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水平分支对方框带射线型接地体冲击特性的影响

肖磊石; 黄佳瑞; 李谦; 杨潇; 饶章权; 周文俊 广东电网有限责任公司电力科学研究院; 广州510080; 武汉大学电气工程学院; 武汉430072

摘要:接地电阻是衡量接地体性能的重要指标。为降低方框带射线型接地体冲击接地电阻,文中采用模拟试验方法,在双层土壤环境下,研究水平分支对不同接地体冲击特性与散流分布的影响。结果表明:对于单根水平接地体,分支呈120。三段式结构的改型接地体的降阻效果最优:相较于简单方框带射线型接地体。添加水平分支,且分支呈120。的三段式结构可减小电感效应,使其分支端部的流散电流增大,火花放电更为强烈,使得平均降阻百分比可迭10%。增加水平分支有利于降低接地体冲击接地电阻。需根据具体接地体尺寸改进。

  • 35kV并联补偿电容器组继电保护动作时过电压的分析及防护

    作者:司马文霞; 姜雄伟; 彭庆军; 杨庆; 杨鸣 期刊:《高压电器》 2017年第08期

    为探究继电保护动作时。真空断路器开断35kV并联电容器时过电压产生机理和改进现有仿真模型的不足,笔者简单综述了真空断路器开断电容器组的仿真研究现状,基于ATP—EMTP电磁暂态仿真软件,搭建了真空断路器投切35kV电容器组的三相电路并考虑了三芯电缆、断路器三相间的耦合参数。模拟了继电保护动作时,真空断路器快速合-分闸电容器组的操作,并仿真了首开相重燃、两相同时重燃、母线对地电容瞬间变化等因素对投切电容器组过电压的影响。仿真结果表明:继电保护动作,母线对地电容发生瞬间性变化导致“虚拟截流”现象以及多相重燃是事故的主要原因。最后提出几点开断并联电容器过电压的抑制措施。

  • 1000kV特高压中性点电抗器匝间绝缘性能研究

    作者:李予全; 寇晓适; 郑含博; 王伟; 邵颖彪; 马伦; 李晓纲; 郭磊; 谢伟 期刊:《高压电器》 2017年第08期

    文中主要研究了1000kV特高压交流输电工程中使用的中性点电抗器的绝缘特性。首先,通过工频过电压分析和特高压工程系统调试期间实测数据,仿真分析了中性点电抗器在冲击电压下的电位分布;接着提出了用于考核中性点电抗器匝间绝缘性能的现场耐压试验方法,并对中性点电抗器在试验中动热稳定性进行了计算及校核。理论论证了现场耐压试验的可行性和适用性;最后文中用于考核特高压中性点电抗器绝缘性能的试验方法在现场得到验证。文中提出的应用于特高压中性点电抗器的现场匝间绝缘考核的试验方案可以作为今后交接试验的参考。

  • 复合绝缘子积污特性的数值模拟研究

    作者:吕玉坤; 张雪梅; 李金岗; 卫少科; 吕正蔚 期刊:《高压电器》 2017年第08期

    为研究棒形悬式复合绝缘子的积污特性,利用COMSOL对其在笔者所在学校风洞条件下的积污特性进行了数值模拟,并将模拟结果与华北电力大学风洞试验结果进行了对比分析。结果表明:两者积污量数量级相同,整体上随直流电压的变化趋势一致且呈“V”形分布,验证了该模拟方法的合理性。藉此,对复合绝缘子自然积污特性进行了模拟研究。分析了污秽质量分数和电压类型对其自然积污特性的影响。结果表明:绝缘子表面积污量随污秽质量分数的增大而增大;污秽质量分数较小时,积污量的增加速度较大,质量分数较大时。反之。在相同条件下,绝缘子表面积污量无论是整体上还是沿各伞裙分布均在施加直流电压时最大,交流电压与无电压情况相似:直流电与无电压情况下各伞裙积污量的差值近似呈“W”形分布。

  • 特高压换流站冷却塔可听噪声测试与分析

    作者:戚岭娜; 王延海; 王荀; 王召盟; 王子建; 徐志钮; 尹婷 期刊:《高压电器》 2017年第07期

    换流站中阀冷却系统外冷设备是产生噪声的主要设备之一,为了获得其噪声特性,文中以特高压换流站为研究对象,利用声级计和PULSE音频分析仪,采用声压法对其4组水冷却塔的可听噪声进行了现场测试与分析,获得了冷却塔的声压级以及噪声的频谱分布。测试与分析结果表明:每组冷却塔各测点的A计权声压级大约分布在75~85 d B之间,不同冷却塔组的声压分布非常接近,且风机所在面声压级明显大于其他面;冷却塔噪声频带宽,频率成分丰富,Z计权的噪声频率窄带谱中声压幅值最大值出现在20~50 Hz,A计权的1/3倍频程频谱中声压最大幅值所在频带的中心频率为1 600 Hz。相关研究成果为阀外冷设备的噪声控制技术研究提供了基础数据支持,对高压直流输电工程实践具有指导意义。

  • 基于流注起始判据的球—板—球短空气间隙击穿电压计算

    作者:阮江军; 唐烈峥; 邱志斌; 黄道春; 廖一帆; 黄从鹏 期刊:《高压电器》 2017年第07期

    典型电极结构的击穿电压是外绝缘设计的重要依据,许多学者对此进行了大量的研究,而实际上高压输变电工程中常常需要分析悬浮导体的影响。为此,文中在考虑悬浮导体的基础上,采用Raether-Meek判据、临界电荷判据和光电离判据等3种流注起始判据对球—板—球短空气间隙的击穿电压进行了计算,并开展了工频耐压试验作为对比。结果表明,对稍不均匀电场球—板—球短空气间隙,计算结果与试验值吻合良好,所有计算结果的相对误差和平均绝对百分比误差分别在7.5%和4%以内;其中,基于光电离判据的计算结果精度最高,平均绝对百分比误差仅为2.5%。研究证明了流注起始判据在一定范围内的有效性和推广价值,并有助于阐述稍不均匀电场组合空气间隙的放电机理。

  • 直流GIL中附着导电微粒对绝缘子表面电荷积聚特性的影响分析

    作者:李伯涛; 王健; 张圣富; 李庆民; 周勇; 李士动 期刊:《高压电器》 2017年第07期

    导电微粒污染是直流GIL绝缘强度劣化的重要影响因素,为研究其对柱式绝缘子表面电荷积聚的影响,文中搭建了考虑导电微粒情况的电荷测量平台。首先探究了绝缘子表面电荷积聚的时间效应,并在此基础上进一步研究了微粒附着位置、微粒长度、微粒直径对表面电荷积聚的影响。结果表明:附着绝缘子表面的导电微粒可引起表面电荷的积聚激增,其中与电极接触的微粒引起的电荷激增量更为显著;随微粒长度增加,微粒引起电荷积聚增强,而微粒直径对电荷积聚的影响并没有明显的线性规律;与正电荷相比,负电荷更易发生积聚。

  • ±1100kV直流电压互感器在线监测系统研究

    作者:李坤; 邵明鑫; 汪本进; 吴士普; 徐思恩; 张传计 期刊:《高压电器》 2017年第06期

    特高压直流电压互感器承担着连接一次侧输电线路和二次侧控制保护装置的重要任务。其工作状态直接影响到整个直流输电系统的运行性能。而在线监测则是直流互感器运行维护的重要手段。现场运行经验表明:雷电干扰、互感器闪络和电容击穿故障是影响直流电压互感器工作状态的主要因素。文中通过仿真分析与实际测量相结合,对上述3种在线监测特征量进行分析.设计了包括多传感器多特征量提取模块,故障波形存储及判别模块在内的±1100kV直流电压互感器在线监测系统.并对所设计窄带型空心线圈传感器进行了暂态性能测试.实测波形与标准相吻合。

  • 基于Ansys的1120kV直流隔离开关的电场仿真

    作者:王巧红; 王占杰; 孙玉洲; 赵维全 期刊:《高压电器》 2017年第06期

    隔离开关的直流电场仿真对于优化和校核隔离开关结构、缩短产品的研发周期、降低产品的研发费用、指导产品的研发方向有着重要的意义。在1120kV直流隔离开关的设计过程中,为了加快研发进程,给隔离开关均压环的设计明确方向,文中就断口距离、动静侧均压环管半径、动侧屏蔽环管半径对1120kV直流隔离开关电场强度大小的影响做了分析.得出1120kV直流隔离开关在均压环管半径200mm、屏蔽环管半径150mm时,其均压环处场强小于3kV/mm,此时隔离开关电场屏蔽良好,不会发生断口和对地击穿。

  • 考虑参量有效性的输电线路状态评估方法研究及应用

    作者:常安; 宋云海; 张晗; 刘亚东; 邓红雷 期刊:《高压电器》 2017年第06期

    为了进一步提高架空输电线路状态评估结果的准确性.文中首先研究了输电线路各监测参量在反应设备状态中的灵敏度,构建了基于主成分分析法的输电线路状态评估指标体系,明确了状态评估的数据需求;然后建立了输电线路状态评估的贝叶斯数学模型,并进行了实例验证;最后基于多源数据平台,设计开发了输电线路状态评估专家系统,将研究成果予以实现。结果表明,文中提出的输电线路状态评估指标体系更具有针对性。状态评估方法有效可行。

  • 沿绝缘表面空气间隙击穿特性的试验研究

    作者:李健; 周军; 黄瑞平; 梅红伟; 关志成; 王黎明 期刊:《高压电器》 2017年第05期

    目前,针对染污绝缘表面局部电弧发展机理主要有两种观点:一种认为是电击穿过程;另一种认为是热击穿过程。论证两种观点的关键在于判断局部电弧弧根处的场强是否达到弧根前端空气间隙的击穿强度。虽然关于空气间隙的击穿强度的研究工作较多,但是目前还缺少沿绝缘表面空气间隙击穿特性的研究。笔者旨在研究沿绝缘表面空气间隙的击穿特性,分析其与纯空气间隙击穿特性的差别以及海拔因素的影响,同时在试验中考虑绝缘介质表面染污状态包括洁净干燥表面、染污干燥、染污自然受潮以及染污饱和受潮等对其击穿特性的影响。试验首次测量得到了沿绝缘表面空气间隙在不同表面状态、不同气压条件下的击穿强度。测量结果表明:绝缘表面的存在会降低空气间隙的击穿强度,且间隙越短,影响程度越大;沿绝缘表面的空气间隙击穿强度随着海拔升高而降低,但是其随海拔下降程度要小于纯空气间隙的下降程度。通过对比局部电弧弧根附近场强的测量值和绝缘表面空气间隙的击穿强度发现:弧根前端的电场强度能够达到沿绝缘表面空气的击穿强度,说明局部电弧前段发生电击穿是可能的,因此在对污闪过程进行建模分析中需要考虑弧根前端空气间隙的电击穿过程。

  • 城市微电网接地系统选择与设计

    作者:张合栋; 杨秀; 张美霞; 邓虹; 赵树青 期刊:《高压电器》 2017年第05期

    为获得适合城市微电网的接地方案,文中基于城市微电网接地案例在PSCAD/EMTDC中搭建3种不同接地方式(TN、TT及IT)的仿真模型,研究了各接地系统故障电流水平,仿真验证了过流保护及剩余电流动作保护的灵敏性;基于仿真模型,分析了总等电位联接下TN接地系统的安全性,并提出非等电位联接下TT及IT接地系统要配置快速可靠的剩余电流动作保护装置。综合各接地系统优缺点,获得适用于城市微电网案例的混合接地系统。

  • 基于历史数据纵向匹配的光伏功率预测方法研究

    作者:贺衬心; 王景丹; 霍富强; 董永超; 王留送 期刊:《高压电器》 2017年第05期

    针对现有光伏功率预测系统存在预测误差大的问题,文中结合实际工程经验,提出一种基于历史数据纵向匹配的功率预测方法。通过对电站历史数据进行预处理,排除失真数据,以时间和气象预测数据为条件对历史数据进行纵向查询,纵向匹配出预测日的光辐射系数曲线、功率输出综合系数曲线,实现对未来几小时或几天的功率预测。仿真实验与电站实际应用表明:该方法预测误差小,简单实用,有实际推广意义。

  • 基于Boltzmann方程的高温CO2及其混合气体绝缘特性研究

    作者:张含天; 孙昊; 杨飞; 吴翊; 纽春萍; 荣命哲; 厉天威 期刊:《高压电器》 2017年第04期

    CO2是高压断路器中常用SF6的一种极具潜力的替代气体。文中分别计算了CO2、CO2-O2、CO2-N2、CO2-CH4和CO2-H2等混合气体在不同混合比例、压力和温度(300~4 000 K)下的临界击穿强度(E/N)cr。通过Gibbs最小自由能方法,计算了气体组分,挑选混合气体中的主要粒子。以计算出的粒子组分为输入参数,通过二阶近似的Boltzmann方程,获得不同条件下CO2及其混合气体的临界击穿强度。计算结果表明,CO2-O2、CO2-CH4和CO2-H2会提升CO2的临界击穿强度。文中获得了高温条件下CO2及其混合气体的绝缘特性基础数据,为寻找SF6替代气体提供了理论依据。

  • 全固态组合式陆地电火花震源研制

    作者:徐旭哲; 孙鹞鸿; 付荣耀; 张东东; 樊爱龙 期刊:《高压电器》 2017年第04期

    文中介绍一种新型全固态组合式陆地电火花震源。该陆地电火花震源由4台子震源组成。每台子震源采用半导体器件可控硅代替传统的三电极气体开关做放电开关,利用限流电感控制放电电流的峰值和上升时间,采用续流二极管抑制反向振荡的放电电流。通过改变放电电流波形,可以适当地改变电声转换的频谱特性。电声换能器采用的是同轴平行式电弧放电电极结构。每台子震源工作电压7 500 V时,储能为28 k J,总震源储能为112 k J。4台子震源可以同步放电或延迟放电。在河北衡水武强县进行了一次野外实验,结合地震波反射剖面和当地的地质地层数据分析得出该类型的陆地电火花震源激发的地震波勘探深度可达2 000 m以上。

  • 等离子体流动控制技术原理及典型应用

    作者:史志伟; 杜海; 李铮; 陆纪椿; 蒋旋 期刊:《高压电器》 2017年第04期

    等离子体流动控制激励器由于其具有响应时间短、激励频带宽、器件小、能耗低的技术优势,是流动控制领域最活跃的控制方式之一。等离子体激励器在飞行器的增升减阻、性能增强、力矩控制等方面具有重要的应用前景。文中通过实验和数值模拟方法研究了介质阻挡放电等离子体激励器(DBD)和等离子体合成射流激励器(PSJ)的基本气动特性。AC-DBD激励器主要产生射流扰动,NS-DBD等离子体激励器产生的扰动包括压力波、射流和旋涡结构,PSJ激励器能形成压力波和速度更高的射流扰动。采用AC-DBD激励器可以在低速流动下,推迟平板转捩;采用NS-DBD激励器可以在来流速度为25 m/s时,抑制翼型的流动分离,同时NSDBD在Ma=4.6时,可以控制圆柱脱体激波的激波强度。

  • 高电压等级真空开断技术

    作者:王建华; 耿英三; 刘志远; 闫静 期刊:《高压电器》 2017年第03期

    削减与替代SF6气体成为电力开关领域研究人员为应对全球气候变化所担负的历史使命。发展高电压等级真空开断技术是削减与替代SF6气体的有效手段。文中从真空绝缘、大电流真空分断,操动机构与分、合闸曲线控制技术,额定电流的提升4个方面阐述了高电压等级真空开断的关键技术。介绍了高电压等级真空断路器在国内外的应用与运行情况。并从8个方面展望了高电压等级真空开断技术发展的前景,包括采用陶瓷外壳真空灭弧室及多重屏蔽罩结构、额定电流提升技术、真空灭弧室外部采用SF6替代气体绝缘、新型操动机构技术、气体绝缘封闭“真空”组合电器、液氮绝缘封闭“超导”组合电器、新型高压直流断路器和超特高压真空断路器。

  • 激光触发真空开关的微电流研究

    作者:黄祖成; 向彬; 曹祥薇; 宗云; 张予; 毛晓坡 期刊:《高压电器》 2017年第03期

    从微电流的角度分析激光触发真空开关(laser triggered vacuum switch,LTVS)的触发特性。通过设计微电流测试电路,在开关两端施加一定的电压,施加电压值不能使开关导通,这样可以更好的分析开关导通前,开关内部初始等离子体的发展情况。通过实验发现,在双脉冲激光作用下,平面型LTVS的微电流随着施加电压的增加而增加,连续两次脉冲激光照射平面型LTVS的目标材料,产生更多的初始等离子体。结果表明,双脉冲激光的触发模式,有利于降低开关导通所需的触发能量,微电流的产生是ns级,使得开关可以高速稳定的导通,从而有利于开关整体装置的小型化与实用化设计。

  • 126kV真空断路器触头合闸冲击力的测量及仿真分析

    作者:韩国辉; 余砾; 韩桂全; 于冉冉; 卢彦辉; 刘佩; 刘庆; 李昊旻; 闫静; 刘志远 期刊:《高压电器》 2017年第03期

    文中研究目标是确定126 kV真空断路器触头合闸冲击力的大小以及相关因素的影响。利用PVDF压电传感器测量了合闸过程中触头冲击力曲线。得到合闸速度约为1.5 m/s时冲击力峰值为97 995 N,持续时间为0.487 ms。通过Ansys/LS-DYNA软件仿真研究了触头的凸台直径、材料弹性模量、合闸速度以及触头弹簧力对合闸冲击力的影响。仿真结果表明:触头凸台直径对触头冲击力基本无影响;触头材料弹性模量增大时,触头冲击力峰值增大,冲击力持续时间减小;触头合闸速度以及触头弹簧力增大时,触头冲击力峰值增大,冲击力持续时间基本不变。

高压电器

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