高功率微波沿面闪络击穿机制粒子模拟

针对高功率微波介质沿面闪络击穿物理过程,首先建立了理论模型,包括:动力学方程、粒子模拟算法、二次电子发射,以及电子与气体分子蒙特卡罗碰撞模型、电子碰撞介质表面退吸附气体分子机制;其次,基于理论模型,编制了1D3VPIC-MCC程序,分别针对真空二次电子倍增、高气压体电离击穿和低气压面电离击穿过程,运用该程序仔细研究了电子和离子随时间演化关系、电子运动轨迹、电子及离子密度分布、空间电荷场时空分布、电子平均能量、碰撞电子平均能量、碰撞电子数目随时间演化关系、电子能量分布函数、平均二次电子发射率以及能量转换关系。研究结果表明:真空二次电子倍增引发的介质表面沉积功率只能达到入射微波功率1%左右的水平,不足以击穿;气体碰撞电离主导的高气压体电离击穿,是由低能电子(eV量级)数目指数增长到一定程度导致的,形成位置远离介质表面,形成时间为μs量级;低气压下的介质沿面闪络击穿,是在二次电子倍增和气体碰撞电离共同作用下,由于数目持续增长的高能电子(keV量级)碰撞介质沿面导致沉积功率激增而引发的,形成位置贴近介质沿面,形成时间在ns量级。

ZNY-1闪络击穿试验装置的性能改进

文中阐述了对ZNY-1型闪络击穿试验装置作性能改进的原因,并介绍了所采取的主要措施。

高功率微波及材料特性参数对沿面击穿的影响

为研究高功率微波及材料特性参数对介质沿面闪络击穿过程的影响,采用自编的1D3VPIC-MCC程序,通过粒子模拟手段,得到了电子与离子数目、电子及离子密度分布、空间电荷场时空分布、电子平均能量、放电功率、表面沉积功率、激发电离损耗功率、电离频率等重要物理量。结果表明:电离频率随场强增加而增加,达到饱和后缓慢下降,强场诱发的二次电子数目更多导致本底沉积功率增高;电离频率随频率减小而增加,达到饱和后缓慢下降,频率太高会抑制次级电子倍增;因此,低频强场下击穿压力较大;反射引发表面电场下降及磁场增加效应,降低表面场强虽使表面击穿压力下降,但磁场的增加会导致二次电子倍增起振时间缩短,且会增加器件内部击穿风险;圆极化相对线极化诱导二次电子数目更多、本底沉积功率更高,击穿风险增加;短脉冲产生电子、离子总数少,平均能量低,沉积功率低,击穿风险低于长脉冲;脉冲上升时间的缩短和延长,只会提前或推后击穿时间,并不会改善击穿压力;材料二次电子发射率的增加会给击穿造成巨大压力,表面光滑度对击穿过程影响不大;电离频率和电子平均能量随释气压强增加均先增加后减小,低气压二次电子倍增占优,高气压碰撞电离占优。

新朔铁路高压柜内套管击穿放电分析及解决方案

本文主要针对新朔铁路牵引变电所高压开关柜内高压套管击穿放电事故原因的分析综合判断,找到高压套管闪络击穿原因是套管与母排之间存在场强不均匀造成的,最终解决办法是更换成双屏蔽高压套管,并提出了防止高压套管击穿的措施。

一起220kV GIS闪络故障分析及建议

针对临沂供电公司的一起GIS组合电器事故,运用常规与非常规化学、电气试验手段,对GIS SF6CT气室中闪络故障前后气体成份及CT气室内的材料进行排查试验,分析了事故原因,指出事故是由内置式CT气室内的丁腈橡胶板中的腐蚀性硫与气室内触头等镀银件反应形成硫化银,最终形成导电通道,引起CT气室闪络击穿。对此类典型故障进行了详细的分析总结,具有典型的指导意义。

一起雷击220kV线路引起开关设备闪络的故障分析

近年华中地区湖北电力公司检修公司所属500kV变电站220KV电压线路发生了多起与雷击相关的开关闪络和爆炸事件。通过对此类事件进行分析,找出输电线路临近变电站区域遭受连续重复雷击而导致断路器过电压损坏的主要原因,并提出相应的防范措施。

释气对介质沿面闪络击穿影响的粒子模拟

为研究释气下的高功率微波介质沿面闪络击穿物理机制,首先建立了理论模型,包括:动力学方程、粒子模拟算法、次级电子发射、蒙特卡罗碰撞模型以及碰撞退吸附气体分子模型;其次,基于理论模型,编制了1D3V PIC-MCC程序,分别研究了弱退吸附、强退吸附以及释气分子运动速率对沿面闪络击穿的影响.研究结果表明:介质沿面闪络击穿本质是沉积功率的持续增加.弱退吸附下,次级电子倍增占优,随着退吸附系数的增加,碰撞电离效应对次级电子倍增有促进作用,主要表现为介质窗表面静电场、表面碰撞电子平均能量以及表面碰撞电子数目的增加,此处的表面碰撞电子主要是次级电子倍增形成的;释气分子运动速率高导致介质面附近气压下降,不利于次级电子与气体分子间碰撞电离过程形成.强退吸附下,气体碰撞电离效应占优,随着退吸附系数的增加,离子数增加速度表现为电离频率增加的指数增长形式,碰撞电离效应对次级电子倍增有抑制作用,主要表现为介质窗表面静电场为负、表面碰撞电子平均能量的降低,但是表面碰撞电子数目却得以增加,此处的表面碰撞电子主要是贴近介质面的气体碰撞电离形成的;释气分子运动速率高导致气体厚度增加,扩大了气体碰撞电离作用区域,有利于气体碰撞电离.

高功率微波窗内外表面闪络击穿流体模拟研究

建立理论模型,将电磁场时域有限差分方法与等离子体流体模型结合,编制一维电磁场与等离子流体耦合程序,数值研究了3 GHz高功率微波窗内外表面闪络击穿的不同物理过程.研究结果表明:外表面闪络击穿中,输出微波脉宽缩短(未完全截止),窗体前均方根场强呈驻波分布,波节与波腹位置不变,窗体外表面形成有一层高密(约10^(21)·m^(-3)量级)极薄(约mm量级)等离子体(扩散缓慢),入射波可部分透过该薄层等离子体,脉宽缩短主要源于等离子体吸收效应;降低初始等离子体密度、厚度、入射波场强及缩短入射波脉宽等方式,可不同程度地改善输出脉宽缩短效应.内表面闪络击穿中,窗体前均方根场强亦出现驻波分布f但波节与波腹位置随时间变化),等离子体向波源方向运动;强释气下,输出脉宽缩短(未完全截止),形成多丝状高密(约10^(21)·m^(-3)量级)极薄(约mm量级)等离子体区域(扩散缓慢),间距1/4微波波长,脉宽缩短主要源于等离子体吸收效应;弱释气、低场强下,脉宽缩短有所改善(但最终截止),形成多带状致密(约10^(18)·m^(-3)量级)略厚(mm-cm量级)等离子体区域(扩散较快),间距1/4波长,脉宽缩短主要源于等离子体吸收效应;弱释气、高场强下,脉宽缩短严重(很快截止),形成块状高密(约10^(21)·m^(-3)量级)较厚(约cm量级)等离子体区域(扩散迅速),脉宽缩短主要源于等离子体反射效应.

大雾对电力机车车项绝缘子影响的分析

针对冬季大雾潮湿天气易发生电力机车车顶绝缘 子击穿问题,进行了全面的分析探讨,提出了机车运用中的一些 措施和建议。

500kV SF_6电流互感器事故分析及预防损坏措施

介绍了SAS-550型SF6电流互感器的结构及技术特点;对运行事故进行统计和技术分析;提出预防损坏事故的综合措施。

液氮下薄膜材料的击穿和沿面闪络性能研究

超导电力装置具有载流能力大、损耗低和体积小的优点,传输容量将比常规装置高3～5倍,其本身的焦耳热损耗几乎为0。超导电力装置中,其绝缘性能对于超导装置的稳定运行起着十分重要的作用,随着超导装置电压等级的提高,对绝缘性能的要求也随之提升。本文用PPLP、100HN、100CR、T410、T418绝缘材料,测试了它们的击穿性场强及沿面闪络电压,并对它们的击穿及沿闪性能进行对比分析。

气体绝缘组合电器(GIS)事故原因分析及建议

针对临沂供电公司GIS组合电器事故,运用常规与非常规化学、电气试验手段,对GIS SF6CT气室中闪络故障前后气体成分及CT气室内的材料进行排查试验,分析了事故原因,指出事故是由内置式CT气室内的丁腈橡胶板中的腐蚀性硫与气室内触头等镀银件反应形成硫化银,最终形成导电通道,引起CT气室闪络击穿。并提出了预防发生此类事故的具体措施。

一起气体绝缘组合电器事故原因分析及建议

针对一起GIS组合电器事故,运用常规与非常规化学、电气试验手段,对GIS SF6隔离开关气室中闪络故障前后气体成分及隔离开关气室内的材料进行排查试验,分析事故原因。指出事故是由隔离开关气室内的传动绝缘扭杆受力不均,引起绝缘扭杆损伤,最终导致隔离开关气室绝缘击穿。对此类典型故障进行详细的分析总结。

金属氧化锌避雷器劣化分析及预防措施

近年来,我局所辖变电站陆续发生避雷器爆炸导致停电事故,由于无间隙氧化锌避雷器的阀片在运行中长期承受电网电压,工作条件严酷,因此对于避雷器劣化的原因却一直没有分析的十分透彻,我们试图通过对现场10kV避雷器的试验和解剖来分析避雷器产生故障的原因和预防措施。

浅谈电气设备交流耐压试验

在电力行业中电气设备的试验是必不可少的，是检验所有电气设备是否可运行，继续运行的重要指标，可以检测出电气设备是否存在缺陷，提前预防其设备发生事故。交流耐压试验时是一种最符合电气设备的运行条件的试验，是避免发生绝缘事故的一项重要手段，在交流耐压试验中要测量试验电压的峰值具有很重要的原因。

基于分治思想及火焰燃烧模型的输电线路跳闸风险评估方法

为减少火灾对电网造成不可估量的损失,提出了一种基于分治思想及火焰燃烧模型的输电线路跳闸风险评估方法.该方法需要分别计算山火蔓延到线路下方的概率以及线路下方山火引起的闪络概率,并将两种概率进行耦合得出跳闸概率.一方面,提出了基于分治思想的杆塔定位算法以快速获得山火蔓延关键参数--火点与杆塔的距离,并综合气象、植被和地形等影响因素,计算得到山火蔓延到线路下方的概率;另一方面,采用非线性分析方法,获得火焰区的击穿电压计算公式,并依据不同植被类型和高度下的火焰燃烧模型计算导线与植被间空气间隙、导线间空气间隙的击穿电压,在此基础上,结合线路电压等级可得出闪络击穿概率.综合蔓延过程及线路下方的燃烧特性,最终获得较为准确的输电线路山火跳闸风险实时评估模型.算例分析中,本文方法的评估结果与跳闸案例相符,且所提出的杆塔定位算法的运行时间明显优于其他算法,能够实时、有效地计算输电线路山火跳闸概率,对山火灾害下电网的应急处置具有重要的参考价值.