该文从SF6替代气体技术的发展入手,总结了国内外在SF6混合气体和新型环保绝缘介质的相关研究。在此基础上,回顾了气体绝缘输电管道的发展以及SF6替代气体技术在GIL中的应用。结合最近的SF6替代气体和GIL技术的发展近况,分析和探讨了GIL应用的相关问题。从GIL发展的历史可以看出,随着SF6/N2混合气体技术的不断成熟,第二代GIL（即SF6/N2混合气体的...
文中介绍了GIL的发展历史和应用范围、特点,以及国内外GIL的应用状况,分析了第一代SF6气体绝缘的GIL和第二代SF6混合气体绝缘的GIL的运行情况,提出了采用SF6体积分数10%~20%的混合气体绝缘的GIL作为第二代GIL的发展方向。指出了压缩空气绝缘不适用于高压及以上等级的GIL,提出了采用CF3I混合气体作为第三代GIL的研究发展方向。研究分析了CF3I混合...
近期氟化腈和氟代酮类气体及其混合气体作为潜在的SF6替代气体受到关注。为此针对C4F7N和C5F10O与CO2混合气体的绝缘性能及其作为绝缘介质应用时的配比、压力等的选取问题开展了详细的理论研究。首先,基于已报道的C4F7N和C5F10O液化温度数据,通过拟合得到了两种气体的Antoine特性常数;然后,将Antoine蒸汽压方程和汽液平衡基本定律相结合,研究了C...
SF6气体由于其优异的电气性能而广泛应用于电力行业,然而,由于其全球变暖潜能值极高,国内外学者在过去的几十年里对SF6替代气体做了广泛研究,但由于它们都各有缺陷,故很难在实际生产中加以应用。文中以C5F10O/CO2混合气体作为主要研究对象、以SF6气体作为对照,研究了混合气体中C5F10O分压力分别为20 k Pa和40 k Pa、总压力为0.1~0.5 MPa时的工频...
CF3I气体作为潜在的SF6替代气体,为了解CF3I三元混合气体的临界击穿强度和协同效应,通过求解两项近似Boltzmann方程,计算得出CF3I三元混合气体在折合场强范围为100~500Td的电子能量分布函数（electron energy distribution function,EEDF）、有效电离系数？、临界折合场强（E/N）cr,采用系数ξ分析三元混合气体间的协同效应。计算结果表明,三元混...
CF3I作为一种性能稳定且安全环保的强电负性气体近年来受到替代气体研究领域的关注,但CF3I放电分解组分的微观形成机理及微氧对CF3I放电分解组分的影响鲜有研究。为此首先基于密度泛函理论（DFT）探究了CF3I分解产生的CF3·、CF2：自由基间相互反应生成C2F6等物质的能量变化,借助过渡态理论对反应路径中的能量变化进行了分析,获得了各分解组分的...
不同温度下SF6/N2混合气体的周围离子平均自由行程和热运动速度不同,使SF6/N2混合气体放电过程呈现不同特性。为此,在极不均匀电场、雷电冲击电压下研究了温度对SF6/N2混合气体放电特性的影响。在正负极性的雷电冲击电压下分别测量冲击击穿电压和预放电电流波形,并分析了不同温度下SF6/N2混合气体的预放电现象、步长时间、电晕起始场强及击穿场...
目前已有一些环保型氟碳介质可替代SF6气体应用于变压器、GIS甚至GIL中,其在工作中以液态或气液两相态的形式存在。但是,液态绝缘介质在受热状态下的气液两相流的绝缘特性和放电机理尚未明晰。文中采用自发热电极进行了氟碳介质热致气液两相流随热流密度、工作压力等热力学参数的工频击穿电压测量实验,结果表明：其击穿电压随热流密度呈“Z”字...
三氟碘甲烷（CF3I）是近年来被认为最有可能替代六氟化硫（SF6）的环保型绝缘气体之一。通过建立CF3I混合气体绝缘性能试验平台,对CF3I-N2二元混合气体在不同体积分数（20%和30%）、气压（0.1~0.3 MPa）、放电间隙（5~30 mm）以及电场不均匀系数（针–板模型和球–板模型）下的工频击穿特性进行了研究,揭示了CF3I-N2混合气体工频击穿电压受CF3I...
为分析SF6/CF4混合气体的饱和蒸气压与绝缘特性,进而探讨SF6/CF4混合气体替代SF6气体应用于高寒地区的可行性。首先,采用全局最优化算法拟合得到了SF6和CF4的Antoine特性常数,然后通过Antoine蒸汽压方程和汽液平衡基本定律相结合,计算了SF6/CF4混合气体的饱和蒸气压特性。然后,基于Boltzmann解析法获得了SF6/CF4混合气体的临界击穿场强数据。最...
常用绝缘气体六氟化硫（SF6）具有严重的温室效应,三氟碘甲烷（CF3I）是一种环保型的SF6潜在替代气体,但其沸点及价格较高,而其低比例混合气体可以规避此类问题。针对低比例CF3I的CF3I-CO2混合气体进行研究,对不同混合比例、不同气压、不同放电间隙下的混合气体在极不均匀电场下进行击穿试验,量化了混合气体在相应情况下的耐压表现。试验结果表...
为了在电力设备中更好地应用SF6/N2混合气体,利用全封闭工频实验装置,通过实验研究分析了不同电场不均匀度下SF6/N2混合气体的击穿特性,并在极不均匀场下分析了局放起始电压的变化规律。研究发现：随电场不均匀度的增加,SF6/N2混合气体击穿电压随气压增加的变化规律由基本呈线性升高趋势,逐步出现饱和趋势;当电场不均匀度增大到一定程度后,间隙...
为寻找温室效应指数（GWP）低的SF6替代气体,研究了c-C4F8/N2与c-C4F8/CO2混合气体的绝缘性能,在球板电极下进行了不同间隙距离、不同气压、不同气体体积分数的c-C4F8/N2与c-C4F8/CO2混合气体工频击穿实验。同时进行了SF6、c-C4F8、N2和CO2的对比实验,并对击穿之后的分解产物进行了检测。实验结果表明：c-C4F8/N2与c-C4F8/CO2混合气体的击穿电压...
气体绝缘输电管道作为一种新型输电方式,具有在未来替代架空线路和电缆被用于直流配电网络的可能性,而寻找其内部气体绝缘物质SF6的替代气体一直是国内外学者研究的热点。为此研究了0.1~0.25 MPa气压范围内,SF6、CF3I、N2及CO2组成的二元、三元混合气体在负极性直流电场下的击穿特性。实验结果表明：同气压的CF3I/N2二元混合气体的直流击穿场强...
PTFE蒸气对SF6断路器的开断特性有重要影响。为此研究了压力范围0.01~1.6 MPa、温度范围300~3 500K内PTFE蒸气对热态SF6气体电击穿特性的影响。基于Gibbs自由能最小化的方法计算了不同混合比例和压力下SF6与PTFE蒸气混合气体的平衡态化学组成随温度的变化;接着利用Boltzmann解析法计算分析了混合气体中电离与吸附反应系数随混合比例、温度、压力...
为了对非正弦激励下中频变压器（MFT）的铁芯损耗进行准确的计算,对比了几种基于原始Steinmetz公式（OSE）的铁损计算修正方法。首先,从修正原理上对上述修正方法进行了对比分析;其次,针对典型的中频变压器端口电压方波波形,并参考三角波电压激励,推导了上述修正方法在这两种波形下的铁损计算式;然后通过搭建铁芯磁滞回线测量系统,对一纳米晶磁...
为研究特高压电抗器动力模型试验及隔震技术的适用性,基于动力模型相似理论研究特高压电抗器的合理相似模型设计,利用数值仿真分析确定了易于振动台试验且忽略重力影响的相似模型设计方案,仿真结果显示该方案与严格相似模型套管地震响应误差较小,能够基本反映原型设备在地震波作用下套管的地震响应。对相似模型进行隔震设计,通过隔震理论、数值...
特高压并联电抗器噪声问题日益突出,加装隔声装置能有效降低特高压并联电抗器噪声;但隔声装置可能造成特高压并联电抗器散热不足,使内部绝缘系统性能劣化,影响特高压并联电抗器运行可靠性与经济性,因此需对加装隔声装置后的特高压并联电抗器散热性能进行分析。通过有限元方法建立特高压并联电抗器模型,模拟其产热与散热过程,研究加装隔声装置前...
针对分段供电直线电机开关直通故障,提出了一种在线诊断方法。通过分析分段供电拓扑结构的特点,利用ABC三相电压电流的包络线计算特征阻抗,并通过线性回归的方法研究了正常与故障模式下的特征阻抗与供电频率之间的关系,通过统计分析的方法研究了回归方程误差的分布规律,得到了故障判据。根据驱动脉冲信号对回归方程方差进行分段观测,以实现故障...
双芯移相变压器中有载分接开关开断级电压、电流的大小与负载条件关系密切,为了确定负载条件对有载分接开关技术参数的影响,在介绍双芯移相变压器的工作原理及运行特性的基础上,推导了实用、精确的负载条件下的级电压计算式,并以230 k V/150 MVA双芯移相变压器为例,通过对比计算式与MATLAB/SIMULINK仿真模型的结果,验证了级电压计算式的准确性。...
合理的引弧板设计可以大幅度提升限流型断路器的开断性能。为此,针对桥式双断点断路器,对比分析了U形槽引弧板的U形槽位置和大小等对灭弧性能的影响。首先,设计了一个带卡住机构的桥式双断点断路器可拆式灭弧室样机,并通过3维有限元电磁仿真和多体动力学分析验证了样机的可行性。然后利用设计的实验样机,通过对比开断波形和开断特性参数,重点研...
GIS局部放电在线监测过程中原本就微弱的放电信号往往会被白噪声所淹没,因此抑制白噪声是GIS局部放电在线监测工作中必不可少的环节。为了更加有效且快速地抑制局放在线监测中白噪声的干扰,针对第1代小波去噪算法存在着去噪效果不佳、计算效率低等不足之处,结合双树复小波变换良好的去噪能力和提升小波变换高效的计算能力,提出对双树复小波变换...
特高压直流（UHVDC）干式平波电抗器的谐波特征参量直接影响着它的安全稳定运行。为准确测量平波电抗器各次谐波特征参量,从而评估它的性能,通过理论及仿真分析,验证了小电流下的等效测量原理并获得了平波电抗器在双12脉动换流工况下的谐波电流频谱;提出了多谐波特征参量测量系统,并开展了±800 k V特高压平波电抗器特征参量的实测研究。结果表明...
带有高耦合分裂电抗器（HCSR）的并联高压SF6断路器在大容量开断有潜在的应用前景。短路电流开断试验表明该开断装置均流性能良好,但在开断时间上会存在不同期的问题,出现限流开断现象;为了进一步提高装置开断的可靠性,避免限流开断的发生,通过MATLAB的Simulink模块搭建了电路和电弧模型,研究了断口两端并联电容器对于其开断性能的影响,结果表明...
针对目前国内外还没有对高压并联电抗器开展绕组故障带电检测或在线监测的现状,提出了基于脉冲耦合注入的绕组故障带电检测方法,并研制了相应的绕组故障带电检测系统。对该检测系统进行了验证,并在某750k V变电站内的电抗器上安装运行。获取了三相高压并联电抗器绕组的在线频率响应特性,可以得出：在激励脉冲电压幅值500 V的作用下,相应响应信号...
为明确110 k V电容器组地震响应规律,提高特高压变电站的地震安全性,首次对特高压变电站内110 k V电容器组模型进行地震模拟振动台试验研究。通过振动台试验的方式,测定电容器组模型的动力特性及地震作用下关键部位的加速度、位移、应变等参数。试验结果显示,试件两水平向1阶频率分别为2.69 Hz、3.39 Hz,处于地震动卓越频率段;试件结构对地震加...
绝缘子上生长藻类的现象在国内外多有报道,但由于该领域缺乏试验标准,在各国学者的研究中,很少对藻种和藻量予以测定,这使得研究结果差异性大,对藻类问题的认识也未能统一。为此,探索了定量研究藻类问题的方法,利用该方法研究了藻类对高温硫化硅橡胶（HTV）憎水性能的影响。在四川省某变电站的长藻绝缘子上取得藻样,利用基因测序的方法确定其为...
为了解决复杂环境条件下图像背景、对比度和清晰度等对绝缘子覆冰情况识别的影响,提出了一种可在复杂环境下准确识别检测绝缘子覆冰情况的通用算法。通过采用结合形态学运算的多尺度harr小波变换及其逆变换的系数特征,对复杂环境下的覆冰绝缘子图像进行了清晰化处理;然后采用中值滤波、阈值选取、边缘检测和跟踪与补偿的方法对标定后的清晰图像...
在分裂导线覆冰过程中,由于下风侧子导线处于上风侧子导线的尾流区,空气流场及水滴运动的轨迹受到上风侧子导线遮蔽效应的影响,两者覆冰特性之间存在差异。为此采用多相流场计算的拉格朗日法,通过跟踪水滴的运动轨迹,得到分裂子导线的碰撞系数β与气流速度v、水滴中值直径（MVD）、导线直径D和子导线间距ΔL的关系。结果表明：分裂子导线流场的耦...
为了研究雾霾沉积对输变电设备外绝缘的影响,在人工气候室设计了一套基于气流粉碎系统的雾霾发生装置。人工气候室直径25 m,高27.5 m,体积达15 000 m^3,为模拟雾霾提供开阔的大气环境。模拟装置由两个部分组成,一部分为人工气候室自带热雾系统,它能产生温度湿度可控的雾,并能形成逆温层,为模拟雾霾提供静稳条件;一部分为气流粉碎系统,其能产生成...
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