基于汤逊放电的C_(4)F_(7)N/CO_(2)摩尔分数检测

C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体作为一种新型环保绝缘气体应用在实际设备中时,检测混合气体的混合比例是保证设备绝缘可靠性的关键。文中提出了基于汤逊放电的C_(4)F_(7)N气体摩尔分数的新检测方法,该方法采用一定条件下汤逊放电电流对应的电压值来表征C_(4)F_(7)N气体混合比例。首先开展了不同混合摩尔分数、不同气压下C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的稳态汤逊放电试验,建立了摩尔分数与电压的关系,发现该方法可检测摩尔分数0~100%范围,在可能用到的5%~30%范围的比例检测误差不超过0.4%;然后从理论上分析了所提出方法的可行性,证明C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体中C_(4)F_(7)N气体占比在0~100%范围内的汤逊放电电流对应的电压值与混合比例之间存在线性关系。最后,将文中提出的方法与色谱法、红外/紫外光谱法之间进行了对比,指出了该检测方法在成本和耗气量方面的独特优势。研究结果可为所提方法的实际应用提供理论和实验依据。

基于针-针电极直流高压电晕放电暗电流测量大气相对湿度的研究

为了研究直流高压电晕放电暗电流与大气相对湿度的关系,为大气湿度的测量提供新的方法。采用针-针电极结构的直流高压放电模型,通过气体放电理论推导了暗电流与湿度的理论关系;建立暗电流测量的实验模型,测量不同输入高压和不同湿度下电极外回路放电暗电流。实验结果与理论计算的规律一致,为电晕放电暗电流测量大气湿度的研究提供了理论和实验依据。实验和计算结果表明:电晕放电暗电流随着输入电压的降低和相对湿度的降低而减小;高相对湿度环境中,电晕放电暗电流随着相对湿度的升高而剧烈增大。

Townsend电晕放电理论新探索

从汤逊(Townsend)基本假设出发,建立了柱型金属接地料仓内同轴电晕导线结构下的电场分布理论模型,给出了2种不同条件下的精确解,给出了包括Kaptsov假设在内的更一般表达式,为进一步讨论汤逊电晕放电奠定了基础.

GIS双断口隔离开关不停电试验电场分布及击穿特性

共气室结构的双断口隔离开关(double-fracture disconnect switch,DDS)在不停电耐压试验过程中存在因试验侧断口击穿而影响运行侧断口绝缘性能的风险,在设计阶段需要对其电场分布和击穿特性进行研究。为此,以新研发的110 kV三相共箱式GIS双断口隔离开关为例,采用有限元方法对电场进行仿真分析,得到其在现场不停电工频耐压试验中的内部电场强度分布。根据电场的计算结果,采用基于汤逊放电理论的击穿判据,研究不停电试验中两个断口的击穿特性,证明了在DDS现场不停电交流耐压试验过程中,试验侧断口击穿不会对运行侧的绝缘性能造成影响。研究结果可以为在运的DDS二期扩建时的不停电扩建与现场绝缘试验工作提供安全保证的理论支撑,也为未来新型DDS设备研发过程中的绝缘校核提供了更加翔实的理论依据。

计及间隙长度的弧光接地故障建模及单端测距

输电线路接地故障常伴随电弧放电,电弧电阻的非线性易导致传统故障测距方法精度降低,构建更为精确的电弧模型将有利于提高故障测距精度。现有的基于能量平衡理论的Cassie、Mayr等微分形式的电弧模型,电弧电压须由前一时刻多参数迭代计算求得,难以直接应用到故障测距算法当中;较为先进的电弧对数模型,将电弧看作长度恒定的短间隙电弧,忽略决定故障点电压波形特征的电弧间隙长度对测距结果所带来的影响。针对上述问题,该文详细分析电弧放电物理本质,基于汤逊原理构建间隙长度可控的汤逊电弧模型。该模型直接描述电弧的V-I特性,和单端阻抗测距算法契合度较高。仿真分析不同故障工况对测距精度的影响,结合现场实测数据验证该方法的有效性。

应用低温非平衡等离子体进行绝缘分析方法

在现有的产品绝缘设计中,一般通过求解电场及电场分析来判定设计是否合理。而现实是在一个产品设计的电场分析结果小于对应许用场强的情况下,还可能发生绝缘放电问题,同时还面临产品很多部位过设计的状态。在这里提出一种基于汤逊气体放电理论结合等离子体进行放电研究的方法,可以更加有效、明确地计算和分析得到气体放电路径,在此基础上,可以更加有针对性的去优化设计产品。