覆冰绝缘子串闪络过程试验分析

为了研究绝缘子冰闪放电机理,对污秽条件下覆冰瓷绝缘子串融冰期闪络过程进行了试验研究,分析了覆冰闪络过程中绝缘子串电弧发展、泄漏电流及其频谱特性的典型变化规律。结果表明:覆冰绝缘子串闪络过程可以分为初始阶段,间歇性局部电弧阶段,电弧发展阶段,临界闪络阶段和闪络阶段;各阶段放电现象明显,泄漏电流峰值具有明确的分界值;随着泄漏电流的增大,电流与电压的相位差减小,非线性程度降低;起始阶段泄漏电流峰值10mA,谐波含量最低;产生间歇性局部电弧时泄漏电流谐波含量最高;闪前泄漏电流波形平滑,谐波含量降低;覆冰绝缘子闪前电流随着表面附盐密度的增加而增大。     

750 kV防冰型复合绝缘子冰闪试验研究

复合绝缘子以其优良的耐污闪性能在电力系统中得到广泛应用,然而普通伞形复合绝缘子的伞裙在覆冰情况下很容易被冰棱桥接,覆冰后复合绝缘子的绝缘特性明显下降.近年来,覆冰引起的输电线路和变电站绝缘子闪络事故对电力系统的安全稳定运行造成了严重威胁.国内外对输电线路及变电站覆冰绝缘子的闪络特性进行了大量研究,但大多以短串为主,针对超高压和特高压全尺寸完整串绝缘子的相关研究还比较少.开展了4种不同伞形的750 kV复合绝缘子的冰闪试验,结果表明:复合绝缘子加超大伞后,绝缘子的覆冰过程和最终覆冰状态不同,加装7,9,10个超大防冰伞复合绝缘子的闪络电压较普通型的分别高12.3％、25.8％、27.7％;冰闪电压随着防冰伞数量的增加呈上升且逐渐饱和的趋势,750 kV线路复合绝缘子的防覆冰伞形优化需选择合理的防冰伞裙间距离.     

热稳定试验中的550kV环氧浸渍纸油-SF6套管介质损耗特性

为研究550kV环氧浸渍纸油-SF6套管的介质损耗特性,掌握温度、试验电压等因素对这种套管介质损耗因数的影响规律,利用中国试制的第1支550kV环氧浸渍纸油-SF6套管样机进行了不同温度下的绝缘热稳定试验。试验结果表明:不同温度下样机介质损耗因数随测量时间的增长而减小,且趋于饱和;样机在某一温度达到热稳定状态后,测量电压的大小对介质损耗因数结果影响很小;在测量温度范围内,样机的介质损耗因数随套管温度的升高先减小后增大,与环氧树脂材料介质损耗因数随温度变化的规律相同;样机在常温至运行温度范围内均有良好的介质损耗特性;试制该样机所采用的主绝缘材料性能稳定可靠。     

船用等离子体推进器的初步设计

为了解决原有船舶推进方式存在的缺陷,设计了包括等离子体发生器和等离子体加速器两部分的船用等离子体推进器,并分析了以水为推进剂等离子体发生器内起弧放电过程、起弧放电条件和热量平衡关系;建立了等离子体加速器的物理模型。设计等离子体发生器时,要求等离子体发生器内水电阻尽量大,保证等离子体发生器电极间能起弧放电;要求等离子体发生器电极间的空腔尽量大且水在发生器内停留时间足够长,以便从电源处获得足够多的能量,保证发生器喷口处的喷出物为等离子体和气体混合物。为提高等离子体向后喷射的速度和等离子体的集中程度,在发生器出口处的等离子体运动区域引入均匀恒定相互正交的电磁场,以此来约束和加速等离子体,从而克服了从等离子体发生器中喷出的等离子体分散和推力不大的缺点。     

水中交流电弧放电特性测试与仿真

为了探讨交流电弧放电在废水处理中的应用,将经典的Mayr和Cassie电弧微分方程模型以串联电阻的方式联合起来,并针对液态工质的特点引入了最小电导参数,建立了适合水中交流电弧的数学模型;采用Matlab/Simulink软件将电弧数学模型转换为电路模型,对放电伏安特性进行了仿真分析;改变数学模型中的最小电导,分析了其对仿真结果的影响。研究表明,水中交流电弧放电存在气液两相放电,水的气化程度越大放电波形畸变越大,稳定的电弧放电实质上发生在水蒸气中,实测与仿真的电弧放电波形基本一致。最小电导参数与废水的电导率密切相关,电导率越小,电弧重燃电压越大,稳定燃弧电压越小。     

温度对环氧胶浸纸套管FDS特性的影响

为研究温度对环氧胶浸纸套管频域谱特性的影响,以便更准确地将介电响应技术应用于套管受潮或老化状态评估,设计了不同温度下胶浸纸套管绝缘频域谱(FDS)测量试验,运用电介质极化理论对频域介电现象进行分析,并建立扩展Debye模型,利用遗传算法和内点法辨识各支路参数,通过模型参量变化分析温度对频域谱特性的影响规律。结果表明,随着温度的升高,低频区(10^–3~1 Hz)复电容实部随着温度的升高显著增大,介损和复电容虚部频谱曲线整体向高频方向移动;建立的6支路Debye模型与实测值基本相符,绝缘电阻R₀随温度升高而减小,几何电容C₀基本不变;采用基于“频温平移因子”的主曲线技术可有效消除温度的影响,实现将已知温度下的频谱曲线折算到未知温度,扩展了频谱曲线的测量范围;频谱曲线的“平移因子”满足Arrhenius方程,利用“平移因子”计算得到的活化能约为31.92 kJ/mol。因此,利用频域介电谱法评估受潮或老化状态时必须考虑温度的影响,否则将导致评估结果失实。     

SF_6气体绝缘直流穿墙套管污秽闪络特性

为研究不同污秽条件下直流穿墙套管的污闪特性、空心复合绝缘子不同伞形结构对直流穿墙套管污闪特性的影响规律、直流穿墙套管内部导体和屏蔽结构对其污闪特性的影响规律,利用大型人工环境气候实验室开展了±400 kV SF_6气体绝缘直流穿墙套管人工污秽试验,获得了不同伞形穿墙套管和空心复合绝缘子50%污秽耐受电压与附盐密度(SDD)间的负幂指数关系式。研究表明:伞形结构为1大1小伞的空心复合绝缘子单位爬距闪络电压值要高于1大2小伞的空心复合绝缘子,有内部导体和屏蔽层的直流套管较没有内部导体和屏蔽层的直流空心复合绝缘子的U50%在SDD为0.08、0.15、0.20 mg/cm~2时分别提高5.3%、4.2%、5.3%,根据研究结论建议±1 100kV SF_6气体绝缘特高压直流穿墙套管外绝缘伞形结构设计可采用爬电距离利用率较高的伞形配置,且爬电比距不低于48 mm/kV。     

超高压交流线路长串绝缘子的冰闪特性

在覆冰、污秽、积雪、高海拔等因素综合作用下,输电线路绝缘子的绝缘性能将显著降低,因此研究其闪络特性对线路外绝缘配合具有重要意义。在带电覆冰下对超高压线路长串瓷和复合绝缘子进行了冰闪试验研究,考虑了覆冰前染污和均压环(含模拟导线)对冰闪电压的影响。研究表明:在ρSDD=0.1和0.05mg/cm2时,28片XWP2-160绝缘子串的冰闪电压较500kV线路额定运行电压分别约低20.5%和13.1%,在ρSDD=0.025mg/cm2时,约高2.3%;而在ρSDD=0.1和0.05mg/cm2时,FXBW4-500/160绝缘子的冰闪电压较500kV线路额定运行电压分别约低18.7%和12.0%,在ρSDD=0.025mg/cm2时,约高4.3%;在ρSDD和ρNSDD分别为0.1和0.5mg/cm2的重覆冰情况下,不带均压环的冰闪电压比带均压环时约高11.6%。研究结果可给我国线路绝缘子冰闪特性研究和重冰区超高压线路外绝缘配合提供参考。     

±1000kV电压反馈控制直流污秽试验电源参数选取及输出特性

随着我国特高压直流输电技术的发展,亟需±1 000 kV大容量直流污秽试验电源满足大尺寸污秽外绝缘的研究。通过对±1 000 kV电压反馈控制直流污秽试验电源进行建模仿真,分析了可控硅调节下回路的特性,以及滤波电容、调压器的超调量、试验变压器内阻抗、交直流保护电阻、交流分压器对电压跌落率的影响。滤波电容可根据公式进行选取;超调量一般取10%,不满足时可根据试验电压和污秽情况进行调整。试验结果表明:研制的±1 000 kV直流污秽试验电源在-800~-300 kV试验电压下的电压跌落率5%,满足标准的要求。同时验证了仿真计算结果以及试验电源参数选取的合理性,可用来指导高电压大容量直流污秽试验电源的研制和试验研究。     

典型缺陷油浸纸套管绝缘劣化特性研究北大核心CSCD

油浸纸电容式套管是目前电力系统中应用最为广泛的套管,发生的故障也相对较多。为研究油浸纸套管缺陷发展过程及绝缘劣化规律,采用多只72.5 kV油浸纸套管分别模拟进水受潮、极板边缘尖端、极板偏差及油中气泡等典型缺陷,在60℃油温下同时对缺陷套管施加42 kV电压和630 A电流进行长时电热联合试验,测量并分析套管绝缘电阻,tanδ、电容量、局部放电特征、频域介电谱曲线等参数的变化规律。测试结果表明,tanδ及电容量对套管绝缘受潮缺陷较为敏感,通过tanδ-f曲线及C-f曲线可分析套管内部水分热扩散过程;通过局部放电测试能有效发现套管油中气泡、极板偏差和极板边缘尖端缺陷,3种缺陷的主要区别在于局部放电t-f图谱中的脉冲放电等效频率范围不同;长时电热联合作用下,油中气泡缺陷套管最早出现绝缘劣化,总体劣化速率相对平缓。极板尖端缺陷套管前期劣化速度慢,但累积效应明显,tanδ及电容量在稳定一段时间后呈阶跃式增长。极板偏差缺陷套管出现绝缘劣化的时间最晚,出现劣化后的趋势与极板边缘尖端缺陷套管类似。研究结果可为套管故障分析及绝缘诊断提供参考。