雷电是造成电网故障的首要原因。我国电网防雷工作者经过多年努力，基于“发现问题-分析问题-解决问题”的技术路线已形成一套较为成熟的电网防雷技术体系，该体系主要包含雷电监测、防雷评估和雷电防护措施3个方面研究成果，应用效果显著。近5年来330kV及以上交、直流线路里程增长超过30％，但雷击跳闸率总体呈下降趋势，雷击跳闸率与故障停运...
由于并联间隙自熄弧能力弱，当线路遭受雷击时并联间隙冲击闪络后易出现稳定的工频续流电弧，引起线路频繁跳闸从而限制其应用，因此如何提高并联间隙的自熄弧能力具有重要的研究价值。多段微孔结构具有优异的灭弧性能，将其运用于并联间隙可显著提高并联间隙的自熄弧性能，故基于磁流体动力学（MHD）理论，利用COMSOL Multiphysics软件建立了2...
电网雷电监测网已积累了大量雷电数据,为研究和获取雷电特征,采用统计分析、数据挖掘并结合近年来大数据分析方法,对2005—2014年10年雷电监测数据进行了分析。分析结果表明：全国10年合计落雷1.28亿次,正极性比率呈现总体上升趋势,平均为7.50%;各区域雷电活动差异较大,总数南方最高,地闪密度华东最高,全国平均地闪密度为1.33次/（km2·a）;雷电...
为了同时实现对雷电流的测量和定位功能,研制了一种新颖的雷电流测量传感器。基于雷电流引发的空间磁场原理,对传感器线圈的物理模型、几何参数、生产制造工艺等进行了详细研究,研制了相应的线圈。通过试验验证了该传感器线圈实测参数与理论设计参数的一致性及其雷电流响应特性。试验结果表明：线圈参数误差在可接受范围之内;幅值与频率响应特性...
为了有效地防止输电线路雷击跳闸,研究了一种主动、快速截断电弧的爆轰气流灭弧防雷装置,该装置并联安装在绝缘子两端,当发生雷击时,上下电极之间产生工频电弧,同时信号采集装置采集到雷电脉冲,雷电脉冲触发灭弧能量团爆炸产生的爆轰气流熄灭电弧。通过运用软件AUTODYN仿真分析得到近似理想状态下爆轰气流灭弧防雷装置在0.08 ms以内熄灭电弧;搭...
闪电电流数据对雷电物理研究和雷电防护设计有重要参考价值,相比自然闪电电流难以直接精确测量,人工触发闪电技术是获得精确可靠雷电流信息的有效途径。为此,统计分析了2008—2014年广东野外雷电综合观测试验39次人工触发闪电中测量得到的106次回击（RS）、70次连续电流（CC）、374次M分量、32次初始连续电流（ICC）以及528次初始连续电流脉冲（...
一般应用升降法进行冲击下SF6气体放电击穿特性实验时,要求击穿电压的分散性小于3%,以保证测得数据的可靠性。但是在实验过程中发现,SF6气体相对于其他气体而言,击穿电压的分散性普遍偏大,一些情况下甚至超过了5%,而国内外针对SF6气体放电击穿电压的分散性仍缺乏系统的研究。为此,在正、负标准雷电冲击（LI）作用下,实验研究了SF6气体放电击穿电...
为准确分析取消人工接地体后特高压同塔双回线路的反击闪络性能,探讨取消人工接地体的适用条件,以我国浙北—福州特高压工程同塔双回线路为研究对象,基于时域有限差分法和先导闪络判据,分析了不同呼高和土壤电阻率下的反击闪络特性。结果表明：取消接地体会使绝缘子两端过电压波尾和峰值抬升,越靠近地面的相抬升越厉害;闪络间隙电压抬升效果主要...
为保证变电站避雷器工作的稳定性,应尽可能降低其内部电阻片最大电压承担率,而降低电压承担率可通过改变均压环结构来实现。鉴于电压承担率与均压环结构的关系异常复杂,难以建立准确的数学模型,提出了利用避雷器2维对称模型仿真结果来建立均压环结构对电压承担率影响关系的支持向量机模型;然后基于该支持向量机模型,以最大电压承担率最小化为目...
为研究双绞线网络在雷电电磁脉冲场辐照下终端负载的感应电压,对树形双绞线网络进行辐照耦合试验。通过改变雷电电磁脉冲场波形、组成线缆网络的线缆夹角、线缆网络终端负载等条件,获得终端负载上的感应电压并分析响应规律。结果表明：雷电电磁脉冲场波形上升沿越快,双绞线网络终端负载的感应电压越大,而场波形的脉宽对终端负载感应电压基本无影...
川藏联网工程输电线路经过地区年平均雷暴日高达70日,线路雷击跳闸率较高,需要在雷电易击塔和易击相加装线路避雷器。鉴于目前国内外尚没有500 kV高海拔线路避雷器,因而对其开展了专题研究,分别给出了串联纯空气间隙和串联绝缘子支撑间隙线路避雷器的结构设计和技术参数初步推荐值。同时给出了500 kV高海拔线路避雷器的配置原则和配置方法,并对...
我国特高压变电站进线段同塔双回转角耐张塔采用刚性跳线,使得地线对跳线端部的保护角偏大,可能增加转角耐张塔的雷电绕击风险。为降低雷电绕击对变电站设备安全的影响,建立了特高压同塔双回路耐张转角塔雷电绕击先导发展3维模型。通过计算分析地线、跳线和导线最易产生上行先导的位置,获得了不同线路转角和地线横担长度时,刚性跳线的最大绕击电...
新的防雷机理及防雷措施一直是国内外研究的热点和难点,因此针对电感型避雷针探索其防雷机理并评价其防雷效果。首先,基于有限元分析建立电感型避雷针的链式等效电路模型,探索模型中各参数的影响因素。其次,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态程序建立了输电线路耐雷性能仿真模型,仿真对比了塔顶是否安装及安装电感型避雷针参数不同时对反击耐雷水平的影响...
为检验10 kV带串联间隙防雷装置工频续流遮断能力及电弧熄灭后在工频电压作用下重燃的可能性,设计了一种冲击试验与工频续流试验相结合的一体化试验装置,介绍了该装置的功能、结构、主要部件的设计参数以及试验方法,并通过试验验证了该试验装置的合理性。通过LC串联谐振回路输出较高电压下的高幅值工频续流,利用同步控制回路提取工频振荡信号来...
发、变电站及输电线路的接地装置是保障电力系统供电可靠性的重要基础设施,准确计算接地装置的频域特性可为合理设计接地系统提供理论依据。为此,通过引入Visacro-Alipio土壤参数频变公式,采用麦克斯韦全波方程建立了计及土壤频变特性的接地装置频域矢量有限元模型,并采用空间坐标变换法处理了模型中无穷散流空间与有限计算资源之间的矛盾;基于...
为了研究招弧角在电压等级为±800 kV、输送功率为5 000 MW的某特高压直流输电系统接地极线路上的绝缘配合情况,开展了燃弧试验,并采用U-I特性配合法进行了绝缘配合分析,研究了接地极线路参数和电弧拉伸效应对招弧角保护性能的影响。试验中,招弧角间隙距离为400 mm至1 500 mm,采用最大脉冲宽度为70 ms、最大电流幅值为2 500 A的脉冲电流源作为输...
地电位反击造成设备的损坏和人员生命安全是非常值得关注的问题。基于人工触发闪电,布置了共用地网的试验模型,通过引流杆注入真实雷电流,测量了共用接地情况下接地体的地电位升高电压,并对比分析了闪电回击和M分量放电过程引起地电位升高电压的波形特征。结果表明：获得触发闪电（T201514）7次回击和16次M分量上升沿10%～90%时间分别为0.4μs和2...
近年来,随着列车运行速度和电流传输密度的提高,弓网电接触状况正变得越来越复杂,对弓网电接触理论与技术的系统研究提出了迫切要求。为此对弓网电接触中接触电阻、热效应、摩擦磨损性能及受电弓滑板材料4个方面的研究现状进行了综述。主要结论为：1）对弓网接触电阻的参数观测、机理分析和数学模型仍需开展大量工作,包括更为全面准确的电接触试...
为了掌握液体绝缘介质在流动状态下的放电机理和耐受特性,完善流动液体介质的放电理论,构建了模拟不同流速与温度、不同杂质与含量的流动液体绝缘介质放电特性实验研究平台,并详细介绍了实验平台工作原理和参数选取。设计的综合实验平台能够模拟绝缘油中各种悬移微粒杂质所产生的局部放电,研究工程纯流动液体绝缘介质的耐受特性及影响因素,获取...
为了检测接触网外绝缘设备故障状态,采用紫外成像技术和红外热像技术对接触网外绝缘故障特征进行了研究。通过对接触网电气绝缘设备的现场检测,归纳出3种接触网典型的放电和发热故障现象。借助绝缘子局部放电试验,获取了不同污秽程度下的绝缘子的视在放电量和紫外图像;通过紫外图像特征提取,准确计算出放电光斑面积;根据视在放电量与紫外图像放...
由于高速铁路弓网离线存在随机性,离线可能发生在交流电压的任意时刻,所以需要研究离线时刻对弓网电弧特性的影响,以系统地研究弓网电弧机理。为此,基于在实验室中搭建的弓网离线模拟实验平台,进行了大量的随机离线放电实验,采集了不同离线时刻的电弧电压、电弧电流、相对光强波形及数据,并进行了统计分析。结果表明：静态弓网离线时的电弧燃弧...
为解决电气化铁路牵引供电系统中三相网侧谐波、无功和负序等电能质量问题,同时满足电气化铁路补偿容量大的要求,提出了采用并联型铁路功率调节器（railway static power conditioner,RPC）配合降压变压器的综合补偿方案,具体研究了并联型RPC的控制策略并进行了仿真分析。提出了对RPC的指令电流检测采用平衡补偿电流检测法,对RPC的补偿电流控制...
采用模块化多电平换流器构造的新型铁路功率调节器（MMC-RPC）实现牵引供电系统电能质量问题综合治理具有诸多优点,但MMC结构特点会导致MMC-RPC存在环流问题。因此通过对牵引供电系统补偿原理的分析,结合MMC-RPC补偿电流特点,建立单相MMC的数学模型,分析了环流产生的机理。在理论分析的基础上,采用比例–积分–复数积分控制器设计了一种适用于MM...
频域介电频谱（FDS）测试是用于诊断变压器绝缘状态的有效方法之一,由于采用扫频方式测试,低频阶段所需要耗费的测试时间长,对于某些测试时间特别有限的工况不一定适用。为尽可能减少测量时间,研究了采用混频激励测试FDS的方法,其主要思想是使用多个频率正弦电压叠加的信号作为激励源,将采集到的电流曲线分解为激励信号对应频率下的多个正弦波形...
为提高有源电力滤波器（active power filter,APF）的补偿性能和动态响应,提出采用选择性谐波补偿控制策略对待补偿谐波分量进行跟踪。针对普速和高速电力机车负荷特性,采用基于同步基波旋转坐标系的谐波电流检测方法及矢量比例积分（vector proportional-integral,VPI）调节器的选择谐波补偿方式,以减少电流控制环节的运算量,在补偿装置容量有...
我国接触网没有直击雷防护措施,耐雷水平低,架设避雷线可以有效提高接触网耐雷水平。为此,利用ATP-EMTP软件建立了雷击接触网模型,分析了保护线升高（方案1）和单独架设避雷线（方案2）这2种方案的雷电防护效果,同时研究了2种方案的支柱分流系数、避雷线分流系数以及它们之间的耦合关系,从而确定其改善接触网防雷机理。研究结果表明：方案1的耐...
弓网电弧电气参数是高速铁路中弓网系统电接触特性的重要表征参量。为此,基于弓网电弧试验系统,研究了高速铁路中弓网电弧的伏安特性,分析了升弓过程中燃弧尖峰电压、燃弧时间和稳定燃弧电压的变化规律。测试了升弓过程中电弧电压,分析了其发展规律,利用气体电介质击穿理论和流注理论分析了弓网间隙击穿电压。对升弓过程中燃弧尖峰电压随弓网间...
针对动车组受电弓环氧树脂车顶绝缘子放电产生电痕,致使绝缘性能下降的问题,基于ANSYS建立了车顶绝缘子沿面放电的非线性电热耦合瞬态模型。仿真结果表明：以温升来表征电痕程度,对局部电痕,耐电痕能力从低到高依次为护套表面、伞裙上表面、伞裙下表面;闪络时,伞裙边沿温度最高,耐电痕能力最低,伞裙根部温度最低,耐电痕能力最高;产生电痕的时间...
列车车顶绝缘子闪络直接影响牵引供电系统安全。冬季车顶绝缘子雾闪事故多发,但国内外对此研究较少。为此,采用FLUENT软件研究了列车运行时车顶绝缘子周围流场分布特性,采用ANSOFT软件仿真分析了不同下落角度水滴作用下绝缘子电场畸变情况,并通过实验探讨了抑制绝缘子雾闪的有效方法。实验结果表明：水滴易生成于列车低速运行阶段,绝缘子背风区...
随着弓网离线率和离线程度的增加,弓网离线电弧现象频繁发生,而弓网离线电弧对受电弓滑板、接触网导线、供电质量、通讯信号和无线电信号的影响严重危害了列车运行安全。因此基于横向吹弧和纵向吹弧理论,研究了高速气流场对弓网电弧耗散功率的影响。考虑弓网电弧的弧柱拉伸、压缩以及强气流吹弧的能量交换,得到弓网电弧在起弧阶段中,电弧单位长...
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