间隙型浪涌保护器低气压条件下防雷保护特性研究

在低气压条件下,笔者对间隙型浪涌保护器(surge protective gap,SPG)的直流和脉冲电压击穿特性、电压保护水平、响应时间进行了实验研究。电极材料为钨铜,直径10 mm,间隙距离3 mm,气压范围1~2 000 Pa。结果显示,保护间隙的直流击穿电压和脉冲击穿电压在实验气压范围内均出现了极小值;保护间隙的压比(UP/UC)在2.10~2.94之间;SPG的响应时间随气压升高而增大。     

间隙型浪涌保护器低气压条件下防雷保护特性研究

在低气压条件下,笔者对间隙型浪涌保护器(surge protective gap,SPG)的直流和脉冲电压击穿特性、电压保护水平、响应时间进行了实验研究。电极材料为钨铜,直径10 mm,间隙距离3 mm,气压范围1~2 000 Pa。结果显示,保护间隙的直流击穿电压和脉冲击穿电压在实验气压范围内均出现了极小值;保护间隙的压比(UP/UC)在2.10~2.94之间;SPG的响应时间随气压升高而增大。     

低气压条件下间隙型浪涌保护器气体放电特性的试验研究

针对低压配电系统I类试验浪涌保护器防雷设计要求,研究了低气压条件下气体辉光放电和弧光放电的变化规律及间隙放电的响应时间。试验在低气压条件下进行,试验电压为直流电压,电极材料为钨铜,电极直径10 mm,电极间隙距离2～5 mm。试验结果显示,气体辉光放电到弧光放电的转换时间随着气压的升高而增加;在响应时间小于100 ns条件下,随着间隙距离增加气压范围逐渐减小。对应于间隙距离2、3、5 mm,满足时间小于100 ns条件的气压范围分别为小于100、60、40 Pa。     

基于伪火花开关控制的脉冲氙灯电源研究

为满足爆轰试验高速摄影测试技术中脉冲氙灯照明系统的需求,设计了一种充电电压0~15 kV、储能电容100μF、可分别驱动规格为φ20 mm×500 mm×620 mm和φ50 mm×720 mm×1 080 mm两种脉冲氤灯的电源。采用在光触发信号作用下,一是将高压触发源输出15 kV的脉冲信号,通过绕丝方式对脉冲氙灯进行启辉使其瞬间导通;二是利用伪火花开关(PSS)导通机理将存储在电容上的能量,经电感后迅速转移到脉冲氤灯上对其放电即点亮氙灯。最终在两种脉冲氙灯上分别得到电压约5 kV,15 kV,电流3 kA,8 kA、发光持续时间分别为200μs和100μs的脉冲信号。通过实验结果验证所采用的设计原理及方法的可行性,并给出实验结果。     

过电压保护间隙主动场击穿触发回路的研究

为提高过电压保护间隙SPG的保护水平以及与后级过电压保护器件之间的能量配合,设计了基于场致触发的主动型过电压保护间隙,建立了过电压保护间隙的主动触发回路的电路模型,得到了回路元件参数的数学表达式,优选了触发回路的元件参数并进行了过电压保护间隙性能的实验验证。实验结果表明主动场击穿触发回路有效提高了过电压保护间隙的保护水平:当放电间隙间距d在0.55～2.1mm的范围内,主动型过电压保护间隙的冲击击穿电压U_(pulse)与直流击穿电压UDC的压比K减小至被动型过电压保护间隙压比的50%左右;在放电间隙间距d=0.95 mm的条件下,随着冲击电压峰值U_m从3.6 kV升高至6.5 kV,U_(pulse)由3.36 kV上升至4.55 kV,明显低于被动型保护间隙6.41kV的冲击击穿电压值。研究结果为主动型过电压保护间隙性能的提升、不同特性的过电压防护间隙的精确配合、过电压防护的机理及其应用技术的研究提供了理论与实验基础。     

一种10 kV方波电压发生器

为了对高电压分压器进行实验标定,研制了一台最高输出电压为10 kV的方波发生器。它由直流高压源、脉冲形成线、高气压气体火花开关和脉冲传输线构成,以波阻抗为50Ω的聚乙烯高频同轴电缆作为脉冲形成线和脉冲传输线,并采用紧凑型氮气火花开关,改变脉冲形成线的长度和开关的气压可分别改变方波脉宽和幅值(3~10 kV)。实验中脉冲形成线的长度为10 m,对应的方波脉宽为100 ns。开关中氮气为0.2~0.7 MPa时,输出方波前沿的上升时间为14.1~1.5 ns,随气压的上升而急剧下降,且上升时间和气压的关系式不同于由J.C.Mar-tin公式推导的结果。0.7 MPa时间隙静态击穿场强高达500 kV/cm,为输出方波上升时间大大减小的根本原因。由上述实验知:该方波发生器完全适合于高电压分压器的实验标定。     

LCR触发多级多通道火花开关的设计及其性能分析

为了进行电粉碎岩石和等离子体灭菌的实验研究,研制了一种LCR触发多级多通道火花开关。采用μs上升前沿的初级脉冲充电电源对低电感陶瓷电容充电,以火花开关作为短脉冲形成开关。在600Ω负载电阻下,测试了火花开关的工作性能。利用脉冲电源开展水中灭菌实验,考察了开关的工作性能。实验发现:当气体间隙总长为14mm时,开关的导通电压范围为29～45kV。当火花开关的工作电压为34kV时,火花开关平均导通时延和抖动分别为115μs和71μs;负载上峰值功率为1.776MW;电阻上获得的电压波形基本一致,电压幅值在33.4～34kV范围内,电压的上升时间范围为23～28ns;开关的能量损耗为8%,其中触发电路引起的能量损耗为2.163%。火花开关在累计工作2.5万次后,电极烧蚀均匀,厚度无变化。火花开关分别在有、无LCR触发电路情况下连续运行20次的对比实验证明,LCR触发方法能够显著提高多级多通道的火花开关工作的稳定性。     

电极材料及间隙距离对间隙型浪涌保护器保护特性的影响

针对空气间隙型浪涌保护器(surge protective device,SPD)存在的问题,在低气压条件下研究了电极材料及间隙距离对间隙型SPD保护特性的影响,研究内容包括直流电压击穿特性、电压保护水平和响应时间.实验电极分别由钨铜和石墨材料制作而成,圆形电极,直径10 mm,间隙距离1～5 mm,气压范围20～60...     

低压高温条件下纳秒脉冲针-板放电初步实验研究

为了研究高超声速飞行器进气道内气体的放电特性,建立了低压高温环境下针-板放电实验系统,采用纳秒脉冲电源,开展了气压范围500~1 500 Pa、温度范围50~400℃条件下的直接驱动式放电实验。研究表明:当温度为50℃、气压为500 Pa时,针-板之间均存在形态为从针尖向板面扩散的柱状放电通道,而且随着气压的升高柱状通道逐渐向中心处收缩;在温度较低的情况下,峰值电压主要受气压的影响,并随着气压的升高而升高,在50℃、1 500 Pa时峰值电压达到了1 810 V;在温度较高时,若气压较低,温度的升高对峰值电压影响较小,而气压较高时,峰值电压的变化受温度影响较大,并随着温度的升高而降低,在1 500 Pa、400℃时峰值电压降为1 250 V。实验结果对后续研究超声速气流中纳秒脉冲放电特性与机理提供参考。     

低气压大体积等离子体发生及其电参数特性研究

低气压大体积的均匀等离子体在材料处理、催化剂的活化和再生等领域有很好的应用前景。为研究理想的低气压大体积等离子体发生装置,在自制的真空反应器中采用平行板电极,在10~100 Pa的气压下,利用脉冲宽度小于50μs、峰值电压小于3 kV、频率50~104 Hz的双极性脉冲源,发生了最大体积约为21 L的均匀等离子体。对放电时反应器的电压电流波形进行了测试,获得在不同压强的空气、氧气、氩气介质,不同的电极间距下,放电的起始电压,以及空气中等离子体功率随气体压强、电极间距、极板面积、脉冲频率及电压峰值等不同参数变化的数量关系。结果表明:在3种介质中均获得了大体积均匀等离子体,最大体积为21 L,且空气中气压50 Pa时,生成等离子体的均匀性和放电的稳定性较好;在20~100 Pa的空气中,电极间距为10~30 cm时,放电起始电压随着气压和电极间距增大而增大;放电的功率密度与极板面积无关,随气压、脉冲频率、电压的增大而增大,随电极间距的增大而减小。     

电涌保护器脱离器的设计与研究

阐述了SPD脱离器的重要性,从不同功能脱离器的设计要求入手,重点对SPD脱离器的热保护功能和过电流保护功能进行了研究。通过对其中涉及的关键技术进行研究并提出解决方案,总结出不同功能脱离器的设计要点。     

继电保护整定单管理系统的应用研究

长期以来,传统的继电保护整定单管理广泛采用基于纸质的人工管理模式,工作量较大,存在问题较多。随着电网的飞速发展,大量保护整定单的上报、检索、浏览、审批流程等管理工作日益繁琐。本文系统采用工作流技术、电子签名技术、利用计算机网络实现了整定单管理业务过程的自动化、网络化,极大地提高了业务处理效率,具有较高的实用价值。     

阻抗匹配平衡变压器的三继电器差动保护接线方式

本文依据电力变压器的继电保护设计技术规程要求，分析了阻抗茶杯平衡变压器高低压侧电流的组合规律，确定了最优化数学模型，在此基础上设计了原理正确，电路新颖，接线简单，功能齐全、工作可靠的三继电器差动保护接线方式，解决了阻抗匹配平衡变压器差动保护的关系，人有推广应用价值。     

绝缘防护结构及应用

提出了绝缘防护结构的概念,以水轮发电机绝缘为例,介绍了电机端部、槽内及引接线绝缘防护材料和防护结构。绝缘防护结构,对未来电机绝缘的发展具有实际应用价值。     

阻抗匹配平衡变压器的两继电器差动保护接线方式研究

根据阻抗匹配平衡变压器高低压绕组接线方式和运行特点,根据变压器差动保护对接线方式的要求,深入研究了阻抗匹配平衡变压器高低压侧各电流的变化规律,提出了适用于这种变压器的三种差动保护接线方式,这三种接线方式能保证在各种正常运行方式下和各种外部短路时,各差动继电器的两差动臂电流大小相等、相位相同,差动继电器可靠不动作;而当发生各种内部短路时,至少有一个差动继电器流入短路电流的二次值,差动继电器将灵敏反应、可靠动作切除短路故障。     

建议设计系列保护角塔型以适应不同地区防雷要求

在我国无论是什么地形条件、什么气象情况、什么雷电日,都基本上使用一种保护角的几种基本塔型,因此造成了山区输电线路或南方多雷地区线路防雷效果差、雷击跳闸率远比设计值高的现象.为了解决这一问题,文章从雷电绕击的角度分析,结合国外的实例,按不同的地面倾角,设计了一系列"同型不同保护角"的杆塔,这样就能使同一条线路具有基本一致的屏蔽效率.     

智能化保护继电器的发展概况

在介绍了国内外智能保护继电器的现状的基础上,阐述了智能化保护继电器实现电动机保护的保护理论及其主要特点,并提出了今后智能化保护继电器的发展方向。     

进口保护应用问题探讨

本文通过对TLSIB和LFCB保护装置运行情况的分析,探讨了该型号进口保护在运行中产生的问题和改进措施。     

保护信号远方传输方式的探讨

介绍了电力系统保护信号的特点及其传输方式,并分析了各种传输方式的利弊。指出了保护信号的数字化、利用光纤通信进行线路保护信号的传输是线路保护信号传输的发展方向。提出了几种基于光纤通信（同步数字系列、异步转移模式和网间协议）的方案。