了放电电流、定量纹影图像及通道光学图像等数据。通过反演定量纹影图像获得了流注茎温度分布特性，发现了流注茎前端生长出一种热细通道的现象，其温度介于400～800 K，通道直径约为0.2 mm，轴向发展速度约为0.1 mm/μs。实验获得了二次流注电流注入阶段通道快速温升，以及不稳定先导弛豫阶段通道温度分布演化特性。     

“高压电缆绝缘基础理论与关键技术”专题特约主编寄语

<正>高压电缆绝缘是保障高压电缆安全可靠运行的基础。随着高压海缆需求持续增长、城市架空线入地工程持续推进、环保电工装备重要性持续提升，高压电缆行业面临诸多挑战与机遇。攻克高端交联聚乙烯绝缘核心技术、研发新型环保电缆绝缘、构建电缆绝缘可靠性提升技术体系等都是现阶段行业的研究热点。为促进该领域研究，促进学术界、产业界专家学者在高压电缆绝缘材料、理论、技术等方面共享学术和技术成果，《电工技术学报》特别设置了本专题，希望相关从业者共同探讨高压电缆绝缘的最新进展、理论成果和未来方向。本专题在投稿文章中筛选并收录了10篇文章，研究内容包含交联聚乙烯绝缘和环保型聚丙烯基绝缘的物理特性、失效机理和多级结构调控等。     

海上风电柔性低频交流送出系统输送能力计算与分析

柔性低频交流输电应用于中远距离海上风电送出具有技术经济优势，研究其输送能力对确定系统参数和方案具有重要参考意义。文中分析了约束海上风电柔性低频交流送出系统输送能力的电压、电流条件，推导建立了由最大输送功率和最远输送距离描述的输送能力计算方法；计算了220 kV和330 kV系统的输送能力，分析了系统频率和海缆截面的影响。结果表明，选择12.5～30 Hz频率范围、最大1 200 mm2海缆截面，离岸距离为250 km时，单回220 kV和330 kV系统输送的风电场最大容量分别约为200～400 MW和200～570 MW。实际风电场柔性低频交流送出系统的参数还应在经济性分析的基础上具体确定。     

飞秒激光光丝电学特性实验及模型分析

飞秒激光在高压放电、电场测量等领域中有广阔的应用前景，准确测量飞秒激光的相关电学参数是各领域中飞秒激光应用的前提。基于激光电学特性实验得到了光丝通道在恒定电场下的电流特征，通过电路仿真得出了实验电路的等效元件参数，并通过仿真结果与实验条件联立的方法逆推得出以下结论：对于飞秒激光经过辅助聚焦后形成的光丝，其在实验电路中的等效电阻随光丝传播距离的增加呈现先减小后增大的变化趋势。2.7 mJ飞秒激光光丝在通过5 m焦距透镜后，贯穿2.5 cm放电间隙。在这个过程中，当光丝传播距离为473.6～501.6 cm时，等效电阻为457.5～9122.5 kΩ。所提分析方法能够表征具体激光能量和聚焦距离下的飞秒激光光丝的电学特性，研究结果为飞秒激光在高电压领域中的应用提供了参数支持。