稍不均匀电场中SF6气体的工程击穿场强

介绍国外一些对在稍不均匀电场中SF6气体的工程击穿场强的研究现状，并说明了电场均匀程度的一种判断方法。     

基于均匀电场的消雷器应用效果分析研究

在自然界中,雷击是一种较为常见的灾害,每年都会造成很多的人员伤亡和设备损坏。而传统避雷针存在较多问题,如保护范围小和存在感应过电压等,现场尝试采用基于均匀电场的新型消雷器进行雷电防护,但是该装置的防护效果一直存在争议。因此利用有限元软件COMSOL对该装置的防护效果进行分析,建立消雷器电场仿真模型,分析其在雷云天气下的周围电场分布,并将其放电现象简化成针板电晕放电,再加入横向风的影响,最终得到不同风速下中和电荷的传递效率。通过这些研究对该装置能否有效防雷展开分析,经仿真研究考虑到该装置的使用效果与自然环境关系密切,同时有效的使用条件较为苛刻,目前须谨慎采用消雷器在现场使用。     

稍不均匀电场中绝缘子附近导电微粒受力分析

建立稍不均匀电场中绝缘子附近的自由导电微粒所受作用力的2-D计算模型,通过对微粒表面Maxwell应力张量进行计算,得到微粒在电场中所受的静电力。改变电极倾斜角、绝缘子材料以及绝缘子的外形,对影响自由导电微粒运动的因素进行了分析,结果显示通过减小高压电极倾斜角度,减小绝缘子材料的介电常数,并采取合适的绝缘子外形, 可减小微粒受到的向上的静电力和微粒受到的指向绝缘子方向的水平静电力,从而可以减小微粒浮起和附着于绝缘子表面的概率。     

均匀电场中SF6及其替代气体雷电冲击特性实验研究

SF6气体因其温室效应所带来的问题被越来越多的人所重视,C5F10O(C5)、C4F7N(C4)及其与Air或CO2的混合气体被认为是目前最具潜力替代SF6的绝缘介质.文中基于搭建的可拆实验装置和平台,以板板、同轴两种典型电极结构,实验研究了均匀电场中SF6及其替代气体雷电冲击特性.结果表明:SF6、C5/Air和C4...     

极不均匀电场下绝缘油中气泡动力学特性与迁移机制

变压器油中气泡的存在容易引发局部放电,导致绝缘油劣化。为厘清油浸式电力设备内部复杂电场作用下气泡的迁移与畸变规律,该文通过实验方法观测绝缘油中气泡在极不均匀交流电场作用下的动力学特性,并利用数值模拟分析气泡在不同场强下的迁移路径、速率、畸变程度等特征。结果表明,电场力对气泡具有拉伸和推离作用,且会加速气泡的上升运动,对微米级气泡尤甚,气泡被拉伸的方向始终平行于电场方向。场强足够大时,小气泡会出现“成对”上升现象,对电场的增强效应变大,“气泡对”交界面处场强增强系数可达2.28,使得气泡内部更易发生局部放电,应在设备设计和运行时引起重视。实验与仿真结果基本一致,验证了仿真模型的合理性。     

极不均匀电场中负直流电晕放电紫外特性

为了对极不均匀电场中负直流电晕放电强弱进行评估,必须对电晕放电产生的紫外光子计数进行定量分析。通过棒-板电极中负直流电晕放电进行了Trichel脉冲频率、电晕电流及紫外光子计数的测量,得到了试验电压、Trichel脉冲频率、电晕离子电流与紫外光子计数之间的相互关系。试验结果表明,在距离放电点相同距离、相同增益时,Trichel脉冲频率与试验电压近似呈线性关系,且在不同棒-板距离时,试验电压对脉冲频率的影响梯度基本相同,在3.6~4.2之间;紫外光子计数与试验电压及Trichel脉冲频率均近似呈2次方关系,而且紫外光子计数与频率在一定电极距离范围内存在固定函数关系。这一结论为紫外仪在电晕缺陷检测方面奠定了基础。     

非均匀电场测量系统的研究与设计

当输电线路跨越民房或蔬菜大棚等时,下方电场因复杂环境的畸变作用而分布不均,敏感点内狭小区域电场的准确测量成为电磁环境研究的关键问题.目前,国内对非均匀电场测量原理和系统研究较少,文中结合现有系统测量原理和方法,通过球形和盒形两种测量系统对电场的影响结果分析,设计了球面上三对沿X、Y、Z轴相互垂直排布的用于狭小空间测量的非均匀电场测量系统,结合悬浮体电场测量原理分析非均匀电场值计算方法,仿真验证了非均匀电场测量误差在10％以内.测量系统实际测量误差在8％以内,从而有效的验证了小尺寸测量系统可有效测量非均匀电场.     

非均匀电场下原油乳化液脱水特性

为了提高陆上及海上原油平台的脱水效率,利用同轴圆柱电极结构开展了乳化液在非均匀电场下的脱水特性研究;通过分析水滴在非均匀电场中的极化特性,建立了水滴极化及受力模型,分别对水滴运动、聚结和破裂的动力学特性进行了分析。研究结果表明:随着非均匀系数的升高,乳化液脱水速度增大;在一定范围内提高电场非均匀系数有利于乳化液最终含水率的降低,但电场非均匀系数过高容易造成电分散。在非均匀电场中,水滴受到的介电泳力和水滴之间的偶极聚结力与电场场强、水滴半径、电场的非均匀系数成正比,与水滴距电极中心的距离和水滴之间的距离成反比。水滴电分散场强与水滴电荷面密度、水滴粒径、表面张力有关,当水滴发生荷电后,其电分散场强减小。所建立的非均匀电场脱水模型较好地解释了电脱水试验现象,可为高效电脱水器的设计提供依据。     

均匀电场作用下绝缘材料表面流注发展研究综述

绝缘子沿面闪络是输电线路设计和运行中面临的重要问题。流注的产生和发展是绝缘发生先导和闪络前的重要阶段,研究绝缘材料表面流注产生和传播对输电线路绝缘的设计和优化有很重要的意义。绝缘材料流注发展研究采用的实验装置是"三电极"结构,两个极板平行放置用以产生均匀电场,绝缘材料垂直放置在两极板之间,与下极板绝缘的针尖通以脉冲电压产生流注放电,均匀电场中流注的发展很少分叉,可以忽略空间电荷的影响。基于此,综述了绝缘材料表面流注发展的研究现状,介绍了绝缘材料性能、材料外形、外加电场、外加脉冲电压幅值等因素对绝缘表面流注发展的影响,总结了近年来绝缘材料表面流注发展所取得的成果,也提出了研究中尚不能合理解释的现象以及有待深入研究的问题。     

极不均匀电场中CF3I-CO2混合气体雷电冲击绝缘特性的研究

以含10%CF_3I气体的CF_3I-CO_2混合气体为研究对象,研究了极不均匀电场中CF_3I-CO_2混合气体在正、负极性雷电冲击电压下的绝缘特性。结果表明:在0.1～0.3 MPa气压内,极不均匀电场中CF_3I-CO_2混合气体在正、负极性雷电冲击电压下的50%击穿电压均随着电极间隙距离的增大而逐渐升高,且增长趋势近似为线性,但在0.3 MPa气压下,正极性雷电冲击电压下的50%击穿电压曲线则呈现出一定程度的饱和趋势;当间隙距离较大时,极不均匀电场中CF_3I-CO_2混合气体在正极性雷电冲击电压下的50%击穿电压均比负极性雷电冲击电压下的低;但当间隙距离较小时,CF_3I-CO_2混合气体在正极性雷电冲击电压下的50%击穿电压比负极性雷电冲击电压下更高。     

极不均匀电场下油流速度对变压器油中气泡动力学行为的影响

为研究复杂电场下变压器油流速度对油中悬移气泡迁移与畸变的影响规律,本文利用数值模拟的方法分析了气泡在不同油流速度下的迁移路径、畸变程度等特征。结果表明：当油流速度小于0.24 m/s时,气泡形状会发生周期性变化,其变化频率约为100 Hz。油流速度与气泡偏移高压锥极的距离、气泡畸变率、气泡内最大电场强度成正相关。     

锥尖棒－平板间隙电场不均匀系数的近似公式

本文分析了以往计算锥尖棒－平板间隙电场不均匀系数公式的局限性，采用ＣＳＭ对这种间隙电场进行了数值计算。根据计算结果讨论了锥尖棒电极圆柱体半径和长度对间隙电场的影响，并利用数据拟合方法给出了含圆柱体半径的锥尖棒－平板间隙电场不均匀系数近似计算公式。     

橡胶表面分离水珠在不均匀电场中的放电特性分析

通过针板电极模拟硅橡胶表面的极不均匀电场,研究硅橡胶表面分离水珠在不均匀电场中的放电特性,结果发现:在针板电极电场中,水珠的数量要达到一定程度后才能显著影响硅橡胶表面的闪络电压,少量分离水珠处于硅橡胶表面时闪络电压基本不变;水滴体积对不均匀电场中的闪络电压影响较小;硅橡胶表面闪络电压随分离水珠电导率的增大而减小。     

不均匀污秽下110 kV绝缘子串电场分布

研究了110 kV XWP-160绝缘子在洁净和污染条件下的电位和电场分布,分别在洁净、均匀污染和不均匀污染条件下对绝缘子串进行了COMSOL仿真,设置了不同污秽等级。模拟过程中发现,电场分布整体“马鞍”形状,中部电场较低且平稳;贯通电极的湿污秽有使高压电极附近电位分布变平缓的趋势,电位分布均匀,且污秽均匀时效果较好;随着上下表面不均匀程度的增加,瓷绝缘子串闪络电压增加,因为各畸变电场位置很难形成放电。研究结果将进一步加深对XWP-160绝缘子在各种不均匀污秽环境下的性能的认识。     

基于紫外成像技术的极不均匀电场电晕放电

为监测电气设备外绝缘缺陷、灵敏观察和准确定位电晕放电,以紫外光谱特征量为量化电晕放电强度的表征参数,以相同工频电压等级下的放电水平和电晕脉冲电流峰值作为量化比较参数,在基本相同的大气条件下,利用紫外成像技术试验研究了极不均匀电场工频电压下电晕放电。结果表明,电晕放电强度量化表征参数与量化比较参数之间的对应关系很好;表征参数可反映电晕放电的几个阶段;结合紫外成像反映的放电形态,可分辨电晕放电过程的各阶段,且紫外光谱特征量在电晕放电过程各阶段的分布具有一定的统计规律。最后提出选取流注放电阶段的紫外光谱特征量交集作为空气间隙击穿的注意范围判据。     

基于密度泛函理论的变压器绝缘油电老化机理研究

为研究绝缘油在电场作用下的老化机理,构建了3种碳原子数为15的绝缘油烃分子模型,利用基于密度泛函理论的M06-2X泛函对分子模型在电场作用下的微观反应进行了模拟。结果表明:3种烃分子随电场的增加呈现出大致相同的变化趋势,但存在着一定的差异。随着电场强度的增加,分子的空间结构逐渐舒展开来,总能量和动能逐渐减小,势能逐渐增大,偶极矩逐渐增大,导致分子的稳定性逐渐降低。分子最高占据轨道与最低未占据轨道分别在分子链两端表现出亲电反应活性和亲核反应活性,能隙随电场的增加逐渐减小,分子链端部原子反应活性较强。其中,链烷烃在3者中分子最不稳定,最容易发生化学键断裂,导致分子裂解;环烷烃和芳香烃会先发生开环反应导致分子链的裂解。