直流GIL微粒陷阱的捕获机理分析与优化设计

微粒陷阱是直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal-enclosed transmission line,GIL)中抑制金属微粒运动的主要手段,对其结构参数进行优化可以提高微粒捕获的效果。基于此,该文首先建立微粒运动的动力学模型,分析陷阱捕获微粒的机理,得到影响陷阱捕获效果的电场特征值,进而研究陷阱参数对电场特征值的影响;最后,基于鲸鱼优化算法对微粒陷阱的参数进行优化,并通过试验验证优化方案的可行性。结果表明:陷阱底部的电场强度随着槽宽的减小、厚度和槽数的增大而降低,且当厚度与腔体内径的比值大于0.16,槽数大于15后,逐渐趋于饱和;当陷阱厚度与腔体外壁内径的比值小于0.20时,厚度增大,其前方轴向的电场值变大。此外,微粒与高压电极碰撞后受到的朝向陷阱的电场力和电场梯度力是陷阱捕获微粒的关键,且陷阱厚度越大,微粒捕获效果越好。     

基于短间隙模型的直流输电线路极间短路电弧运动仿真研究

为解释直流输电线路被异物短接时出现的多次重合闸不成功的现象,采用链式电弧模型对直流输电线路极间短路电弧的运动特性进行了仿真分析。该模型综合考虑了短路电弧受到磁场力、热浮力及空气阻力的共同作用,将电弧离散为电流元,计算每个电流元的受力情况和运动状态,得到了电弧的速度控制方程。在试验室中观测了直流电压作用下短间隙模型线路极间短路时电弧的运动形态,并与仿真结果进行了对比,验证了链式仿真模型的有效性,在此基础上仿真分析了现场实际线路中极间短路时的电弧运动特性。试验和仿真结果表明极间短路电弧在运动过程中由于热浮力及电磁力的作用会出现上拱,同时短路电弧弧根沿导线运动与初始位置之间存在较大位移,导致电弧与跨接异物相脱离,不能有效灼烧异物,从而出现多次闪络和重合闸不成功的情况。     

直流电压下SF_6气体中电极覆膜后金属微粒启举场强的计算分析

电极覆膜是直流GIL中提高金属微粒启举场强的一种重要措施,研究覆膜后启举场强的计算能够为实际GIL覆膜选择提供理论支撑。Parekh启举场强计算模型未考虑薄膜相对介电常数、微粒与薄膜间发生局部放电时电子崩头部空间电荷的影响,且微粒受到的电场力计算公式与实际不符,对此进行了改进。基于改进模型获得了不同SF_6气体压力、薄膜材质及厚度组合下的计算结果,并开展实验验证了改进模型的准确性。考虑薄膜相对介电常数后微粒与薄膜间发生局部放电的场强降低,考虑空间电荷后微粒带电量会明显增加,从而提高了启举场强计算的精确度;此外,新的电场力计算公式更能揭示覆膜影响微粒受力的物理本质。分析表明:微粒带电量减少和受到向下的电场力是电极覆膜提高启举场强的两个原因。     

环氧树脂试品局部粗糙度处理对其直流绝缘性能的影响北大核心CSCD

环氧树脂材料在电场作用下会出现表面电荷积聚现象导致沿面放电。为改善环氧树脂材料的直流绝缘性能,文中对环氧树脂试品表面进行局部粗糙度处理,开展闪络实验,探究局部粗糙度处理在空气、C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体和SF_(6)3种气体环境中对环氧树脂试样闪络特性的影响。建立二维仿真模型,通过有限元法分析局部粗糙度处理后环氧树脂材料的表面电荷特性以及陷阱分布。根据闪络实验结果,粗糙面位置不同的环氧树脂试品的沿面闪络电压在3种气体中均随表面粗糙度的增加呈现先上升后下降的趋势,并在粗糙面位于中心且表面粗糙度为1.3μm时达到最大值。仿真结果显示,对于指型电极,环氧树脂材料表面积聚双极性表面电荷,当粗糙面位于试品中心时空穴陷阱和电荷陷阱的密度较小。因此可认为对环氧树脂的局部粗糙度处理能够改变其沿面闪络特性与表面电荷特性,通过合理选择粗糙面的位置以及粗糙度的数值可改善环氧树脂的直流绝缘性能。     

换流变压器振动噪声问题研究综述

随着我国特高压输电工程的不断建设,容量大、电压等级高的换流变压器数量激增,其产生的振动与噪声问题对设备本身及周边环境造成了较大危害,所以换流变压器振动噪声机制及控制问题受到了国内外学者的密切关注。本文从换流变压器振动噪声产生机理、特性、影响因素以及减振降噪措施等方面对国内外研究进展进行综述,归纳了铁心、绕组的振动机理及影响因素;给出了谐波和直流偏磁对铁心、绕组振动的影响;总结了抑制换流变压器振动的有效措施,从振动源和传递路径两方面对减振降噪措施进行了梳理,本文的研究成果对换流变压器的结构优化和减振降噪研究具有重要指导意义。     

化学沉淀法的醇水比对氧化锌压敏电阻性能的影响研究

通过化学沉淀法制备得到ZnO压敏电阻样品并分析研究了样品的显微结构特性、宏观电学参量和介电响应特性,包括阻抗谱和介电损耗谱。采用XRD和SEM观测分析了ZnO压敏电阻的物相组成和微观结构。电学参数测试结果表明,当化学沉淀法的醇水比为2∶1时,ZnO压敏电阻表现出的各项电性能均比较好：电压梯度为584.01 V/mm,非线性系数为73.43,泄漏电流为0.13μA/cm²。该结果表明化学沉淀法可以作为制造高性能ZnO压敏电阻的有效途径。另外,通过介电谱的测试结果可以看出,介电损耗峰的峰值能体现出ZnO压敏陶瓷中缺陷的浓度,改变化学共沉淀法中的醇水比能够相应地改变ZnO压敏陶瓷中本征点缺陷的浓度。     

基于改进的RFBNet电力火灾识别技术研究

针对传统火灾探测器在火灾检测方面的不足,传统的图像识别技术对于火灾预测精度不高的问题,采用基于改进的RFBNet算法进行火灾识别。本算法在原来的RFBNet算法的框架上进行改动,采用自适应特征提取优化特征提取操作、反卷积增强融合和增强型软性非极大值抑制,通过提高网络的特征提取能力、加强层级联系和减少重叠目标的漏检率来提高小目标物体的识别精度低和识别准确率低的问题。实验表明,该方法可以有效识别出火灾,识别精度达到93.5%,优于RFBNet算法,速度上也满足实时性要求。     

户外1100kV GIL薄壁管壳结构柔性设计及温升形变试验研究

针对南阳站中国首台/套户外1 100 kV特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)，文中首先介绍了户外特高压GIL管壳结构的几何构型特点和静力学服役特性；然后，结合相关行业标准，从弹性力学角度分析评述了户外特高压GIL管壳结构的柔性设计技术和应力强度分析理论，并梳理了南阳站户外特高压GIL管壳结构强度试验的不足之处；最后以南阳站1 100 kV户外GIL管壳结构为试验研究对象，于中国首次进行了基于温升应变的日照环境下户外GIL壳体结构的温升形变试验研究，并应用热应力和第三强度分析理论，分析评价了管线结构的温升形变和强度特性，为类似GIL管壳结构的柔性设计和静力学强度评价提供了相应的试验分析基础和技术指导。