棒-板间隙操作冲击放电电压的海拔校正

目前我国有越来越多的输电工程都途经高海拔地区,如何对间隙放电进行海拔校正是工程设计中需要着重考虑的一个因素。为了更深入研究海拔高度对棒-板间隙操作冲击放电特性的影响,在北京、贵阳、西宁和羊八井进行了棒-板间隙操作冲击放电特性试验,根据试验数据,对目前常用海拔校正方法的校正结果进行了比较分析。同时,也利用其它校正方法对试验数据进行了校正,包括3种插值方法以及校正参数随间隙距离变化的2种校正方法。可以得出,现有海拔校正方法不适用于0～4300m海拔高度范围棒-板间隙的海拔校正,线性插值方法和校正参数随间隙距离变化的海拔校正方法误差较小,工程设计中推荐采用这2种方法。

棒极结构对棒–板间隙操作冲击放电特性影响的试验研究

棒-板间隙是研究空气间隙放电的最典型间隙，其操作冲击放电特性是输电工程线路和换流站／变电站空气间隙选择的重要依据之一。为了更深入地研究棒-板间隙的操作冲击放电特性，选择不同直径的棒电极，以及半球彤和圆锥形2种棒电极端部形状，在2～5m间隙距离下进行了正极性操作冲击放电特性的试验，得到了棒电极端部形状和棒电极直径的改变对棒-板间隙正极性操作冲击50％放电电压造成的影响。另外，在北京、西宁和羊八井等几个不同海拔地区进行了临界半径的对比试验。通过改变棒电极端部连接球面的半径，得到了不同间隙距离对应的临界半径。由试验可以得出，当棒电极结构的半径小于临界半径时，棒电极半径和端部形状的改变不会对间隙的50％放电电压产生明显影响；临界半径随间隙距离的增加而增加，且随着海拔高度的增加，同一间隙对应的临界半径也随之增加。

基于分形理论的电介质放电仿真计算

为研究介质击穿现象,基于放电分形的模型,利用MATLAB工具计算机模拟了放电通道的发展并比较了NPW和WZ模型的仿真结果,得到不同电极条件下的放电图像。分析概率指数、放电阈值电压等参数对仿真影响的结果表明,概率指数越大阈值电压越高,则分枝数越少,分形维数越小。

超/特高压输电工程典型间隙操作冲击放电特性试验研究综述

在超/特高压输电工程的设计中,空气间隙的选择非常重要,可以影响输电线路中杆塔的尺寸,以及变电站或换流站中各种带电结构之间的距离。空气间隙的合理设计既关乎系统的安全稳定运行,又直接影响到工程的造价。一般情况下,与工频、直流或雷电过电压相比,耐受操作过电压所需的空气间隙最大,因此,杆塔和变电站或换流站中典型空气间隙的操作冲击放电特性是影响输电工程安全性和经济性的重要因素之一,也是超/特高压交直流输电工程设计的主要依据。操作电压下空气间隙的放电特性与电极的形状、电极间的距离、施加电压的波形等因素有关。通过对国内外空气间隙在操作冲击电压下的试验研究进行综述,包括各种典型间隙的操作冲击放电特性以及影响该特性的各种因素,从而为今后更加深入地研究操作冲击放电特性提供借鉴。

嵌入屏障的绝缘介质中电树生长模型

利用WZ模型将绝缘介质离散化,使用分形理论讨论了绝缘介质中电树发展的随机性和确定性。在原有WZ模型的基础上引入了分布耐电强度的概念,建立了新的模型。通过此二维模型仿真了在绝缘介质中嵌入了耐电强度高于原介质的屏障后的电树生长情况。在针板电极结构下用模型仿真了在绝缘介质中所嵌入屏障耐电强度的不同对电树发展造成的不同影响,并比较了不同情况下的平均击穿距离。通过比较得出,当嵌入耐电强度远大于原介质的屏障后,电树发展过程中需要绕过屏障进行生长,从而等效于增加了原有介质的厚度,使得整个介质的绝缘性能有一定程度的提高。

大数据技术在水利信息化建设中的应用分析

在信息化时代背景下,传统的水利单位数据管理模式已经很难满足企业发展的需要,如何对这种模式进行创新以提升单位的管理水平,是每个水利单位都需要认真思考的问题。大数据的产生及应用为水利单位信息化建设提供了新的发展机遇,基于这种情况,文章分析了大数据技术应用于水利信息化建设的可行性,介绍了水利行业信息化发展的现状,并在此基础上提出了几点大数据技术在水利行业信息化建设中的应用措施。

远程控制闸门自动化监控系统的开发和应用初探

远程控制闸门自动化监控系统是水利工程中的重要组成部分,对于水库的安全运行起着至关重要的作用。远程控制闸门自动化监控系统具有相对完整的功能,其检测精度非常高,维护管理工作较为便利。本文以北疆大型供水工程中远程控制闸门自动化系统为例,对其主要构成结构以及自动化系统的设计方式进行分析,进一步探讨了远程控制闸门自动化系统的实际应用。

超/特高压直流输电线路塔头间隙冲击放电特性研究

目前国内外规划和建设了多个超/特高压直流输电工程,其中输电线路杆塔塔头的空气间隙距离是影响工程设计的重要参数之一。在工程设计中,既需要选择合适的间隙距离以耐受可能出现的各种过电压,保证系统安全稳定运行,又要尽可能减小塔头尺寸以降低工程造价。利用±1000kV模拟塔头进行试验,得到了±1000kV杆塔典型空气间隙的操作冲击和雷电冲击放电特性曲线,并与±500和±800kV杆塔塔头的空气间隙研究成果进行对比分析,同时结合750kV交流杆塔塔头和正方形塔窗的操作冲击特性进行了讨论和分析。试验结果表明:±500、±800和±1000kV杆塔塔头的50%放电电压与间隙距离的关系曲线具有良好的延续性;当间隙距离增加时,操作冲击放电特性曲线开始出现饱和的趋势,而雷电冲击电压则与间隙距离保持较好的线性关系;导线的尺寸和分裂形式以及均压环等对塔头空气间隙的放电特性影响较小。

污秽条件下±800kV直流输电线路电晕特性

±800 kV特高压直流输电线路起晕特性是影响其线路结构和建设费用的重要因素。起晕特性与导线表面状态相关,而直流电压下导线表面更容易积污,更严重影响输电线路的电晕特性。为了深入研究特高压直流输电线路污秽电晕问题,利用电晕笼研究了导线表面分别附有不同表面密度的模拟污秽和碳粉时的起晕特性并分析了污秽对±800 kV特高压直流输电线路电晕特性的影响。结果表明:当导线表面分别附有模拟污秽和碳粉时,在实际特高压直流输电线路表面场强附近,随污秽度的增加,电晕电流的增加趋势不同。起晕电压随污秽度的增加呈负指数下降,有饱和趋势,其中碳粉污秽对负极性电晕起始电压影响最大。根据实验结论和仿真研究,初步得出了±800 kV特高压直流输电线路导线电晕起始电压与表面污秽度之间的函数关系。

±1500 kV特高压直流输电技术前期研究

随着国家"一带一路"战略构想的提出,未来电网的发展将有大量跨国联网、跨区联网的需求。同时,随着社会的快速发展,输电走廊占地也将成为制约电网发展的一个重要因素,而更高电压等级特高压直流输电线路可大幅减少线路走廊。这两方面均亟待开展更高电压等级特高压直流输电技术的前期研究。在±800 kV和±1 100kV直流输电技术的基础上,进一步研究±1 500 kV直流输电技术中主接线设计、过电压与绝缘配合、外绝缘特性、电磁环境和雷电防护等关键技术在电压等级进一步提升后面临的问题,为未来更高电压等级的选择提供技术支撑。与±1 100 kV直流输电技术相比,更高电压等级特高压直流可实现更大范围内的能源资源优化配置。

±800kV典型直流设备电晕起始电压的海拔校正方法

电晕特性是影响输电线路和电力设备设计的一个重要方面。目前我国正在设计建设的±800kV直流输电工程要途经高海拔地区。随着海拔的增加和电压等级的提高,设备的电晕性能也变得更加复杂,因此需根据当地的海拔、气候等情况通过海拔校正的方法确定满足运行要求的设备基本尺寸。选择了多种±800kV输电工程用典型直流设备,包括换流站用管母线、屏蔽环和线路用6分裂导线及其金具等作为试品,在北京、西宁和拉萨3个不同海拔地区进行可见电晕对比试验。基于海拔0～4000m的试验结果拟合出指数形式和线性形式的校正公式,并结合现有标准中海拔校正公式进行了比较和分析。结果表明,指数形式的公式校正误差较小;考虑到工程简便实用,也可采用线性校正公式。最后给出了工程用的设备通用海拔校正公式,并针对不同设备推荐了适用的校正方法。

复合绝缘子粉化伞裙的微观结构与憎水性的关联研究

为研究粉化硅橡胶伞裙的憎水性与其微观结构的关系,针对现场取回的3支粉化的110kV复合绝缘子,通过红外光谱、扫描电镜、能谱分析等方法开展研究。首先,利用静态接触角和喷水分级法测试样本的憎水性,粉化层表面的憎水性相比新样本略有下降,去掉表面的粉化层后,其憎水性明显下降。然后,通过红外光谱测试发现样本的主链和侧链基团(Si-O和Si-CH_3)发生了断裂,侧链甲基含量减少;扫描电镜发现去粉化层后硅橡胶表面存在大量微孔和裂纹,因而导致去粉化层后的硅橡胶伞裙表面憎水性明显降低。最后,通过能谱分析发现,粉化层中的硅含量明显高于去粉化层后硅橡胶表面和材料内部值,同时粉化层表面的粗糙度增加,说明粗糙度和硅氧烷小分子的迁移同时导致粉化层表面的憎水性优于去掉粉化层后的表面。研究结果表明,粉化与硅橡胶伞裙的憎水性关联密切,但仍需深入研究粉化复合绝缘子的运行可靠性和使用寿命。

±800kV管母线的电晕起始特性研究

目前我国向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程正在紧张的设计和建设中,作者拟通过试验和仿真计算对±800kV直流工程用管母线的直流起晕特性进行系统研究。首先在北京、西宁和拉萨3地进行了多种直径模拟管母线的可见电晕对比试验,然后利用模拟电荷法对不同直径管母线表面电场分布进行仿真计算,并结合气体放电理论得到管母线负极性电晕的起晕电压。将试验数据和仿真结果进行对比,两者较为吻合。且由试验和仿真数据均可看出,母线起晕电压随着对地高度和母线直径呈线性变化关系;仿真计算还表明,随着对地高度和母线直径的进一步增加,母线起晕电压呈现出饱和的趋势。文中还针对海拔对管母线起晕电压的影响进行了讨论,给出了工程适用的海拔校正方法。

±800kV直流输电空气间隙外绝缘特性研究

给出±800kV特高压直流输电工程线路杆塔和换流站直流场空气间隙操作冲击和雷电冲击放电特性的试验研究结果;讨论不同海拔高度下操作冲击放电电压的校正方法,并给出海拔校正系数;对±800kV直流输电杆塔和换流站最小典型间隙距离提出建议,为±800kV直流换流站及输电线路工程建设的设计提供了依据。

直流电压下导线起晕电压计算方法

通过数值计算方法并结合气体放电理论研究了架空输电线路导线的起晕电压计算方法,并进一步研究计算了高海拔下的起晕电压。首先采用模拟电荷法精确计算了光滑导线周围的电场分布,然后基于气体放电理论,采用数值模拟的方法,以自持放电为判据,得到了起晕电压;根据高海拔修正公式,计算了高海拔地区的光滑导线的起晕电压。同时对不同海拔地区导线的起晕电晕进行了试验研究,并把数值计算的起晕电压和试验结果进行了比较,发现二者吻合得很好。最后,对光滑导体起晕电压的有影响的各种因素进行了讨论。

特高压直流输电设备电晕特性的海拔校正

我国有多条超/特高压直流输电工程途经高海拔地区。随着海拔高度的增加,设备的电晕特性也变得更为复杂。为了得到不同种类直流设备起晕电压的海拔校正方法,在>2000 m的多个海拔高度下进行了±800 kV输电工程用典型直流设备的可见电晕试验,并在电晕笼中进行了不同气压下光滑铜管和LGJ-240绞线的模拟对比试验。通过试验得到了各海拔高度下不同设备的起晕电压值。试验结果表明,海拔高度对不同设备的起晕电压影响不同,对屏蔽环起晕电压的影响要小于管母线和导线,因此对不同的设备应采取不同的海拔校正。通过对试验结果进行拟合,得到了线性和指数形式的设备电晕海拔校正公式,据此推荐出实际工程用的海拔校正公式。

高压直流换流站污秽水平预测方法研究

对换流站站址周边地区气象、工业污染源和输变电设备运行的相关资料进行收集,根据风洞试验得出的绝缘子表面积污模式,利用污染源扩散模式计算站址及周边地区交流盘形绝缘子积污水平。在此基础上,根据国内已有换流站和自然积污站的直、交流积污数据并结合具体情况,选择合适的直交流积污比,由计算出的交流盘形绝缘子污秽水平估算出换流站直流场设备的污秽水平。根据该污秽水平,计算出换流站直流场支柱绝缘子以及不同管径的套管表面的污秽度。根据标准直流支柱绝缘子的人工污秽试验数据和预估算的污秽度,确定直流支柱绝缘子和各类套管的爬电比距。文中提出的方法可用于±500kV、±800kV高压直流换流站污秽水平预测及外绝缘配置。

表面水滴对特高压直流输电线路电晕特性的影响

雨、雾天气情况下导线表面形成的水滴会导致导线周围电场分布发生严重畸变,从而改变导线的电晕特性。我国第1条特高压直流输电工程——云广线处于多雨地区,导线电晕特性需考虑水滴因素的影响。为研究导线表面水滴对特高压输电线路电晕特性的影响程度,划分了导线表面水滴的等级,建立了导线电晕特性测试系统,测量了不同水滴等级下,电晕笼中导线的起晕电压、可听噪声水平等特征量,获得了导线表面水滴对导线电晕特性的影响规律,并据此对我国特高压直流输电线路的工程设计提出了建议。研究结果表明:导线的起晕电压随导线表面水滴等级的提高迅速下降,最低可降到原来的一半左右;起晕后,导线发生剧烈的舞动,导线表面的水滴在电场的作用下会被"蒸发"或甩掉;水滴会使导线起晕时的可听噪声值降低;在相同的电压作用下,导线的可听噪声水平随导线表面水滴等级的增加而提高。

纳秒脉冲下真空绝缘沿面闪络特性实验研究

通过实验研究了纳秒脉冲（10／30ns）T，真空绝缘沿面闪络电压随圆台形绝缘体锥角、圆柱形绝缘体截面直径、实验气压以及电极材料等物理因素的变化趋势，结果表明圆台形绝缘体锥角变化对闪络电压影响非常明显;厚度相同的圆柱形绝缘体闪络电压随截面直径的增大而降低，且直径越小，变化幅度越大；当气压处于高真空范围，即10^-5～10^-1Pa时，气压变化对闪络电压不构成影响;高真空条件下不同电极材料对闪络电压无影响。并在系统分析实验结果的基础上，提出了真空绝缘结构设计原则。

直流负极性下雨滴对导线电晕特性的影响

高压直流输电线路电晕会带来严重的电磁环境问题。导线电晕已经成为影响特高压直流输电线路结构和建设费用的决定性因素。随中国电网的不断发展,特高压直流输电线路电晕问题开始受到人们的关注。在降雨过程中,导线表面会形成大量的雨滴,雨滴的存在严重影响导线的电晕特性。为了研究大气条件对直流输电线路电晕特性的影响,笔者利用电晕笼,研究了导线表面雨滴的电晕放电过程,以及导线表面附有雨雾和饱和雨滴的起晕电压和电晕电流特性。针对自然界中降雨电导率的差异,研究了不同电导率的雨雾和雨滴对电晕放电的影响。结果表明,导线上雨滴的电晕放电是一个伴随着雨滴变形、喷射以及雨滴周围空气电离的复杂过程。当导线表面附有饱和雨滴和雨雾时,起晕电压分别约降低到无雨滴时起晕电压的25%和40%。在降雨电导率范围内,雨滴电导率变化对电晕放电影响不明显。