基于电容分布效应的一二次融合柱上断路器断口绝缘性能分析与优化研究

针对现有一二次融合柱上断路器负载侧或电源侧单侧配置电子式电压传感器(electronic voltage transformer,EVT)后断口工频电压试验时,壳体对地电位过高造成柱上断路器破坏性放电的问题,文中对配置EVT的柱上断路器断口绝缘性能进行研究。文中首先对柱上断路器断口耐压试验时壳体对地放电问题进行了电容分布理论分析,并给出配置不同容值制作的EVT的柱上断路器在断口耐压试验时壳体与地之间的电压值。其次给出了现有国网标准化方案一二次融合柱上断路器的理论设计依据,同时指出电源侧配置EVT的一二次融合柱上断路器的绝缘设计裕度,得出在满足开关性能及EVT准确度要求的前提下,EVT高压臂尽量采用电容容值低的电容降低壳体对地电压。最后提出在现有试验方式下一种负载侧和电源侧均配置EVT的一二次融合型柱上断路器新型结构形式,并给出试验结果。分析及试验结果证明,该结构的柱上断路器断口耐压试验时,壳体对地电压小于GB/T 11022—2020规定的相对地电压42 kV,避免了断口耐压试验时壳体与地击穿的现象,并已在工程中得到广泛的应用。

釜用唇形密封圈密封性能与开启特性研究

通过建立唇形密封圈数值分析模型,探究开启式唇形密封静态密封性能和动态开启特性,并通过试验进行验证。结果表明:介质压力对反向开启压力的影响最明显,介质压力每升高0.01 MPa,反向开启压力随之升高0.01 MPa;结构参数对反向开启压力的影响不明显,改变唇口的结构参数可以提高静态接触时的密封性能。通过试验模拟密封实际工况,准确测量出唇口反向开启压力,试验值与计算值平均误差约为10%。

多雾条件下边坡雷达在露天矿山边坡监测中的应用研究

针对南方多雾等恶劣条件下露天矿山边坡监测困难等问题,本文以边坡雷达为监测手段,选取遂川县坚基矿业车元坳矿区为研究对象,对该矿露天采场边坡进行非接触式不间断监测,结合车元坳矿区边坡雷达2023年11月9日—2023年12月8日的监测数据,通过对数据异常区域与矿山实际现场勘查进行对比分析。研究结果表明:根据11月09日—11月14日变形数据,局部区域变形量剧增,经现场人工巡检并采取治理措施,表明边坡雷达在露天矿山边坡监测作用有效,监测数据是可靠的;边坡雷达在多雾条件下仍能维持其监测性能。研究结果可为南方其他露天矿山边坡选取监测手段提供一定的参考。

断路器分合闸线圈烧毁的原因分析及改进方法研究

针对断路器分合闸操作过程中线圈烧毁现象,从断路器操作机构以及控制回路工作原理着手,分析得出分合闸线圈烧毁的根本原因为线圈长时间带电。对此提出了多种改进方法,经过比对确定非接触测量为最优方法。该方法可以在不拆卸操作机构器件、不更改控制回路的条件下完成对分合闸线圈运行情况的监测与评估,实现实时保护及提前预测。

考虑电动斥力的真空断路器刚柔耦合系统机械特性研究

针对真空断路器分闸过程涉及到的灭弧室侧电磁力与操动机构侧机械运动的耦合计算问题,结合Mayr-Cassie混合式电弧模型、灭弧室电磁场模型以及操动机构刚柔耦合动力学模型提出一种断路器分断过程电-磁-机械动态特性耦合计算方法。基于真空断路器分断过程动态特性计算结果,通过显式动力学方法对分闸过程中触头弹簧系统的冲击碰撞现象进行模拟计算,并结合应变寿命理论及Miner累计损伤理论计算触头弹簧结构的工作寿命,在此基础上对触头弹簧结构进行优化改进工作。研究结果表明:在断路器分闸过程中电动力方向并不总是为触头斥开方向,在超程阶段结束之前动触头承受的电动力为斥开方向,在超程结束后动触头承受电动力为闭合方向;在承受分闸冲击时,优化前的触头弹簧结构应力危险范围在弹簧销与导向套的接触界面处,应力数值为273.28 MPa,其疲劳寿命为2027次,优化后的触头弹簧结构疲劳寿命为12030次,满足断路器产品额定机械寿命的要求。

压缩式胶筒结构优化及裸眼密封性能分析

压缩式封隔器广泛用于油田分层开采工艺,其胶筒的坐封通过高压流体作用在活塞上压缩胶筒或管柱来实现。现场作业发现:压缩式胶筒离载荷端较远,且大多采用单向加载,导致坐封不完全,接触应力与密封性能系数较低。针对上述问题,基于Mooney-Rivlin超弹模型、胶管变形及接触非线性理论,建立压缩式胶筒组有限元计算模型,从内衬套和防肩突结构开展单因素分析,并对其裸眼密封性能进行研究,结果表明:三角形内衬套能有效提高胶筒中部接触应力;金属圆环防突结构能提高胶筒密封性能系数;与常规压缩式封隔器相比,优化后的压缩式封隔器密封性能显著提高;裸眼井壁的不规则程度在一定范围内时,对封隔器的密封性能影响不大。

一起敞开式隔离开关操作过电压激励罐式断路器微粒放电故障分析

SF_(6)气体绝缘金属封闭开关设备又称组合电器(简称"GIS"),具有占地面积小、不受外界环境影响、运行可靠性高、免维护的优点,在电力系统得到广泛应用,组合电器故障率直接影响到电网稳定.介绍了一起252 kV罐式断路器在同间隔隔离开关操作时灭弧室内发生放电的故障,综合录波数据、解体情况分析,通过隔离开关操作过电压仿真计算、现场局部放电试验比对分析,得出故障原因为动静主触头异常磨损,产生较多金属颗粒,在操作振动(气动机构)和分合闸气流扰动下,于动触头侧的屏蔽罩下方罐体处积聚,隔离开关分闸过程中产生高频过电压,传导至断路器动触头侧,加剧罐体处积聚的金属颗粒跳动,引发屏蔽罩底部对下方罐体放电,并为后续改造提供了建议.

多对偶夹角开合式TENG的结构设计和发电性能分析

提出一种多对偶夹角开合式摩擦纳米发电机的结构设计,将多个极板进行圆周布置,使各极板与相邻极板均构成摩擦对偶,形成多对偶夹角开合式发电结构。利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件研究了该新型摩擦纳米发电机的电势分布、开路电压、电极电荷量等参数随极板极角或时间的变化规律。结果表明:1)单对极板的开路电压随两板间极角的增大而增大;2)N对“串联”极板的开路电压均值是单对极板开路电压均值的N倍;3)极板的电极电荷量随两板夹角增大而缓慢增大;4)极板的主体区域电势分布较为均匀,但在极板端部电势分布具有明显的边缘效应。

基于混杂系统建模的柔性多状态开关控制策略

柔性多状态开关(soft open point, SOP)与传统联络开关相比功能更多,响应速度更快,是实现电力网络柔性互联的重要装置之一。SOP中开关器件的存在使系统运行状态在连续系统和离散系统间来回切换,提出对SOP采用更为合适的混杂系统模型进行建模控制。首先对各端口的8种开关模态进行分析,然后将1个工频周期分为12个子区间,通过系统连续状态量和各开关模态的关系推导出各子区间内开关模态的切换规则,依据切换规则设计了离散控制器,根据连续状态量相互之间的转换关系设计了连续控制器,综合得到了各端口在不同运行模式下的混杂控制器,最后在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,通过与传统建模控制方法的仿真对比,验证了所提方案的有效性。

1000kV断路器防跳回路故障分析

对特高压站内一起断路器操作回路故障现象进行了分析,指出防跳继电器故障时,操作回路中的跳闸监视回路与防跳回路存在寄生回路的问题。通过现场问题整改与分析论证,提出了断路器防跳回路验证的办法与建议,为特高压断路器二次操作回路的安全、可靠运行提供依据。

点火装置触点开路失效分析

直流供电方式的点火装置广泛采用触点式逆变线圈进行电源变换,但在使用过程中会因触点失效(开路或短路)而造成点火装置无法正常工作。根据产品使用中发生的故障问题,结合点火装置的工作原理和工作环境,对触点开路失效机理进行了分析研究,并通过试验验证、能谱分析等方法找出引起触点开路失效的根本原因。根据对触点开路失效机理的技术分析和综合验证,提出了可行的技术改进措施,从而提高了产品的工作可靠性。

铜锑硫薄膜太阳电池的数值模拟研究

用SCAPS构建了铜锑硫薄膜太阳电池模型,计算了器件的性能。分别研究了吸收层厚度、载流子浓度、缺陷密度和背电极功函数对器件性能的影响。结果表明,过薄的吸收层对绿光和红光吸收不充分,1.5~3μm厚的吸收层能满足光谱吸收要求。当受主浓度为2×10^(18)cm^(-3)时,器件光电转换效率最高。缺陷密度大于10^(-14)cm^(-3)时,器件的光电转换效率急剧降低。贫铜富硫气氛制备铜锑硫可以提高受主浓度,减小开路电压亏损,也可以抑制硫空位缺陷形成,从而提高器件的光电转换效率。功函数较高的材料能降低背电极势垒,减少载流子在背电极复合。材料参数优化后,器件的光电转换效率最高为21.74%。

基于有限元渗透分析的高压自紧式快开人孔密封性评估

高压自紧式快开人孔的密封性分析是结构工程设计的重要组成部分。通过对该结构进行塑性计算和接触计算,利用有限元分析技术中的流体渗透压力,物理真实地模拟密封过程,追踪分析密封结构在加压过程中的接触状态,量化确定密封面的渗透程度,并据此判定密封结构的密封可靠性。

单相触树接地故障引燃特性及模型分析

针对单相触树引燃植被进而引发森林火灾问题,为明确植被的引燃特性与温升机理,搭建试验平台对导线接触松木进行研究,分析导线触树引燃植被过程中的引燃现象与温度变化。分析发现植被引燃分为初始接触、水分蒸发、炭化通道、蔓延贯穿4个阶段;同时,泄漏电流受温度影响也呈现出明显的4个发展阶段特点;植被温度升高的热量来源于电流热效应与物体传热。根据热量作用途径与温升机理,提出计算燃点-时间的温升模型,对植被蔓延至不同位置的明火时间进行预测分析。验证结果表明,计算模型具有较高的准确性,对指导线路引发森林火灾防治工作具有重要意义。

一起500kV断路器用均压电容器缺陷的综合分析

针对某变电站一起500 kV断路器并联电容器存在脏污痕迹的现象,通过现场勘查给出了电容器渗油的缺陷诊断;从装有并联电容器的双断口断路器电路模型入手,分析了均压原理、电容器对断口电场分布的改善和对电力系统动力学行为的影响,由此得出该缺陷的存在会导致3种具有差异化的电力系统事故,同时给出了缺陷处理建议;最后结合Garton效应、感应电场干扰效应及RTV防污闪涂料对介损测量值的影响3方面提出了更换后现场电容器介损测量所需要注意的问题,并简要地给出了解决方案,分析具有一定的针对性和参考性。

某在役弧形闸门不平衡启门力数值分析研究

针对不平衡启门力对弧形闸门安全启闭的影响,基于某实际工程,建立弧形闸门-启门力-水封整体三维有限元接触模型,引入ADINA接触模型和重启动的方法模拟闸门开度为0时的启门工况,计算出该弧形闸门的最大启门力,并与工程实际检测数据进行比较。同时,在此模型上对不平衡启门力作用下闸门的瞬态动力响应进行计算,分析闸门在不同开度下受不平衡启门力作用而产生的应力和变形。可为弧形闸门的安全启闭和设计提供有益参考。

预紧卡箍式快开结构的安全强度分析

在卡箍式快开过滤器设计过程中,预紧后结构的强度是重要的安全校核问题.利用有限元法建立卡箍式快开过滤器的结构模型,在建模过程中针对卡箍、法兰及上、下法兰之间的实际接触状态,模拟在同时施加预紧力和内压情况下,卡箍与法兰及上、下法兰之间的接触状态变化过程.通过分析计算结果,不但获得卡箍式快开过滤器整体结构的压力分布,还获得各接触面上详细的接触压力分布状态即非均匀分布,从而能够按照JB4732-1995对结构危险截面进行较全面的应力强度评定.

高压烧结炉快开机构的强度设计与分布

应用HyperMesh软件对压力烧结炉卡箍式快开机构进行网格划分,使用ANSYS接触单元对该快开机构做非线性接触分析,得到了在设计压力下结构的第三强度当量应力分布和变形,并分别对炉盖、炉体和卡箍进行了分析。按照JB4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》对危险截面进行应力强度评定。分析结果表明,强度满足要求。

内燃机车双冗余控制系统的不间断切换设计

详细介绍了一种不间断切换电路,在内燃机车双冗余控制系统的双机切换过程中,该设计避免了切换失电的不利影响,能维持各受控设备持续不间断地工作,从而能保持柴油机不因控制系统的切换而停机。通过对设计原理的分析,给出了一种成熟的电路设计方案,应用在DF8B机车控制系统中,并且该设计可延伸拓展应用于更广泛的控制切换领域。