紧凑型配网设备振荡冲击耐压试验系统的设计研究

传统的集成式车载冲击电压发生装置多采用双指数冲击电压波形,体积和重量都非常庞大,难以直接用于数量众多的配网设备的现场试验,而振荡型冲击电压波形由于具有产生效率高、调波简单的优点,适用于配网设备的现场冲击耐压试验。为此,研制了紧凑型配网设备振荡雷电冲击耐压试验系统,系统硬件部分采用模块化设计,具有体积小、重量轻和现场使用方便的优势。软件部分采用平板电脑控制,操作简单方便,具有信号采集、处理和一键生成试验报告等功能,能够实现对现场冲击耐压试验过程的在线可视化显示。并针对研制的配网设备振荡冲击耐压试验系统进行了相关性能测试试验,测试结果均满足要求。系统可以产生满足配网设备现场试验的振荡雷电冲击电压波形,能够有效的解决配网设备现场冲击耐压试验困难的问题。

振荡冲击电压下局部放电检测系统研究

为了研究振荡冲击电压下局部放电现象,设计了振荡冲击波形发生器,根据等效电路模型,推导出波形参数表达式;制作了一款专门用于冲击电压下局部放电脉冲测量的高频电流传感器,研究了线圈匝数和积分电阻对其频率特性的影响,利用函数发生器和方波电压源测试校准了传感器实际动态响应;在此基础上建立了一套局部放电脉冲测量系统,并对针板电极实验模型在振荡冲击电压下的局部放电信号进行测量。试验结果表明,该测量系统能够有效抑制源干扰,提取局部放电脉冲,为进一步研究振荡冲击电压下局部放电特征和机理提供重要价值。

振荡冲击电压下SF_6极不均匀场间隙的放电特性

根据IEC 60060-3所规定的振荡冲击电压波形,研究了在正极性振荡雷电冲击电压和振荡操作冲击电压下SF6气体极不均匀场间隙的放电特性,包括SF6压强(P)和50%起晕电压(UP50)关系、SF6压强(P)和50%击穿电压(UB50)关系等。并且比较了振荡雷电冲击和标准波雷电冲击下SF6气体极不均匀场间隙的放电特性的异同。结果表明,振荡型冲击电压因其振荡特性,使SF6极不均匀场间隙的放电次数增加,这有利用发现GIS中存在的例如导电尖刺等电极缺陷;等波头的振荡冲击波和双指数冲击波作用下SF6极不均匀场间隙的有着相似的放电特性,这对振荡型冲击波替代双指数波在较高等级的GIS现场耐压试验中的运用有重要的指导意义。

振荡冲击器工作特性研究

振荡冲击器在石油钻井中的应用越来越广泛,逐渐成为钻井提速的关键技术之一。对振荡冲击器的结构、工作原理以及水击力的产生和振动机理进行分析与探讨,对水击力和振幅进行了计算,得到水击力大小与阀孔开度成反比关系且随阀孔开度变化而变化,水击频率与螺杆转速成正比关系,阀片组上下产生双水击作用。分析认为双水击作用有助于破岩,产生的轴向振动是连续温和的振动,能够有效解决水平井、大位移井托压、黏卡和有效钻压传递问题,有助于工具面控制,对大部分随钻测井仪器无影响,延长了钻头寿命。

电力设备现场耐压试验用振荡冲击波产生的仿真研究

根据IEC 60060-3振荡冲击电压波形(OIV)的物理特性,提出了一种通过数值等效电路模型获得OIV波形的方法。通过对模型的理论分析,得到波形几个重要参数的解析表达式;讨论了负荷取值范围对波形参数的影响。仿真结果表明,通过调节电路元件参数值,可以得到适用于不同负荷情况下OIV波形,满足工程设计要求;在模型参数确定的情况下,根据波形参数表达式求得的解析解与模型数值解之间误差较小,为现场试验用振荡冲击发生器设计提供了理论依据。

SF_6中绝缘子在快速振荡与非振荡冲击电压下闪络特性

研究极不均匀场中SF6气体－绝缘子界面在振荡与非振荡冲击电压下的闪络特性后发现绝缘子的闪络特性后与冲击电压的波头及波尾振荡频率均有很大关系。频率为4MHz的快速振荡冲击电压作用下，绝缘子的闪络电压明显低于非振荡冲击电压作用下的结果。

振荡冲击波发生电路的设计及其参数选取

介绍了一种通过数值等效电路模型获得振荡冲击波形的方法。

振荡冲击波下电晕伏库特性

本文讨论衰减振荡冲击波下电晕伏库特性的实验研究,对于双指数雷电波和衰减振荡冲击波这两种不同波形下的伏库特性差别进行了比较,并就衰减振荡冲击波波形对伏库特性的影响进行了试验。关于实验中观察到的一些基本现象也给予一定分析。

振荡冲击电压下针板缺陷局部放电研究

为了研究振荡冲击电压针板缺陷局部放电(PD)特性,设计了产生波形符合IEC60060-3规定的振荡冲击波形发生器,根据等效电路模型,推导出波形参数表达式;研究了线圈匝数、积分电阻及磁芯对传感器工作带宽的影响关系,设计制作了一款具有高灵敏度、宽频带的高频电流传感器,在此基础上建立了一套完整的振荡冲击电压下光、电PD检测系统;初步研究了振荡冲击电压下针板缺陷PD特征。试验结果表明,该系统能有效测量纳秒级PD脉冲,为深入研究冲击电压下PD特性和机理提供了有效的试验平台和依据。

1100 kV GIS设备振荡冲击试验电压下的波过程仿真计算研究

特高压GIS设备进行现场冲击耐压试验时,GIS内部在振荡冲击电压波作用下易发生电磁波折、反射,由此产生的电压波叠加后可能会高于标准要求的试验电压值从而危及GIS设备绝缘。为有效评估振荡冲击电压下GIS设备内部的过电压水平,优化GIS现场冲击电压试验方法。利用EMTP仿真计算软件,基于现场实际试验参数对GIS正常施加冲击耐压以及GIS发生闪络两种工况下的波过程开展了仿真计算分析,得到了GIS设备各节点的电压分布。结果表明,正常情况下对GIS施加振荡型冲击电压时,GIS各节点电压幅值差异较小,一旦发生内部闪络后,在截断电压波作用下,GIS支路末端电压会远超试验电压值进而引发二次闪络。针对该现象,根据仿真计算结果提出在试验回路中加入阻尼电阻的抑制措施,并结合现场实测进行验证。通过对仿真计算及现场实测结果的对比分析,大幅减少了现场冲击耐压试验次数,有效防止现场试验时过电压对GIS设备的损害,为今后开展1 100 k V GIS设备现场冲击电压试验提供了技术依据。

双极性振荡冲击电压下变压器油放电特性

当外部过电压侵入油浸式变压器绕组内部时,其匝间绝缘会承受双极性振荡冲击电压的威胁。在此通过双极性振荡冲击电压下变压器油放电特性的研究,为绕组纵绝缘的合理设计及液体放电机理的探究提供参考。首先通过可调电路元件,严格控制外施电压波形参数,实验获得了稍不均匀场与极不均匀场中变压器油在单一波形变量下的冲击放电特性,统计得到了放电电压概率分布与击穿点分布特征。然后利用分幅相机拍摄了双极性振荡电压下油中流注形貌,阐述了流注极性转换等主要发展特征。最后实验结果表明:无论电场分布是否均匀,振荡系数的增加、振荡频率的降低或波前时间的缩短均会导致变压器油50%击穿电压下降,且当振荡系数高于0.55时存在低于标准雷电耐受水平的可能;当振荡频率较低时,击穿多发生在第1或第2个正极性波峰内,而随着频率的升高,击穿点逐渐向后序波峰偏移,击穿于负极性波峰内的概率显著增加。结合光电倍增管记录的流注发光信号,从流注发展角度分析了变压器油击穿电压与击穿点变化的原因。

负极性衰减振荡冲击电晕的数学物理模型

从气体放电微观物理过程出发,提出了一种负极性衰减振荡冲击电晕的数学物理模型,该模型考虑了碰撞电离、带电粒子迁移、空间光电离、电子与中性粒子的附着和带电粒子的复合。在已有文献的基础上,推导了同轴圆柱电极中的空间光电离公式。该模型可用来计算同轴圆柱电极中双指数冲击或衰减振荡冲击的负电晕伏库特性,计算结果与测量结果对比基本吻合。测量和计算结果表明,衰减振荡冲击下的伏库特性表现出明显的螺旋回环,这也是其与双指数冲击的主要区别。外施电压下降阶段,由于空间电荷的感应作用,内导体表面出现电场反向,有可能产生反极性电晕。利用提出的模型对反极性电晕过程中空间电场变化进行了定量分析。

箱包振荡冲击测试结果的影响因素分析

针对在不同检测机构及不同生产企业之间,现行标准体系下,箱包振荡冲击性能测试结果存在较大差异的现状,分析了目前典型的2款振荡冲击试验机的结构、冲击杆、弹簧、夹具以及负重、测试过程等因素,对测试结果的影响。结果表明,试验机的结构对测试结果的影响较大,其他因素也有一定的影响。最后,针对导致测试结果出现较大差异的各类因素,提出了相应的改进措施,为振荡冲击试验方法标准的修订及保障测试结果的重复性和稳定性,提供了理论指导和实践参考。

基于感应式振荡冲击耐压试验的变压器故障诊断技术

目前,对变压器进行感应式振荡型操作冲击耐压试验,并采用多种诊断方式对其进行故障诊断的相关研究尚不成熟。为此对一台220kV三相油浸式变压器在短路冲击试验前后进行了感应式振荡操作冲击耐压试验,测量并分析了高低压绕组上的电压波形、中性点示伤电流、局部放电(PD)信号和电压传递函数的变化规律,并与变压器的解体结果进行对比,研究了变压器绕组的机械和绝缘故障对诊断参量的影响。试验结果表明:电压波形、示伤电流和电压传递函数能同时检测到绕组的机械和绝缘故障,而局部放电检测只能反映绝缘故障;机械故障对诊断参量的影响在较低试验电压下就会显现,而绝缘故障对诊断参量的影响在较高试验电压下才会显现;传递函数和局部放电信号对故障的灵敏度较高,电压波形和示伤电流能判断故障所在的绕组。研究验证了感应式振荡操作冲击耐压试验对变压器故障诊断的可行性和有效性,证明该诊断方式可有效检测到变压器绕组的机械和绝缘状态。

振荡冲击器工作性能理论分析及其结构优化

针对国内外近几年来主要使用振荡冲击器来提高机械钻速,对此类工具的工作性能进行了理论研究并提出了它在工程技术应用中的结构优化方法。在对振荡冲击器的结构及工作原理进行分析的基础上,首次将瞬变流理论引入并建立了水力脉冲波动压力模型,利用MATLAB软件进行了振荡冲击器水力脉冲数值模拟计算,进而分析了不同因素对振动冲击性能的影响。得出了关键零部件——盘阀的过流面积变化特性,以及盘阀偏心距e和过流孔半径r对振荡冲击器性能影响规律。建立了该工具产生振动冲击的目标函数,并给出了水力脉冲装置优化步骤。在此基础上,加工了工具的样机,并进行了室内试验。试验验证了振荡冲击器的设计合理性、理论分析的有效性和数值计算的准确性。研究结果为水力脉冲工具优化提供指导意义,并为振荡冲击器在钻井现场应用提供理论支撑。

振荡冲击电压下SF_6气体中绝缘子气隙局部放电特性研究

随着GIS设备现场冲击耐压试验的推广实施,冲击电压下的局部放电检测被作为一种新方法,应用于GIS的现场绝缘诊断。冲击电压能够有效限制电晕稳定性作用,相比交流低频电压对局部极不均匀场类缺陷的发现能力更强,因此该方法将具有较好的应用前景。本文建立了冲击电压下的局部放电宽频带电脉冲检测系统,采用标准振荡雷电冲击(OLI)和标准振荡操作冲击(OSL)作为激励源,对绝缘子气隙缺陷在SF_6气体中的局部放电特性及影响因素进行了研究,并在此基础上针对预置人工绝缘气隙缺陷的实际GIS试品进行了模拟试验。研究表明:在振荡冲击下,气隙局部放电脉冲主要包括首次放电、后继放电及反向放电三种放电形式,其中首次放电对其他几种放电形式具有决定作用。且气压、背景场强及气隙尺寸比等对绝缘子气隙局部放电行为具有明显影响。GIS的模拟局部放电检测表明,两种振荡冲击电压(OLI和OSI)均能够有效检测GIS内部的气隙类缺陷。

振荡冲击波形发生器的设计与实现

本文使用波形发生器产生震荡冲击电压,对震荡冲击电压造成的电路局部放电的原理和影响进行了分析和研究,并且通过建立等效电路模型的方法,对相关参数进行分析,并列出表达式对参数进行推导和计算;同时,本文还设计了高频电流传感器,通过高频电流传感器可以方便的测量电路中局部放电脉冲,根据高频电流传感器对积分电阻和线圈匝数变化时,频率特性产生的变化进行分析。将传感器通过相关仪器进行校准,并且根据对震荡冲击电压进行分析、测量的基础上,构建了一套系统对局部电路放电脉冲进行测量,并且通过建立仿真模型进行模拟试验。根据对试验得到的数据进行分析,结果表明本文设计的系统对源干扰具有明显的抑制作用,对局部放电脉冲可以进行有效的提取,对相关领域的研究具有一定的价值。

SF_6气体中金属尖端在振荡冲击电压下的局部放电特性

随着气体绝缘开关设备(GIS)现场冲击耐压试验的推广实施,冲击电压下的局部放电检测被作为1种新方法而应用于GIS的现场绝缘诊断,但冲击电压下的局部放电仅被认为是击穿前的预放电现象而缺乏全面深入的研究。为此,建立了冲击电压下的局部放电(PD)宽频带光、电脉冲检测系统,采用标准振荡雷电冲击(OLI)和标准振荡操作冲击(OSI)作为激励源,对针尖曲率半径为25μm、100μm和500μm的金属尖端缺陷在SF6气体中的局部放电行为和统计分布特性进行了研究,并在此基础上针对人工预置金属尖端缺陷的实际GIS试品进行了模拟试验。试验研究发现单次脉冲型放电、紧密的多脉冲放电、稀疏的多脉冲放电、反极性放电及预击穿放电共5种具有典型特征的光、电脉冲(序列);各类放电的出现概率受气压、电压及缺陷尺寸的变化的影响虽具有随机性,但仍然具备可统计性;GIS的模拟局部放电检测表明,2种振荡冲击电压均能够有效检测GIS内部的尖刺类缺陷,其局部放电检测效率高于工频交流电压。

振荡冲击及交流电压下绝缘子表面金属微粒放电特性研究

近年来由于绝缘子沿面放电引起的绝缘故障较为多见,冲击耐压及冲击下局部放电检测是绝缘考核和诊断的有效手段。文中采用IEC60060-3推荐的振荡型雷电及操作冲击和工频交流电压,针对110kV气体绝缘组合开关设备(GIS)真型绝缘子金属微粒缺陷模型进行了局部放电特性研究。在工频交流(AC)电压下,局部放电起始电压和闪络电压的差值小于2种振荡型冲击电压,其随气压增大而增加;在冲击电压下,局部放电大多发生在振荡周期的上升沿处,在电压波谷处会出现相反极性的局部放电脉冲;金属颗粒位置对放电量、放电重复率等影响较大。结论表明,相比于工频交流电压,GIS绝缘子表面金属颗粒缺陷在外施电压为振荡型冲击电压时易产生局部放电,说明了振荡型冲击电压局部放电检测具有较高缺陷检出能力。

旅行箱包振荡冲击性能项目分析

振荡冲击性能是旅行箱包产品质量检验中容易不合格的项目,在监督抽查中振荡冲击性能不合格产品往往占总不合格产品的90%以上,本文对该项目的检验方法原理、不合格样品破坏类型进行分析,研究影响旅行箱包产品振荡冲击性能的关键因素,进而分析可能导致旅行箱包振荡冲击性能不合格的原因,并为企业加强质量管理、降低产品不合格率提出相应的要求。