为促进挤压型直流电缆在大容量、远距离电能传输方面的应用，对挤压型直流电缆发展现状及关键技术问题做了述评与分析。指出挤压型直流电缆的发展需要解决多场耦合作用下介质空间及界面电荷的产生、输运、积累及消散过程，绝缘介质多性能协同调控两大关键科学问题。并需要在如下几方面取得重大技术突破：纳米复合材料对空间电荷、内电场、热场分...
针对地震中气体绝缘金属封闭输电线路（GIL）的潜在故障问题，基于海南昌江某项目220kVGIL物理结构，建立了三相输电管道水平敷设下的3维有限元模型，并提出依据现行设计规范模拟GIL地震响应的分析方法。首先通过模态分析获得了GIL结构的振型特性，利用反应谱分析方法研究了不同地震反应谱激励下GIL地震响应的薄弱部位；然后对不同地震激励下GIL...
金属封闭开关设备（gasinsulatedswitchgear,GIS）和气体绝缘输电线路（gasinsulatedtransmissionline，GIL）等高压电力设备多采用提升气压的办法来提高SFs混合气体的绝缘强度，而随着气压的升高，混合气体的露点温度随之上升，在一定条件下，甚至超过了GIS和GIL设备的适用范围。该研究采用Peng-Robinson（PR）状态方程结合vanderWaals混合规则...
为考察聚丙烯作为直流电缆绝缘材料在电气性能上的的可行性，选用等规聚丙烯材料制备测试试样，通过差示扫描量热法测试熔融温度（165℃）和结晶温度（111℃），针对击穿特性、强场电导和空间电荷分布与电荷的消散等电气性能对聚丙烯材料进行测试。击穿强度测试发现：其交流击穿强度明显低于直流击穿强度，交流击穿强度数据的的分散性相对于直流...
纳秒脉冲弥散放电能够在大气压下产生高功率密度、高电子能量的低温等离子体。为了研究弥散放电等离子体在金属材料表面改性的作用，利用上升沿约150ns、脉宽约300ns的MPC-50D纳秒脉冲电源在大气压下（空气）管一板电极之间产生弥散放电，寻找最佳弥散放电参数，并对金属Cu表面进行了弥散处理。研究结果表明：随着重复频率的增加，弥散放电增强...
气体绝缘金属封闭输电线路（GIL）由于其传输容量大、损耗小、安全性高以及环境友好等特点能够代替传统的架空线路或者电力电缆，可以用于大容量、长距离的电能传输。该研究概述了GIL设备的发展历史，介绍了GIL的特点和典型应用场合，总结了国内外GIL的应用现状以及关键技术问题，从制造加工和应用场合2个方面分析了GIL的发展前景。可以看出，经...
积聚在聚合物绝缘材料上的表面电荷是导致电场畸变、诱发沿面闪络的重要原因。研究表面电荷对聚合物绝缘材料沿面闪络电压的影响，对于保障电气设备的绝缘安全具有重要意义。选取聚四氟乙烯、环氧树脂和硅橡胶为试样，通过针-板电极向试样表面注入电荷，采用静电电位计测量表面电荷密度，分析表面电荷积聚、衰减特性。测量有、无表面电荷及电荷...
随着中国特高压直流输电工程建设进程的逐渐加快，直流气体绝缘输电线路（GIL）的需求日益迫切，对GIL在特高压直流下一些关键问题的研究显得至关重要。因此针对直流电压下GIL中盆式绝缘子表面电荷积聚问题展开研究，建立了一套基于静电探头法的表面电荷测量系统，研究了在SF6气体环境中，不同电压幅值和电压极性反转情况下绝缘子表面电荷的积聚...
时域信号特征分析是直流局部放电类型判断和严重程度分析的重要手段，而局部放电特高频检测传感器普遍采用频域有效高度作为主要性能参数，无法直观描述传感器的时域响应特性。因此提出一种通过时域参数表征特高频传感器性能的方案：在有效高度标定体系的基础上，经由Hilbert变换获取时域解析脉冲响应函数，并提取出包络峰值、包络宽度和振荡时...
为研究纳米颗粒表面处理和填充浓度对聚丙烯（polypropylene，PP）介质内部空间电荷特性的影响，以PP为基料，分别以经过表面处理和未经表面处理的纳米氧化镁（MgO）为填充颗粒，制备了2组不同质量分数的纳米MgO／PP复合介质，并对纳米复合介质微观特性结构和空间电荷进行了实验研究。微观特性研究表明：无机纳米颗粒在聚合物中分散均匀，经过表...
为研究土壤介电常数频变特性对接地极暂态电阻的影响规律，在典型土壤介电谱测量结果的基础上，对冲击电流作用下的动态电磁过程进行了理论分析。提出了从电磁场角度出发的、考虑土壤频变特性的接地极冲击特性数值计算方法，分析了土壤介电常数的频变特性对接地装置冲击散流特性的影响。结果表明：考虑土壤介电常数频变特性的接地极暂态接地电阻...
为了提高谐振接地系统单相接地故障选线的可靠性和准确性，提出了一种充分利用故障暂态信息的选线方法，综合考虑了故障线路与非故障线路零序暂态电流小波包分解系数的极性关系和模值关系，定义并计算了各条线路的故障特征值。在各特征频带相同时，可通过比较各线路的故障特征值直接得到选线结果；特征频带不一致时，结合5次谐波法和小波分析自...
雷电灾害己成为威胁高速铁路运行安全的重要因素，建立科学、系统、规范的高铁牵引网雷电风险评估系统，合理有效地指导高铁牵引网的防雷设计、运行和改造，具有十分重要的必要性和紧迫性。为此基于风险管理的概念提出了高速铁路牵引网雷电风险评估方法，讨论了牵引网雷击损害风险源获取方法、牵引网雷击损害类型，提出了不同落点、不同雷电流雷...
直流输电的入地电流在大地中分布会造成变压器直流偏磁和埋地金属管道腐蚀问题，从而对电网设备和直流极附近环境产生影响。基于复镜像法提出直流输电入地电流在多层水平大地中的分布模型，利用该模型计算了直流电流在大地中的分布规律，并通过与CDEGS仿真结果对比验证了模型的正确性。结果表明：中国不同地区浅层5km范围内大地中分布的直流电流...
山地对地面电场的畸变作用使雷电先导偏向山体发展，导致采用电气几何模型（EGM）计算的山区线路绕击跳闸率比运行经验偏小。因而提出一种适用于山区地形的输电线路雷击概率计算模型，通过一种类山体形态的保角变换函数将2维山区地形抽象化、映射到水平面，以使用传统镜像电荷法计算山区雷电下行先导的发展轨迹，并在先导“末跃”阶段采用电气几...
针对风电场集电系统升压变压器和避雷器在雷害事故中大量损坏现状，在雷害事故现场调查的基础上，对风电场电缆集电系统雷电暂态过电压及电流分布进行了数值计算。建立了单台机组模型和多台机组模型，考虑了风电机组数量、雷电流幅值、机组冲击接地电阻等各种因素对雷电暂态过电压和雷电流分布影响。结果表明：避雷器标称放电电流偏小是雷击损坏...
为了促进我国高速铁路复合绝缘子的科学使用，进一步提高接触网运行可靠性，针对接触网用棒形悬式复合绝缘子的防雷应用特性开展研究。采用实验模拟的方法研究了工频电弧烧损绝缘子、影响绝缘子短期机械性能的程度，论证得出工频电弧会降低绝缘子长期机械性能，提出了应对措施并验证了措施的保护有效性。研究结果表明：雷击诱发的接触网短路电流...
为了获得地表高阻层的电阻率、厚度等对接地网各项参数的影响，以某50m×50m接地网为例，基于电磁场数值计算手段，搭建高阻层计算模型，开展仿真研究工作，进一步总结高阻层使用时需要注意的问题，提出高阻层的使用方法，以便指导工程实际。研究表明：由于高阻层的电阻率和厚度对接地电阻、地表电位分布、接触电势差、跨步电势差等影响很小，但...
当引外接地体距主接地网较远时，其与主接地网的连线可能会对接地系统的整体接地电阻及沿线的跨步电位差等产生影响。基于电磁场数值计算方法建立接地网及引外接地的分析模型，通过仿真计算，研究连接线材质、数量、埋深等对接地电阻、跨步电位差等的影响。由计算结果可知，连接线导电性越好、埋设越深、数量越多、则连接线附近的跨步电位差越低...
为了提高陆上及海上原油平台的脱水效率，利用同轴圆柱电极结构开展了乳化液在非均匀电场下的脱水特性研究；通过分析水滴在非均匀电场中的极化特性，建立了水滴极化及受力模型，分别对水滴运动、聚结和破裂的动力学特性进行了分析。研究结果表明：随着非均匀系数的升高，乳化液脱水速度增大：在一定范围内提高电场非均匀系数有利于乳化液最终含...
磁场的阻垢除垢机理研究不足阻碍了该法的实际应用。为了进一步认识恒定磁场的阻垢除垢机理，研究了不同磁感应强度、不同温度下的阻垢除垢效果。建立模型A和模型B，其中模型A是含少量钙离子和碳酸根离子的水溶液，模型B是包含方解石（110）晶面与水接触的混合体系。用分子动力学软件MaterialExplorer5．0研究在改变磁感应强度和体系温度下，模...
复杂电磁场激励下线缆终端的响应很难通过数值计算的方法准确获得。基于场线耦合理论，提出了线缆的集总等效电磁干扰源的测量模型。根据集总等效源与终端负载无关的性质，得到这一激励下的线缆终端的集总等效源，为分析和研究相同外场激励不同终端负载下的终端响应提供了条件。利用两线架空线模型，通过理论分析验证了该模型的有效性，并研究了...
人体处于高压交流输电线路下方时，会产生静电感应和电磁感应。当感应电压和感应电流数值过大时，会对人体造成伤害，为此国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）以及IEEE规定了人体在高压输电线路不同曝露情形下的曝露场强限值。首先运用有限元法，考虑人体对地绝缘和人体接地2种情况，分析了高压输电线路曝露场强典型限值下人体所产生的感应电压...
研究特高压直流输电线路采用型线时导线表面电场的计算方法和分布规律，有助于提高该种线路经济效益并改善其电磁环境。根据型线的圆弧形表面特征，提出了一种计算其表面电场的方法，对该方法的有效性进行了验证。计算结果表明：型线的最大表面电场强度位于其外层铝线表面大圆弧和小圆弧的相交点附近且稍微偏向小圆弧一侧；型线的最大表面电场强...
随着高功率电磁脉冲源的大量应用，电子设备的电磁脉冲防护成为电磁兼容领域的重要研究内容。为评估屏蔽体的电磁脉冲屏蔽效能，在分析波形重建方法的基础上，提出了开缝腔体屏蔽效能的最小相位法传递函数重构及波形恢复流程图，通过仿真计算和实验获得小腔体的频域屏蔽效能及其传递函数，对腔体内的方波电磁脉冲进行重建，分析了开缝小腔体对方...
换流变压器户外噪声预测的准确与否直接影响着高压直流换流站的噪声评价和后续的噪声控制，目前户外噪声预测计算中因忽略了声线在边界多次反射产生的干涉效应，对噪声预测结果影响往往较大。因此在虚源法的基础上，通过对各虚源间的相干求和，考虑了声线多次反射形成的无限个虚源间的干涉效应，同时将各个不同的边界阻抗率加入到模型中去，建立...
离子迁移率是直流输电线路离子流场计算的关键参数。为研究不同温、湿度条件下离子流场中的离子迁移率变化规律，在分析推导Gerdien离子迁移率测量原理的基础上，提出了一种在常规Gerdien管传感器两端设置屏蔽电极来抑制外部合成电场对测量区电场畸变效应的方法，研制出一套直流输电线路合成电场离子迁移率测量传感器及测控装置。在人工气候室中...
针对特高压设备的工频耐压试验存在测试系统复杂和对现场电源容量要求大的特点，提出了一种基于新型磁控式谐振变压器的紧凑型升压补偿一体化特高压工频耐压试验系统。该试验系统采用并联谐振补偿方案，结构紧凑。经仿真分析可知，该试验系统电抗调节范围宽，输出电压稳定，且能很好地实现对容性试品的动态并联补偿。当发生并联谐振时，输入功率...
在直流输电系统设计中，绝缘配合是直流线路设计的重要环节。为此对士800kv输电线路的绝缘配合差异化进行了研究，给出了直流线路绝缘配合差异化技术的概念和方法，并分别就线路绝缘配置、导线对杆塔空气间隙距离和线路极间距离的差异化进行了研究。给出了不同污秽条件、不同海拔高度、不同绝缘子材质、不同绝缘子型号条件下，瓷绝缘子（I串、V...
为提高特高压交流电气设备的地震安全性，对电气设备的抗震研究进行了归纳、分析及展望。结果表明：应以50a超越概率2％的地震作为设防标准；明确了包络Io_Ⅲ类场地特征周期的抗震设计标准反应谱，该谱由4部分组成，包括0～0．03S区间的刚性段、0．03～0．1S的直线上升段、0．1～0．9S的共振平台段、0．9～6．0S的曲线下降段；明确了抗震试验技...
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