35kV金属氧化物避雷器雷电冲击老化性能的研究

研究了在连续雷电冲击电流(8/20μs)作用下,35 kV金属氧化物避雷器小电流特性与残压特性的变化规律,以及避雷器内部电阻片的老化特点及失效方式。35 kV避雷器受到连续雷电冲击时,存在一冲击阈值(850次),当冲击次数低于该阈值时避雷器小电流及残压特性几乎不变,当冲击次数大于该阈值时,避雷器小电流及残压特性发生明显劣化;雷电冲击造成避雷器的失效主要是由内部电阻片沿面闪络引起的,并在避雷器接地端首先发生沿面闪络现象;氧化锌电阻片受到雷电冲击后性能出现方向性差异。该研究为35 kV等级的避雷器运行的雷电冲击老化寿命评估和失效方式预防提供了实验依据。     

500kV同塔双回输电线路绝缘子雷电冲击响应研究

近年来雷击造成的线路跳闸逐渐增多,因此绝缘子绝缘性能是保障输电线路平稳运行的关键之一。为了研究绝缘子在雷电流下的冲击响应,笔者运用电磁暂态软件CDEGS建立了500 k V同塔双回输电线路雷击冲击响应模型,计算不同雷电流波形参数及不同杆塔参数下绝缘子两端电压差值峰值,并分析其随参数变化的雷电冲击响应规律。计算结果表明,幅值为10 kA的标准指数雷电流流过杆塔塔顶时,绝缘子两端电压差峰值为142 k V;在一定范围内,随着波前时间加长,横担长度变长,杆塔高度减小,土壤电阻率越高,绝缘子两端冲击电压差峰值越小,越不容易被击穿;土壤电阻率越高,避雷线电流峰值越大,避雷线的分流作用越明显。     

大型变电站接地网雷电冲击暂态特性的仿真

为了更深入掌握雷电冲击下大型变电站接地网的暂态特性,指导变电站的防雷接地设计,建立了大型变电站雷电冲击暂态特性的仿真模型。在此基础上,使用矩量法(MOM)在不同土壤电阻率、不同地网边长、不同网孔大小以及不同雷电流波头时间等情况下分别进行了接地网的雷电冲击暂态特性的仿真计算。结果表明:土壤电阻率越大,接地网的冲击接地特性越呈现出阻性;地网面积越大,接地网的冲击接地特性越呈现出感性;网孔大小对接地电阻的影响不明显,当网孔边长从50 m下降到10 m时,接地网的工频接地电阻与冲击接地电阻分别下降了22.95%和5.63%;随着雷电流波头时间的增加,接地网的冲击接地电阻与冲击系数近似线性下降。     

冲击岩爆试验系统研发及试验

依据岩爆发生时的力学状态,岩爆可以分为应变岩爆和冲击岩爆两大类型。冲击岩爆是深部岩体受静荷载和冲击动荷载共同作用所致,其试验系统的研发是岩石力学界的难题之一。设计并研发冲击岩爆试验系统,并进行冲击岩爆试验。该试验系统设计16种简谐波,通过其组合叠加,可以实现对开挖爆破、顶板垮落、断层滑动等冲击扰动波的模拟。试验采用加载至三向不同应力状态下的带圆形贯穿孔洞的立方体砂岩试样,在σ1方向施加扰动波,σ2,σ3保持在恒定应力水平的加载方式,通过伺服控制系统,实时采集砂岩试样冲击岩爆过程中的力和位移数据,获得全过程三向应力–应变曲线。通过图像采集系统,实时拍摄砂岩冲击岩爆全过程,获得该类型岩爆过程剥离、弹射等特征现象。并进行类似的静力加载破坏试验,观察其破坏现象与冲击岩爆过程的差异。通过对巷道单元岩体动应力和能量的分析,建立冲击岩爆的动应力和能量判别方法。     

一次冲击试验设计

针对现场爆破试验成本较高,风险较大,后期实验数据的获得较为复杂,面向学生群体不切实际等问题,采用了理论分析和实验研究相结合的方法,设计了一种简单易懂的冲击试验,分别对粘土堵塞结构和胀裂管状堵塞结构的堵塞效果进行了测试,结果表明:在相同摆角的情况下,重锤对胀裂管状堵塞结构的冲击位移远小于重锤对粘土堵塞结构的冲击位移,胀裂管状堵塞结构的堵塞效果优于粘土堵塞结构的堵塞效果。重锤冲击试验的设计为面向学生群体的冲击试验提供了一种可行性方法。     

智能建筑弱电系统的雷电防护设计

随着我国建筑行业的不断发展,智能建筑的水平也有了很大的提高。对智能建筑弱电系的防需设计进行研究对于我国建筑行业的发展具有重要的意义。本文通过对智能建筑弱电系统雷电防护的介绍,提出了具体的设计方法,旨在为我国建筑事业的发展提供参考。     

智能建筑弱电系统的雷电防护设计

本文针对建筑物内弱电系统的特点,结合工程设计的实际,从直击雷防护、弱电系统雷电防护、共用接地系统、屏蔽、等电位连接、合理布线、电涌保护器的设计原则等方面入手,总结了电子设备针对雷电感应的各类防护措施,对"如何使建筑物内弱电设备的雷击损害降到最低程度"这个问题进行了深入探讨,其中重点论述了浪涌对弱电设备的危害及其预防措施。     

工业自动化系统的雷电防护

工业自动化技术是一种运用控制理论、电子设备、仪器仪表、计算机软硬件技术及其他技术,对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策,达到增加产量、提高生产效率和质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术,工业自动化技术对社会经济的快速发展起着非常重要的作用.但是,由于工业自动化系统是由许多电气电子设备组成,因此,在实际的生产中会遭遇到如雷电、操作过电压等强电流,高电压的袭击,从而造成原本十分脆弱的电子设备的损坏,对生产活动产生重大的损失.     

棒-板-棒组合间隙雷电冲击特性试验研究

在电力系统中,常存在一些由悬浮物体和空气间隙构成的组合间隙,其放电行为相较常见空气间隙更为复杂,放电特性规律难以总结。针对此,设计了一种含悬浮金属板的棒-板-棒组合间隙试验装置,开展了棒-板-棒组合间隙在雷电冲击电压下放电特性的试验研究,并分析了电压极性、金属板尺寸和金属板位置对组合间隙的放电特性的影响。研究表明,金属板放置于间隙正中时,能够提升间隙的雷电冲击击穿电压。不过当金属板在棒电极附近时,击穿电压可能会低于棒-棒间隙,且不同电压极性下的情况存在差异。此外,金属屏障会增大间隙的放电时间分散性,并改变放电路径。     

基于雷电电流冲击温升特性的带串联间隙线路避雷器状态监测系统

带串联间隙线路避雷器在长期使用过程中电阻片容易受潮,导致其可靠性逐渐降低,存在安全隐患。目前带串联间隙线路避雷器仅能通过安装的放电计数器来观察其运行状态,但该方法忽视了电阻片受潮及绝缘部件老化等问题,仅凭大电流冲击次数来判断带串联间隙线路避雷器的状态,具有一定的分散性,容易产生误判。针对此问题,本文基于雷电电流冲击温升特性研发了一种带串联间隙线路避雷器状态监测系统,该系统主要由避雷器数据采集器、手持巡检终端、后台数据库及主站监控系统四部分组成。经测试,该系统运行良好,能及时监测带串联间隙线路避雷器的运行状态。     

计及冲击电晕的输电线路雷电过电压影响因素研究

基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,在考虑了冲击电晕对雷电过电压影响的同时,研究雷电流波形与幅值、避雷线布置方式、杆塔塔型、导线布置方式(包括导线排列方式、导线分裂数)、接地电阻等因素变化时,杆塔塔顶或导线上雷电过电压的特点及其参数关系,用以找到各种情况下输电线路雷电过电压的关键影响因素。结果表明:冲击电晕对输电线路雷电过电压的影响很大;雷电流幅值与波形、杆塔塔型、接地电阻对输电线路的反击过电压有较大的影响;而雷电流幅值与波形、避雷线布置方式、导线分裂根数对输电线路的绕击过电压有较大的影响。     

基于四阶电路模型的特高压变压器雷电冲击电压试验波形调试研究

雷电冲击电压波形正确与否对于雷电冲击电压试验的有效进行至关重要.本研究利用EMTP软件搭建接入变压器后的四阶雷电冲击电压试验回路,分析波头电阻选取对波前时间和峰值过冲系数的影响.讨论将四阶系统电路简化为三阶电路时变压器等效电感和电阻选取的限值.针对波头电阻选取存在的困难,分析阻尼装置对电压波形参数调整的作用.研究结果表明:波头电阻的增加能够有效抑制雷电冲击电压波形的振荡,降低峰值过冲系数;当且仅当回路内部电感和负荷电容都较小时,存在波头电阻选择区间使得波前时间和过冲系数同时满足标准要求,否则波前时间或过冲系数难以同时符合标准要求,回路中需要额外增加阻尼装置.阻尼装置时能够有效降低峰值过冲系数,使得产生的波形更加容易达到标准.当变压器等效电感和电阻处于一定限值区间内时,四阶雷电冲击电压试验回路能够转化为三阶电路以简化分析.     

冲击回波法检测套筒灌浆密实度现场试验研究

采用冲击回波法对装配式剪力墙套筒灌浆密实度进行现场原位试验,分析了单排、双排对称和"梅花形"布置套筒灌浆的测试结果,在灌浆完成的不同时间内以及在被测构件表面潮湿、有浮浆、灰尘的多种实际工况下进行检测.结果表明:冲击回波法可通过卓越频率和反射波速来判断套筒灌浆密实度,对于单排和"梅花形"布置套筒冲击回波法均可有效的判断灌浆的密实程度,对于双排对称布置的套筒,通过双面对测的方法可判断套筒灌浆密实度.检测面潮湿、有灰尘对检测结果没有影响,检测面有浮浆或是边缘套筒对检测干扰较大.在灌浆完成4 d后检测不会对检测结果产生影响.     

户外监控系统的雷电防护措施

本文从户外监控系统的雷击损害风险评估入手,通过各种防护措施的多组数据的计算比对,探讨户外监控系统的综合雷电防护措施与方法的性能和效果。     

一种水击特性试验系统

介绍一种水击特性试验系统,该试验系统主要用于低温加注系统设备流阻性能测试以及加注过滤器滤网强度性能试验研究,同时可应用于常规加注系统设备流阻性能测试.介绍水击特性试验系统的主要结构组成及性能特点.目前该设备已经完成现场安装和验收,各项性能指标均达到设计要求.经过近干台产品试验,该设备性能稳定可靠,对提高产品质量起到关键...     

一种基于位移电流的雷电中和方法研究

提出了一种基于位移电流的雷电中和方法,利用压敏电容与压敏电阻并联电路的暂态效应,在感应雷云电荷的同时激励位移电流并向空间辐射.位移电流到达雷云后,沿雷云的电离路径传播并转化为传导电流,从而产生中和雷云电荷的作用.文章阐述了基于位移电流中和雷电的原理,研制了一台雷电中和器原理样机.通过实验室测试,样机单次冲击脉冲电压响应...     

高压单芯电缆工频运行下金属护套雷电冲击电压的仿真研究

为了研究高压单芯电缆金属护套冲击电压的影响因素,本研究用PSCAD/EMTDC建立220 kV架空线-高压单芯电缆线路模型并仿真雷电绕击架空线后沿线入侵电缆的波过程,在工频运行条件下,通过改变电缆接地方式、电缆参数以及雷电流参数,研究对金属护套雷电冲击电压幅值的降低作用。结果表明：其他条件相同时,采用首端接地方式的不接地点金属护套雷电冲击电压幅值比末端接地方式和交叉互联接地方式降低约90%;由于金属护套在交叉互联点发生换位,导致金属护套雷电冲击电压幅值最大相在第二个互联点处由侵入相变为非侵入相;通过改变电缆长度、分段均匀度以及排列方式等方法对金属护套雷电冲击电压的降低作用有限,仍需增设电压保护器加以限制;雷电流入侵电缆工频电压波谷时,能比入侵波峰时降低约80%的金属护套雷电冲击电压。     

SPD在不同波形雷电流冲击下的极限应力研究

从实际环境中采集到的雷击波形出发,研究电涌保护器（SPD）在不同雷电流波形下的极限耐受能力,研究数据表明：SPD在不同雷电流冲击下的最大放电电流、通过电荷量与半峰值时间呈幂函数关系。通过此函数关系,可以将实际环境中采集到的电流波形对应应力转换为8/20μs波形下的测试应力,实现在SPD选型和研发测试阶段对所有波形雷电流进行防护设计。     

机载设备射频雷电抑制器的小型化设计

机载通讯系统中射频雷电抑制器的设计和安装需要考虑减小体积和降低重量。为了实现小型化设计,分析了射频雷电抑制器的工作原理,设计了绕线式结构的射频雷电抑制器的仿真模型,分析了不同绕线线芯的半径和绕线线芯到同轴线外导体表面间距对雷电抑制器工作带宽的影响。制作了线芯半径为0. 25 mm,线芯距同轴线外导体表面1. 5 mm,体积为30 mm×15 mm×15 mm,质量为35 g的小型雷电抑制器样品。样品的测试结果与仿真计算结果进行对比,结果表明:插入损耗和电压驻波比基本一致,在2～3 GHz内通信性能良好。根据RTCA/DO-160G标准对样品进行了雷电瞬态感应冲击实验,实验结果表明:该样品雷电抑制性能良好。     

接地模块冲击特性的试验研究

介绍了非金属接地模块的组成及降阻原理,通过冲击电流试验平台,在不同土壤电阻率下分别对不同大小、不同形状、不同材料的接地体进行冲击电流试验。分析试验数据结果表明,施加不同冲击电流时,相同散流面积下圆柱形接地模块的散流效果比长方体形的散流效果好,冲击电流越大效果越明显;随着接地模块体积和散流面积的增加,降阻效果的增加呈饱和趋势;接地模块的降阻率不随土壤电阻率的改变而改变,土壤电阻率越高,接地模块的降阻效果越好;石墨型接地模块的降阻效果堪比传统金属接地体,石墨部分降阻效果非常明显,为工程应用提供参考。