气体流速对大气压氩气等离子体射流影响的实验与仿真

为了研究气体流速对Ar大气压等离子体射流(APPJ)的影响,首先对其进行了实验研究,并通过建立二维轴对称模型,数值仿真了Ar气流在空气中的流速与摩尔分数分布。考虑了高流速下湍流对APPJ的影响,耦合求解了连续性方程、N-S方程、K-ε湍流方程以及混合气体的组分输运方程。实验结果表明,随Ar流速的变化APPJ表现为层流、过渡态和湍流3种模式,当流动为过渡态时APPJ长度为最长。仿真结果表明,当流动处于层流时,随着流速的增加,径向的Ar速度与摩尔分数逐渐增大,这与APPJ长度随Ar流速逐渐变长的实验结果相符合;当流动处于湍流时,Ar的径向扩散陡然上升,Ar头部的摩尔分数下降,这也与实验中观察到的当Ar流速很大时射流长度反而变短的现象基本相符合。

UHF传感器GIS局部放电检测特性的实验研究

文中搭建了252 k V GIS局部放电实验平台,采用内置式、外置式UHF传感器以及自主研制的利用盆式绝缘子内部均压屏蔽环的抽取式环形UHF传感器,实验研究不同传感器的频率响应特性和在高压导体金属尖端、悬浮电位、盆式绝缘子边遗留金属垫片和自由金属颗粒等4种典型绝缘缺陷下的检测特性,并探讨了不同电压下局放的发展规律。结果表明,内置式、外置式和抽取式环形UHF传感器的检测频段分别在1.5 GHz以下、500 MHz至1.5 GHz、1 GHz以下,且抽取式环形UHF传感器在400 MHz左右其灵敏度最高。不同绝缘缺陷的局放检测结果表明,按PRPD谱图和放电严重程度,高压导体金属尖端可分为负电晕主导、正负电晕并存、正电晕主导以及"兔耳状"阶段,认为尖端附近空间电荷在阶段转变过程中起主要作用;悬浮放电逐渐由"尖端放电阶段"转变至放电幅值、密度及相位对称的典型悬浮式放电;盆式绝缘子边遗留金属垫片将由初始类悬浮放电转变至临界闪络状态;自由金属颗粒则可分为"跳动"、"舞动"和"滑移"阶段,放电主要集中在过零点附近。高压导体金属尖端、悬浮电位和自由金属颗粒缺陷的检测灵敏度为内置式传感器最高,外置式传感器最低,而对于盆式绝缘子边遗留金属垫片缺陷则是抽取式环形UHF传感器的灵敏度最高。

大气压短间隙Ar介质阻挡辉光放电的模拟分析

为了分析短间隙Ar介质阻挡放电(DBD)大气压辉光放电(APGD)的放电机理,建立了一维自洽流体模型,采用有限元法进行计算。得到了气体间隙压降、放电电流密度以及介质表面电荷的演化波形,及放电电流密度峰值时粒子和电场的分布。结果表明,该APGD为容性放电,每半个周期内发生一次击穿放电;表面电荷有着抑制当前放电,降低下一次放电起始电压的作用;依据场强与粒子分布可将放电空间分为阴极位降区、负辉区、正柱区及阳极辉光区,说明该放电为典型的辉光放电。在此基础上分析了材料介电常数ε对放电的影响,表明随着ε的增大,放电电流与表面电荷的幅值也相应增大,击穿时间略有提前。

550kV GIS现场交流耐压试验下放电故障的定位与分析研究

笔者结合超声波在线监测、放电电压值和SF6分解产物测量等多种手段,定位和分析了某变电站550 kV GIS现场交流耐压试验下的4处放电故障,总结研究了这几次放电故障,讨论了盆式绝缘子沿面闪络的主要原因,探讨了沿面闪络与缺陷局部放电、表面电荷输运之间的关系,认为盆式绝缘子表面金属颗粒易于起始负电晕放电,积聚负表面电荷,进一步畸变表面电场,提供放电通道发展所需的电荷;同时当盆式绝缘子与电极接触不良时,认为此时沿面放电易于起始于三结合点处的介质阻挡电晕放电,该放电的发展与带电粒子的迁移扩散运动是形成沿面放电的前提条件。最后提出了GIS超声波故障定位与分析以及相关实验与理论研究的几点建议。

利用气体绝缘组合电器盆式绝缘子内部均压屏蔽环诊断局部放电研究

为发展气体绝缘组合电器(GIS)局部放电的检测与诊断方法,提出利用盆式绝缘子的内部均压屏蔽环作为诊断GIS局部放电的一种新型超高频(UHF)传感器。采用时域有限差分(FDTD)法仿真研究了局放UHF信号传播的主要波导模式和内部均压屏蔽环作为UHF传感器的频率响应特性,进而开展了该新型传感器诊断3种典型绝缘缺陷的试验研究,并与商用UHF传感器的检测特性进行了比较。仿真结果表明:模型GIS的横电磁(TEM)模式分量最大、TE11其次,高次波导模式的截止频率主要分布在250 MHz^1 GHz附近;在3 GHz范围内,均压屏蔽环的共振频率点比较丰富,140 MHz左右存在1个最大谐振点。试验结果表明:该新型传感器的灵敏度明显高于外置式传感器,略低于内置式传感器;高压尖端和悬浮电位缺陷的主要频谱分布<1.5 GHz,与主要波导模式的截止频率仿真相符;均压屏蔽环UHF信号的最大共振频率约为115 MHz,与仿真值140 MHz相近。

利用累积能量函数特征参量优化提取的多源局部放电信号分离技术

变电设备内部有时会存在多个缺陷的局部放电,其放电模式识别及危险度评估的难度大大增加,为更有效地诊断设备绝缘状况,该文提出了一种基于累积能量函数特征参量优化提取的多源局放分离技术。利用时频域累积能量函数表征脉冲电流脉冲或特高频(UHF)信号的时频域变化,并采用数学形态学梯度运算提取了时频域累积能量的上升陡度参量。提出了以上升陡度参量的标准差作为分离性能评价指标,优化选取数学形态学梯度运算中的结构元素长度,提取此时的上升陡度参量,达到最优分离效果的目标。最后在实验室252k V GIS模型内建立了3种典型多缺陷模型,将所提出的多源放电分离技术应用于该混合缺陷放电UHF信号的分离,进而将该方法成功应用于一起现场1100k V GIS多源局放案例。结果表明,特征参量优化提取分离方法适用于内外置UHF传感器信号,在多源放电混合UHF信号分离中具有良好的应用效果。

中频正弦电压下大气压氦等离子体射流的产生机理

为了探讨He大气压等离子体射流(APPJ)的产生机理,采用增强型电荷耦合元件(ICCD)分别拍摄HeAPPJ的纵截面和横截面图像发现,He在17kHz中频正弦外施电压下正负半周的APPJ图像不对称,在正半周电压下,He APPJ以空间流光的形式向石英管口传输,至石英管外转换为沿He/Air界面传输的沿面放电;而在负半周电压下,He APPJ传播较正半周下短,为一种典型的存在于He气流中的电晕放电现象。研究APPJ长度与管内介质阻挡放电(DBD)放电模式的关系发现,随着外施电压的升高,DBD放电将依次呈现出"倍周期"、"混沌"、"流光-辉光过渡"、"非对称辉光"、"对称辉光"和"辉光+丝状"等6种模式,各个模式的放电电流波形具有不同的特征,等离子体羽流长度并不是单纯地随着外施电压增大而增长的量,而是放电所产生的He激发态粒子浓度与放电对气流的扰动两方面共同作用的结果。

大气氛围中氩气等离子体射流的数值模拟

为了分析大气压空气环境中氩气等离子体射流的特性,建立了二维轴对称的等离子体射流喷射模型;考虑待处理材料对等离子体射流的影响,利用Jets&Poudres软件耦合求解了等离子体射流的可压缩N-S方程、能量方程以及K-ε湍流方程;采用自由边界条件来处理射流等离子体的外边界条件,分析了射流等离子体的温度、速度以及所含空气组分等特性,并研究了工作气体体积流量以及喷口直径对喷射特性的影响。结果表明,射流等离子体的温度和轴向速度分布呈倒锥形分布,温度与轴向速度沿径向呈高斯分布衰减;等离子体径向速度的最大值出现在射流的尾部,且径向速度的峰值约为轴向速度峰值的1%;随着氩气体积流量的增加,等离子体的轴向体积流量显著增加,而等离子体温度逐渐降低,说明体积流量的增加提高了等离子体的冷却效应;随着喷口直径的增加,等离子体温度逐渐升高,而轴向速度的峰值显著减小,其最小值则几乎不变;在靠近喷嘴的等离子体射流高温高速区域,空气难以进入,该区域内的空气体积分数为3%～5%。

低气压直流氩气辉光放电的数值模拟研究

建立了一维氩气直流辉光放电自洽流体模型,采用对流与扩散方程来描述带电粒子在间隙中迁移、扩散以及电子的能量变化过程,并考虑了空间电荷对电场的影响以及离子撞击阴极产生的二次电子发射作用.采用有限元法对放电模型进行数值求解,得到了放电电流随时间的演化波形,以及放电稳定后带电粒子的浓度与总通量密度的空间分布,同时也求得了电子能量与电场的空间分布.计算结果表明:加压25μs后,放电逐渐趋于稳定状态;当放电稳定后,在阴极位降区附近,离子密度比电子密度高几个数量级,在正柱区附近两者浓度几乎相等;电子能量在阴极位降区内达到峰值29 eV,而在负辉区及正柱区几乎保持不变;放电电流密度在阴极位降区主要由流向阴极的氩离子及其产生的二次电子所贡献,而在负辉区和正柱区,电子成了放电电流密度的主要贡献者.

GIS特高频局部放电检测与诊断技术的研究进展

UHF法作为一种抗干扰性能佳、灵敏度高、易识别缺陷类型以及可实现放电源定位的局部放电检测方法,在GIS绝缘缺陷和故障诊断中有着良好的应用前景。通过介绍近年来GIS局部放电电流特性、UHF信号传播特性、UHF传感器设计与测试、诊断与评估技术等方面的重要研究成果,讨论了UHF检测盲区、幅值量化标定、危险度评估等目前在研究和实践中存在的问题,提出了今后GIS UHF技术的研究与应用发展方向。

电力设备局部放电特高频电磁波数值计算技术研究

利用时域有限差分法(FDTD),采用单轴介质完全匹配层(UPML)作为理想的吸收边界条件,比较了UPML与完全匹配层(PML)边界条件的电磁波吸收效果,推导了相应数值离散方法和迭代过程。以气体绝缘全封闭组合电器(GIS)局部放电为例,基于M语言,建立了特高频电磁波仿真模型及编制了数值计算模型,探讨了数值稳定性条件和数值色散,对比研究了硬源和软源激励以及UPML和PML边界条件下的电磁波仿真差异,并仿真计算了GIS内部和泄露电磁波的传播特性及波导模式特性。计算结果表明:UPML边界条件对于电磁波的吸收效果好于PML;金属和非金属缺陷产生的局部放电电磁波可分别用硬源和软源脉冲电流激励来模拟,硬源下电磁波峰峰值为软源下的5倍;GIS内部最大电场强度方向为垂直于GIS的行波方向,而泄露电磁波最大电场方向则平行于其行波方向,两者频谱与GIS波导模式基本吻合,两者差异主要是因盆式绝缘子与金属螺栓所形成的缝隙天线的自有频响特性所造成的。

1100kV GIS盆式绝缘子局部放电的现场带电检测与试验分析

介绍一起1 100 kV GIS盆式绝缘子局部放电带电检测案例,重点阐述现场带电检测、在线监测跟踪、现场交流耐压下UHF检测以及返厂解体测试等过程的检测数据与分析,探讨分析了脉冲电流法与UHF法检测结果差异的可能原因。该案例有助于进一步理解UHF与脉冲电流法检测的差异性,并为基于带电检测的GIS状态评估技术提供现场数据参考。

爱国主义形态转变之嚆矢:近代中国海防爱国主义

爱国主义由古典到近代的形态转变是时代的要求。近代中国海防危机牵引下的爱国主义喷涌澎湃,既有古典爱国主义传统中御敌献身精神的延续传承、发扬光大,又有学习西方这一爱国主义近代要素在反侵略中孕育萌芽。鸦片战争前后海防前线的爱国实践,开启了爱国主义的形态转变,"师夷长技以制夷"这一近代爱国主义萌芽是在海防反侵略实践中孕育、在总结反思海防战争失败中被明确提出来的。

论科技进步及其应用在军事变革诸要素中的作用

从科学技术与军事系统互动史的视角,分4个方面考察了科学技术的发展与军事系统演化的关系,提出科技进步及其应用可以推动武器装备体系化、智能化,可以促发军事组织形态演变,可以推动军事理论创新,可以扩展军事手段和战场资源。因此,推进中国特色军事变革的伟大事业需要充分重视科学技术的作用,坚持科技强军战略不动摇。

氧化铝负载金属-有机复合材料对老化植物绝缘油吸附净化研究

植物绝缘油在电气设备中易老化产生甲酸、乙酸和甲醛等极性小分子物质,降低绝缘油的理化性能和电气性能,影响设备运行安全。为解决绝缘油品质劣化的问题,可以采用吸附工艺对老化后植物绝缘油进行净化处理,减少老化产生的极性小分子杂质。本文采用原位生长法制备2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)/氧化铝(Al_(2)O_(3))复合材料,并将其作为吸附剂对老化植物绝缘油进行吸附净化,并对吸附净化后植物绝缘油的理化和电气性能进行测试。结果表明:经ZIF-8/Al_(2)O_(3)复合材料吸附净化后,植物绝缘油的酸值和介质损耗因数明显降低,体积电阻率和起始氧化温度显著提高,品质明显提升。此外,分子模拟结果也表明,ZIF-8/Al_(2)O_(3)复合材料对植物绝缘油中极性小分子的吸附能力优于Al_(2)O_(3)。

论价值维度视角下我党实事求是的思想路线

如果说是解放思想打开了中国人长期的思想禁锢,开创了中国改革开放的新局面,那么实事求是的思想路线无疑是保证中国人立足本国国情,循序渐进进行改革的重要保障。实事求是不仅需要从认识论的维度加以理解,还需要从价值维度加以分析,只有从价值论的角度出发,才能更加全面地回答"实事求是"思想路线对于整个社会主义现代化进程的重要意义,才能清醒地认识到在现实世界中不能坚持"实事求是"的原因,进而更好地"实事求是",才能在新时期新阶段,为改革开放和社会主义和谐社会的建设继续提供有力的思想支撑。

马克思关于人和自然之间物质变换理论的当代启示

人类劳动如果盲目地改造自然使之适应自身的生产与发展需要,就会恶化人与自然的关系,最终使人类自身的生产与发展面临着严峻的威胁。马克思关于人与自然之间物质变换理论的核心是要求人类以劳动为媒介正确处理人类自身生产与物质资料生产之间的互动协调发展关系,实现人与自然的可持续发展。这为我国走上一条新型的工业化道路提供了理论依据。

网络思想政治教育基本原则

科学确立网络思想政治教育基本原则,是思想政治教育能够与时俱进、保持生机和活力的不竭动力。梳理分析代表性观点,找出思想政治教育一般原则和网络思想政治教育特有的新原则,并把握好层次性,网络思想政治教育基本原则至少应当包括:求实原则;身教与言教相结合,身教重于言教原则;解决思想问题与解决实际困难相结合原则;方向性原则;民主原则;教育与自我教育相结合原则。还要特别强调吸引力原则。

注重优化军事人才的职位管理

人才只有在适合自己的职位上工作,才能发挥出最大的效能。如果军事职位的划分管理比较笼统、粗略,仅停留在专业类别和岗位等级上,而对该职位的任职条件、具体职责、发展路径、绩效指标及考核评价体系等缺乏明确详细的规定,这既会在客观上造成军事人才的选配及其效能发挥状况的评价缺少依据,又可能在主观上使一些人不太关注自己的岗位职责。

基于数值仿真与多源聚类的GIS局部放电诊断与回归分析

为了更有效地指导GIS设备的状态检修工作,基于时域有限差分(FDTD)法仿真与多局部放电(简称局放)源聚类方法,诊断分析了一起1 100 kV气体绝缘组合电器(GIS)盆式绝缘子局放检测案例。首先,开展了现场与返厂试验下的GIS局部放电带电检测与定位,建立了与返厂测试工装结构相应的FDTD仿真模型,结合特高频(UHF)电磁波传播特性仿真,开展了多源局放定位技术研究。其次利用基于累积能量函数特征参量优化提取的多源局放分离算法,对该盆式绝缘子多UHF信号源开展了聚类分析;最后,利用GIS实验平台的回归模拟进一步分析了绝缘缺陷的检测差异性,验证了现场和返厂试验结果。试验结果表明:该特高压GIS盆式绝缘子检测发现的UHF谱图呈绝缘气隙类缺陷,但脉冲电流法下局放未见异常。局放聚类分析和定位结果表明:该盆式绝缘子一大一小2个UHF信号源,结合仿真的定位方法可有效减小常规定位计算方法的误差。回归分析表明:对于绝缘缺陷来说,UHF的灵敏度高于脉冲电流法,且随着试品电容量的增大,脉冲电流法的测试灵敏度逐渐下降,这可能是导致本盆式绝缘子中UHF信号与脉冲电流法检测差异的主要原因。研究结果可为GIS局部放电诊断提供参考。