基于场致二次谐波的大气压脉冲流注放电时变非均匀电场测量研究

诊断大气压脉冲流注放电空间电场是实现流注放电精准调控和揭示等离子体不稳定性机制的重要基础。基于场致二次谐波的空间电场测量方法具有非侵入式、时空分辨率高等优点。然而,流注放电时变非均匀电场对二次谐波信号产生过程的影响规律尚不完善,真实电场标定系数随流注放电不同阶段的变化规律尚不清晰。该文首先计算二次谐波信号产生规律和电场空间分布的影响;然后,基于等离子体流体模拟,分析二次谐波信号对流注放电不同阶段时变非均匀电场的敏感程度;最后,基于纳秒脉冲激光场致二次谐波电场测量平台,实验获得了重频脉冲作用下组合电极结构产生的单根负流注轴向电场演变规律,分析脉冲重复频率对空间电场的影响机制,并针对流注放电时变非均匀电场特点提出电场致二次谐波测量优化若干建议。

大气压下连续脉冲流注放电演变过程的二维全局粒子模拟仿真研究

重复频率脉冲下气体放电发展与演变过程与单次脉冲下有着显著的差异,针对脉冲施加时期与脉冲间隔时期所涉及物理过程与时间尺度的差异,采取全局–粒子耦合模拟的方式,对含有氧气杂质的大气压氮气氛围下针–板电极流注放电过程进行了连续3个负纳秒脉冲的二维全局–粒子耦合仿真模拟,脉冲间隔时间为1 ms。研究发现:首个脉冲施加时期,放电发展过程中出现了从电离云到流注的转变。首个脉冲间隔时期的剩余自由电子数密度与正空间电荷始终处于同一数量级上,显著高于负空间电荷,因此在后序脉冲施加时期的初始条件设置阶段可以近似忽略剩余带电粒子中的负离子。而在第2及第3个脉冲施加时期,放电发展过程呈现出三阶段分步电离模式:1)初始电离云;2)放电通道融合;3)快速击穿。

特高压GIL接入对断路器瞬态恢复电压的影响

特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)的接入对断路器瞬态恢复电压(TRV)幅值和瞬态恢复电压上升率(RRRV)均会产生影响,可能危及断路器开断能力。文中基于同塔双回特高压交流架空线-双回GIL混合输电线路,利用EMTP-ATP仿真研究变电站内断路器端部发生三相短路故障时,GIL长度、接入位置与GIL引接站测量设备对断路器TRV幅值和RRRV的影响。仿真结果表明,GIL的接入对断路器TRV幅值和RRRV有较大影响;GIL长度增加对TRV幅值产生较大影响,但对RRRV影响较小;为了限制RRRV,应将GIL安装在架空线中段,且应安装金属氧化物避雷器(MOV)限制TRV幅值;GIL引接站测量设备对断路器TRV幅值和RRRV影响均较小。文中研究成果可为含GIL的特高压线路中断路器的TRV计算及参数设计提供参考。

开关柜内紫外放电信号分布及光电传感器布置方法研究

为解决开关柜内放电光检测技术光电传感器安装位置的问题,本文提出通过有限元仿真技术确定开关柜内局部放电源的位置,进而模拟放电光信号分布确定光电传感器安装位置的方法。首先建立开关柜母排室和电缆室有限元模型,计算开关柜内部电场分布,确定局部放电位置,进一步基于几何光学确定放电光信号分布,最终确定传感器安装位置。本文计算研究表明:母排与电流互感器、接地开关绝缘子接触部位,触头盒内部以及避雷器高压端电场最为集中,容易发生局部放电,局部放电光信号主要分布在300nm-400nm的紫外波段,其空间分布随局放源的位置呈现不同的小范围带状光斑,并基于光斑重叠位置建议传感器安装在靠近接地开关相邻内壁上。在仿真的基础上通过实验测得不同放电位置的光信号脉冲波形,验证的方法的有效性。