72.5kV高压真空灭弧室内部电场的优化设计

高压真空灭弧室绝缘设计的关键是其内部电场分布的设计。为优化高压真空灭弧室内部的电场分布,使其内部电场强度分布均匀,建立了真空灭弧室的参数化模型。针对真空灭弧室设计工艺参数是变量的问题,利用ANSYS的有限元分析及其参数化语言对真空灭弧室轴向尺寸进行优化设计,通过一阶迭代方法,得到了真空灭弧室相关尺寸的优化序列及变化曲线。优化后与初始参数值相比,电场强度分布更加均匀。     

立式静电聚结器在油田联合站的试验应用

近年来,三次采油和酸化压裂等增油措施导致某油田FY联合站进站原油乳化严重,造成传统的重力沉降分离工艺脱水困难,外输原油含水经常超过0.5%的指标要求,严重影响了油田生产。因此,开展了新型静电聚结器室内试验及现场试验,探讨新型静电聚结器现场工业应用的可行性。介绍了试验流程、试验过程及试验结果,现场试验结果表明:立式静电聚结器最优电场强度为386.3k V/m,且当入口含水率低于30%、温度为60℃、沉降时间为2h时,装置油出口含水率≤0.5%,满足外输要求。     

大气压氩气等离子体射流长度的影响因素

为了研究不同大气压氩气射流结构的放电特性以及气流速率、外施电压和电极结构对射流体长度的影响,设计了外表面双电极、外表面单电极和中心同轴电极3种不同结构的氩气等离子体射流装置,并结合气体动力学和静电场进行了分析。实验结果表明,随着气流速率的增加,射流管内的氩气流动状态会经历从最初的层流态到中间的过渡态再到最后的湍流态的过...     

麦克斯韦联立微分方程组分析

研究发现,麦克斯韦联立微分方程组不正确。一百多年来,电磁场、电磁波及相关专业科技人员应用麦克斯韦联立方程组求解闭合环路非均匀导体路径中的空间介质电容器电磁场和电磁波的问题是不正确的。因为在闭合环路非均匀导体路径中均匀导体电场强度、空间介质电容器电场强度和时变电源电场强度串联端点不连续,不连续电场强度不能求它的旋度。故麦克斯韦第二积分方程在闭合环路非均匀导体路径的情况下不能用斯托克斯公式化成微分方程。必须重新建立描述闭合环路非均匀导体路径电磁现象的联立方程组。     

高速摄像机观察中高压陶瓷电容材料的击穿现象

使用专业高速摄像机,在线观察研究了中高压陶瓷电容材料在电场作用下被击穿破坏过程。结果表明,中高压陶瓷电容材料的击穿通常发生在0.17～0.25 ms。在电场强度逐渐增强的过程中,还可以观察到陶瓷样品的放电、气体放出以及陶瓷介质的燃烧等现象。击穿前出现的放电频率越高,材料的击穿电场强度越低,而气孔率的减小有助于材料击穿电场强度的提高。     

建(构)筑物对大气电场测量影响的有限元分析

地面电场仪安装场地常常无法达到开阔要求,受附近建(构)筑物的影响,大气电场测量数据偏离实际值,直接影响测量数据在研究大气电学和雷电预警预报中的应用价值。针对这一问题,利用电磁场有限元分析软件Maxwell 3D进行了仿真模拟,通过讨论晴天天气条件下,不同形状、高度建筑物对地面大气电场测量的影响,以及细杆周围地面大气电场的分布,得到了建(构)筑物的影响范围,并提出了已有安装要求的不足之处,所得结论对电场仪的安装环境选择和误差修正有一定参考价值。     

Impact of the Insulator on the Electric Field and Generation Characteristics of Vacuum Arc Metal Plasmas

The field electron emission plays a vital role in the process of vacuum discharge breakdown. The electric field strength at the cathode tip is significant to the generation char- acteristics of vacuum arc metal plasmas. To increase the field strength at the cathode tip, a coaxial electrode plasma source was employed with an insulator settled between the electrodes. The math expression of the field strength is derived based on the Gauss theory. The impact of the insulator on the electric field and parameters of plasmas were investigated by MAXWELL 3D simulation software and the Langmuir probe. In addition, a composite insulator was adopted to further strengthen the field strength. A series of experiments were performed to focus on the role of the composite insulator in detail. The experimental and simulation results indicate that, a reasonable layout of the insulator, especially the composite insulator, can effectively increase the field strength at the cathode tip and the plasma density.     

内置静电聚结构件油水分离器液滴聚结特性

为了提高含聚结构件油水分离器分离效率,针对容器内置式静电聚结构件进行研究,通过粒径的变化和分离器油出口含水变化来评价静电聚结效果。在油水分离器内安装单板绝缘电极,改变含水率、流量和电压,确定聚结板的分离特性。评价结果表明:电场强度对聚结设备分离效率有重要影响,提高电场强度,可以有效提高液滴聚并速率;含水率对原油乳状液的黏度、初始粒径分布和介电常数有重要影响;随着流量降低,分离器中水滴沉降时间延长,油水分离效率提高。     

1000MW汽轮发电机定子出线套管绝缘设计

绝缘结构设计是高压电气设计的最核心问题,绝缘结构能否满足设计要求,对产品的安全运行十分重要。设计了3种不同的27 kV 1 000 MW汽轮发电机定子出线套管的绝缘结构:无屏蔽电极、单屏蔽电极和双屏蔽电极,利用Maxwell 10.0有限元软件进行仿真分析,得到最大电场强度及位置、典型位置电场分布曲线;通过比较不同方案中电场强度的最大值及电场强度分布情况,并与实际运行中的绝缘介质的击穿场强进行比较,最终确定了1 000 MW汽轮发电机定子出线套管最优绝缘结构———双屏蔽电极结构,为1 000 MW汽轮发电机定子出线套管绝缘设计的实际应用提供理论依据。     

用MATLAB解决电磁学中的静电场问题

在研究电磁学中的电场问题时,静电场的概念抽象且不易被学生理解,而且在实验室里很难实现它的理想化模型。本文运用数学软件MATLAB模拟出真空中自由电荷、几种带电导体产生的静电场场强和电势分布图,使其更加形象地、容易地被理解和接受,方便教师教学和学生学习。