针-板模型交/直流电晕放电的紫外特征参量

紫外（UV）成像仪是检测电气设备电晕放电的一种常用手段,但是目前在工程应用中仍面临着紫外成像仪检测结果与放电故障类型难以确切对应的问题。为此,通过紫外成像研究了交/直流电压下针-板模型的电晕放电,提取了电晕放电光子数与紫外图像光斑面积,对比分析了针-板模型在不同交/直流电压下光子数和光斑面积的特性。结果表明：光子数和光斑面积能在一定程度上反映电晕放电强度;随着检测距离的增加,光子数和光斑面积均会衰减,衰减规律满足阿拉德定律;光子数随增益而呈现先增后减的趋势,而光斑面积随增益的增加而增加,具有明显的单调性;交流和负极性直流电压下,随着电压的增加,紫外特征参量呈现幂函数的增长趋势;正极性直流电压下,由于针电极的极性效应,电晕起始电压较高;由于放电初期的中和电离影响,光子数和光斑面积会出现跃升;此后,光子数和光斑面积随着起主导作用的电离形式发生变化而锐减;随后,光子数和光斑面积都随电压的增加而平稳增长,此时2种紫外特征参量与电压也呈现幂函数关系。因此,光子数和光斑面积可互为补充,从多个角度对电晕放电强度进行识别与表征。

基于针-板模型低压电气线路接触不良的试验研究

为解决低压电气线路因出现接触不良而发生放电,及其放电源位置的确定和放电特征识别等问题,制作了针-板模型来模拟导体间接触不良。通过改变针-板模型位于线路中的位置,利用数字示波器采集模型处于线路不同位置时零线上的电压波形。试验表明:模型处于线路不同位置发生放电现象,其对应的零线电压波形具有不同的放电特征且具有一定的规律性。

开关柜“针-板”模型局部放电空气分解物研究

为了探究开关柜内金属突出物局部放电下空气分解组分及其影响因素，建立了“针-板”缺陷模型局部放电试验平台，从理论分析和实验探究两方面对局部放电下空气分解组分进行了深入研究。利用COMSOL Muhiphysics构建放电模型进行理论仿真，获得了高压下“针-板”电极附近电势分布，分析了局部放电下空气主要分解组分：CO、NO和NO2等的产生机理。采用脉冲电流法探究在不同放电电压下的放电量，测试不同放电电压和放电时间下CO、NO和NO2各组分浓度。实验结果表明：CO、NO，浓度随着电压的升高而增加；CO浓度随着时间的延长持续增加，而NO2浓度先增加后减少；NO在各个放电强度和放电时间下均为零。建立了局部放电空气分解组分与局部放电严重程度的对应关系。

电场不均匀系数对SF_(6)/N_(2)混合气体负直流电晕电流脉冲特性的影响

为了研究SF_(6)/N_(2)混合气体负直流电晕电流脉冲特性,建立SF_(6)/N_(2)混合气体二维轴对称针-板几何模型,对不同电场不均匀系数下的负直流电晕放电进行了仿真计算。通过将放电过程中正离子、负离子和电子的连续性方程与泊松方程耦合,研究负电晕电流脉冲的形成机制,分析了电场不均匀系数对带电粒子变化过程和电流脉冲特征参数的影响,并通过针-板模型电晕放电实验平台验证了仿真模型的有效性。仿真结果表明,电流脉冲形成过程中,电子数密度远小于离子数密度,且正离子数密度大于负离子数密度;每个电流脉冲对应一个负离子云的形成和迁移,随着电场不均匀系数减小,由于针电极和负离子云之间的静电排斥,负电晕会呈现先偏离针尖发展、而后又向针尖回移的趋势;电流脉冲幅值整体呈增大趋势,初始电流脉冲宽度增大,脉冲上升时间和下降时间增长,同时脉冲重复率减小。