直流GIS内金属微粒研究综述:从运动特性、电荷积聚到抑制策略

在直流气体绝缘设备中,金属微粒受力启举后,很难进入静止状态,且金属微粒会引起表面电荷积聚,可能会诱发绝缘子附近电场畸变,甚至引发沿面闪络。目前,国内外学者在金属微粒对绝缘子的危害及微粒活性抑制策略等方面进行了充分并卓有成效的研究。对金属微粒荷电运动特性、微粒引起的表面电荷分布情况及金属微粒活性抑制策略进行了综述。首先探讨了金属微粒的荷电运动及受力情况,其次概述了金属微粒对电荷积聚的影响。此外,归纳了金属微粒运动的抑制措施,重点描述了微粒陷阱和电极覆膜两种方法,最后为未来的研究工作提供了一些建议。

1000 kV变压器绝缘缺陷案例分析

对一起1 000 kV变压器主体变绝缘缺陷案例进行分析,利用超声局部放电定位方法在长时感应耐压带局部放电过程中对变压器放电位置进行定位,通过厂内解体检查发现了放电点,结合放电位置结构和解体检查情况分析了故障原因。10 0 0kV交流电力变压器是特高压交流输电工程中的核心设备,随着1000k V变压器投运数量和运行时长的增加,变压器内部缺陷也逐渐暴露。

基于Fluent分析的SF_(6)断路器石墨烯PI膜加热模拟与优化

为改善SF_(6)断路器在严寒地区的使用性能,克服SF_(6)气体在温度低于-15℃时密度下降,温度低于-27.5℃时出现液化的问题,提出以聚酰亚胺(PI)薄膜作为加热源对气室进行加热的方案,利用ANSYS软件对其进行热流耦合分析。根据热模拟结果,结合相关性分析、选用自适应Kriging模型构建响应面,利用MOGA多目标遗传算法对PI面积和排布进行优化设计,通过仿真分析计算得到优化方案,与优化前的方案相比,优化后的PI薄膜的使用面积减少19%,功率消耗减少19%,SF_(6)气体的最大温差由39 K降到15 K,实现了对PI薄膜面积与排布的多目标优化设计。

套管用玻璃纤维增强环氧树脂老化后强度与色差演化研究

环氧树脂老化是高压套管常见事故,掌握高压套管外部环氧树脂老化规律,探索其老化监测手段对于高压套管服役具有重要意义。为此,对玻璃纤维增强环氧树脂(EP/GF)进行不同温度(85~145℃)180 h老化,采用拉伸与弯曲试验测试老化后样件强度,结合拉、弯实验断口形貌,分析其强度下降原因。利用比色计监测老化后色度、光泽度变化,建立色差变化与强度变化曲线,尝试提出采用色差监测老化程度的技术路线。结果表明:热老化降低EP/GF拉伸强度和弯曲强度,且温度越高下降越明显;同时EP/GF复合材料断裂形式从低温下塑性断裂转变为脆性断裂,其原因在于EP树脂老化引起的粉化,导致树脂与纤维出现分离。热老化同时带来明显的色差变化,因此采用色差变化来反映老化程度这一技术路线可行。

接线套管聚碳酸酯复合材料热老化下力学性能和色差关联分析

热老化易导致玻璃纤维/聚碳酸酯(GF/PC)材料力学性能下降,因此实时评估GF/PC复合材料力学性能对提高其可靠性至关重要。考虑传统力学性能获取多采取有损检测,本文提出一种基于材料颜色变化量评估力学性能的无损检测构想。本文首先对GF/PC复合板进行85~145℃范围内不同温度的热时效处理,随后对不同热老化温度下的样品进行拉伸和弯曲实验,测试其拉伸强度和弯曲强度,同时研究不同热老化温度下材料颜色的变化规律,最后讨论了不同热老化程度下材料颜色变化与力学性能之间的关联性。测试结果表明,随着热老化作用温度的逐渐上升,GF/PC复合材料的拉伸强度和弯曲强度均保持先上升后下降的趋势,且材料的色差和亮度变化值与材料的力学性能密切相关。回归分析结果表明,色差对力学性能的解释程度极高,这为后续基于色差预测不同热老化程度下材料力学性能的变化提供了科学依据。

高压电力变压器用NBR密封圈极端低温老化研究

为了研究在极端低温和油介质共同作用下丁腈橡胶(NBR)密封件的可靠性,对极寒地区服役高压变压器中的密封圈进行力学性能和微观结构的研究。通过拉伸实验、微米压痕、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、差示扫描热量分析(DSC),测试极寒环境中服役1年后密封圈的力学性能、形貌变化、化学结构特性及热响应特性。结果表明:在极寒环境中服役的NBR密封圈的弹性模量和硬度均发生下降,进而导致密封作用丧失。这是由于在低温和油介质共同作用下,密封圈表面发生了溶胀,出现了微裂纹。油介质浸入NBR使其分子链间距增大,NBR分子主链柔顺性提高,同时NBR中的氰基发生水解反应,分子结构发生变化。

基于HMC1001的移频信号检测仪的开发

针对目前高速铁路对ZPW-2000A型移频信号检测的高精度和高实时性的要求,提出了一种基于HMC1001磁阻传感器的磁感应式检测方法。该方案提高了移频信号的检测精度,具有较高的实时性和实用性。

极寒地区变压器密封圈的失效分析

为了研究低温环境下变压器密封圈的失效机理,收集了极寒地区变压器中失效的橡胶密封圈试样,并进行了微观结构和力学性能研究:利用扫描电子显微镜表征由于低温和机械应力共同作用导致的微观形貌变化,利用傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热仪表征橡胶试样分子链结构和热运动的变化,通过无损微米压痕测试表征橡胶试样微米压痕硬度和简约杨氏模量的变化。结果表明:由于低温、绝缘油和机械压力的长期共同作用,丁腈橡胶(NBR)的分子链结构和排布均发生了变化,导致橡胶的微米压痕硬度和简约杨氏模量下降明显,密封作用丧失。

基于CEEMDAN-ZCR的光纤电流互感器非线性误差识别

针对光纤电流互感器(FOCT)漂移、变比波动等非线性误差难以识别的问题,文中提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)-过零率(ZCR)的FOCT误差识别方法。首先,利用CEEMDAN算法对FOCT输出电流信号进行分解,得到包含非线性误差特征的固有模态分量(IMF),构成原始误差向量数据集;然后,对比不同误差下的分量数量,利用ZCR算法计算不同误差下各个IMF的ZCR指标,用于将IMF分类;最后,根据ZCR指标将IMF信号分为3类,并叠加重组为3个分量,构建出分解结果数量稳定的IMF信号,根据不同分量的特征实现误差识别。实验结果表明:基于CEEMDAN-ZCR的误差识别方法能够有效识别2种误差,漂移误差特征主要集中在IMF中第三层(C3),变比误差主要集中在IMF中第二层(C2)。

复合绝缘子环氧树脂芯棒断裂及其防护方法分析

阐述输电线路中的复合绝缘子运行问题,普通断裂、脆性断裂、酥朽断裂形式及其断裂原因,提出绝缘子断裂的防护措施,从而提升复合绝缘子芯棒的性能。

±800 kV换流变压器局放试验双端加压技术研究

±800 kV换流站使用的三角形接法换流变压器在现场局放试验双端加压时,流过换流变压器阀侧两端补偿电抗器的补偿电流和阀侧两端绕组的电压值不同,同时在变频电源与两台励磁变压器组成的低压侧回路中存在小的环流,针对此问题,对双端加压电路进行等效分析。原因为阀侧两端入口电容不同,发生了欠补偿和过补偿,进而产生了串联谐振和分压现象,提出采用试验时调节换流变压器阀侧两端补偿电抗器电感值、调节励磁变压器变比、利用双变频电源供电的解决方法,建立了与现场试验设备等参数的仿真模型,证明了调节补偿电抗器电感值及励磁变压器变比的方法最为简单有效。

特高压直流输电线路接地点判定及排除方法

在对伊克昭—临沂±800 kV输电线路进行线路参数实测过程中,发现接地保护线漏拆,导致测试工作无法进行。本文通过感应电压、感应电流、直流电流、绝缘电阻等多种测试手段判定极Ⅱ线路存在接地点,对比分析线路电阻占比法和二分法,最终采用二分法快速高效地找出并拆除了漏拆接地线,保证了线路参数实测工作的顺利进行。

换流站12脉动干扰信号分析与抑制方法的研究

运行中的换流站干扰信号比较大且成分复杂,给换流变压器现场局部放电试验的开展带来很大干扰。通过获取现场检测数据,分析干扰的类型、来源及幅值频率等信号的特性,明确换流变压器局部放电试验典型12脉动干扰信号的类型、来源、传输路径、幅频特性及统计图谱特征等,提出有针对性的局部放电12脉动干扰信号抑制方法,保证局部放电试验顺利完成。

电弧离子镀制备ZnO压电涂层用于高压套管连接螺栓应力检测的研究

高压及超高压套管连接结构中螺栓预紧力分布不均松脱等故障已经成为影响高压套管安全可靠运行的主要影响因素。如何实现持续精准的连接结构中螺栓载荷监测并预警套管压力故障成为了前沿技术问题。贴片超声波及压电探头超声波是应力检测应用最为广泛的技术之一,但其检测精度不能满足要求;溅射型压电薄膜超声方法检测精度高,但压电薄膜沉积效率低,结晶取向控制困难。针对现有研究不足,采用脉冲电弧离子镀技术在合金钢基体上实现ZnO压电薄膜的快速制备,研究靶电流及偏压对ZnO压电涂层的晶体结构、表面形貌及声学性能的影响。结果表明,ZnO涂层的形貌与结构主要与沉积粒子能量有关,偏压越高则涂层结晶越差,而且其绝缘性能下降;靶电流的增加可以提升涂层的结晶质量,但会引入Zn金属大颗粒污染,进而影响压电涂层的绝缘性能。超声轴力检测结果表明,在偏压为0 V以及电流为40 A的最优化工艺参数下制备的高电阻、高c轴择优取向的ZnO压电传感涂层材料,可以应用于高压套管中螺杆轴向载荷的高精度检测,为高压套管安全可靠运行提供了新的监测手段。

特高压变压器调压补偿方式分析

分析了特高压变压器采用单相分体自耦变压器结构的合理性,在对比有载和无载两种调压方式基础上,分析特高压变压器调压方式及调压位置。对特高压变压器常用的两种调压补偿原理进行了介绍,综合考虑绝缘性能、经济性、可靠性等方面的要求,认为特高压变压器宜采用中性点调压,但需对低压侧电压进行补偿,以降低主体变压器低压侧电压变化量。最后分别给出采用完全和不完全补偿方法的变压器各绕组电磁关系,并对电压调节差别进行了分析比较,结果表明,完全补偿方式相比非完全补偿方式调压效果好,低压侧电压变化小。

220kV交流盆式绝缘子沿面电场计算及优化

交流工况下,为使交流盆式绝缘子表面电场分布均匀,降低沿面闪络的发生频率,提出了一种盆式绝缘子介电常数迭代优化算法。通过对工频下220 k V绝缘子介电常数进行多次迭代优化可知:优化前,盆式绝缘子沿面电场分布由高压导杆附近到接地电极附近逐渐减小;优化后,盆式绝缘子电场分布相对均匀,最大电场强度由10.626 k V/mm下降到3.792 k V/mm,下降幅度达64.3%;对盆式绝缘子介电常数而言,优化前绝缘子介电常数均匀分布;优化后,相对介电常数在高压导杆附近达到最大值,并沿径向逐渐减小,到接地电极附近后又小幅回升。用等差梯度对介电常数进行离散处理,离散梯度绝缘子电场强度相较连续梯度绝缘子场强有所提升,但相对未优化之前,最大电场强度下降幅度达40.8%,优化效果良好。