表面水滴对特高压直流输电线路电晕特性的影响

雨、雾天气情况下导线表面形成的水滴会导致导线周围电场分布发生严重畸变,从而改变导线的电晕特性。我国第1条特高压直流输电工程——云广线处于多雨地区,导线电晕特性需考虑水滴因素的影响。为研究导线表面水滴对特高压输电线路电晕特性的影响程度,划分了导线表面水滴的等级,建立了导线电晕特性测试系统,测量了不同水滴等级下,电晕笼中导线的起晕电压、可听噪声水平等特征量,获得了导线表面水滴对导线电晕特性的影响规律,并据此对我国特高压直流输电线路的工程设计提出了建议。研究结果表明:导线的起晕电压随导线表面水滴等级的提高迅速下降,最低可降到原来的一半左右;起晕后,导线发生剧烈的舞动,导线表面的水滴在电场的作用下会被"蒸发"或甩掉;水滴会使导线起晕时的可听噪声值降低;在相同的电压作用下,导线的可听噪声水平随导线表面水滴等级的增加而提高。

超五类以太网线高空核爆电磁脉冲(HEMP)耦合试验研究

线缆耦合是HEMP对电子设备造成毁伤破坏效应的主要途径之一。针对影响网线中电压、电流的几个关键因素,如辐照场强等级、网线长度、放置方式、屏蔽与否等,从实验的角度探究网线的HEMP耦合规律。得到了网线芯线上耦合电压电流与环境场、网线长度之间的关系;分析了不同放置方式下芯电压、芯电流的之间的差异;测试了屏蔽网线的屏蔽效能,得到了皮电流与辐照场之间的关系。所得到的结论对于实验研究及防护设计都有参考意义。

变压器油纸绝缘沿面放电程度的诊断

为研究基于特高频信号及油中溶解气体分析的变压器油纸绝缘沿面放电程度诊断方法,在实验室建立了沿面放电模拟试验装置与测量系统,采用阶梯升压法模拟了沿面放电从起始放电到击穿的过程,测量了其发展过程中的特高频信号及油中溶解气体含量,提出了变压器油纸绝缘沿面放电严重程度的诊断方法。研究结果表明:根据特高频信号的相位分布统计谱图可将沿面放电严重程度划分为初始、发展及危险3个等级;油中溶解气体含量反映沿面放电故障较特高频法慢;沿面放电产生的C2H2在总烃中的比例较高,超过10%;乙炔与总烃的体积参数比值可以作为沿面放电严重程度的判断依据,当乙炔与总烃的体积参数比值快速增长时,沿面放电处于危险阶段。

空气温度对电晕笼中导线直流电晕特性的影响

为研究空气温度对导线直流电晕特性的影响,建立了导线直流电晕特性测试系统,定义了导线的起晕电压,在人工气候室内,测量了不同空气温度下电晕笼中导线的起晕电压、电晕电流、可听噪声水平等特征量,获得了空气温度对导线电晕特性的影响规律。试验结果表明:导线的起晕电压随空气温度的升高大致呈线性下降趋势;导线电晕电流在起晕后随空气温度的升高大致呈线性上升趋势;负极性导线电晕可听噪声水平随空气温度的升高而上升,且电压越高上升幅度越大;由于赫姆斯坦辉光过程的存在,正极性导线电晕可听噪声水平的空气温度修正系数在不同的电压时有不同的表现,并据此对我国特高压直流输电线路的工程设计提出了建议。

油纸绝缘系统中含高水分绝缘纸板的沿面爬电特性

水分是导致沿面爬电的重要原因之一,为研究高水分质量分数绝缘纸板的沿面爬电特性,分析了实际变压器中绝缘纸板可能达到的高水分质量分数值,建立了绝缘纸板沿面爬电特性试验装置,制备了相应高水分质量分数的绝缘纸板,对其沿面爬电过程进行了观测。研究结果表明:油中水分质量分数在30×10-6时,变压器中绝缘纸板的局部水分质量分数有可能达到7%以上,其沿面爬电平均起始场强仅为约0.3 kV/cm,远低于实际变压器中的许用场强;沿面爬电首先在高低压电极处的卡槽连接处起始,放电量可达20000 pC,呈间歇性发展,会在绝缘纸板表面造成碳痕与"白斑"等损伤;沿面爬电的产气率较大,产生气体中H2、C2H2和CO的体积分数较高。

宽频带窗口式VFTO测量传感器研究

针对武汉特高压实验基地1 100kV特高压GIS实验回路,设计了一宽频带窗口式快速暂态过电压(VFTO)测量传感器,以准确测量其隔离开关操作引起的VFTO。该传感器基于电容分压器的原理,低压臂为平板式薄膜电容,高压臂为GIS导杆与低压电极的分布电容。研究表明,该传感器不仅能较好地响应50Hz工频信号,而且能够准确测量纳秒级的快速信号。实测结果表明,在该1 100kV特高压GIS实验回路下,隔离开关操作产生的VFTO上升时间约为10ns,基本振荡频率为563kHz、1.37MHz,并叠加了7.8MHz和13.2MHz的高频振荡。

基于油中溶解气体分析的油纸交界面爬电诊断

为研究基于油中溶解气体分析的油纸交界面爬电诊断方法,建立了油纸交界面处爬电模型与试验研究平台,对恒压条件下沿面爬电发展过程中产生的油中溶解气体进行了测量与分析。研究结果表明:不同老化程度纸板沿面爬电产生溶解气体的特征没有显著差异;油纸交界面处爬电产生的油中溶解气体3比值编码以(2,1,2)及(2,2,2)为主,在爬电后期,(2,1,2)编码出现的概率下降,(2,2,2)编码出现的概率上升;沿面爬电的数据点主要分布于Duval三角形的D1和D2区,聚集于20%CH4,40%CH4与60%C2H2 3点间和90%～70%C2H2的2个区域,当数据点聚集于20%CH4,40%CH4与60%C2H2 3点间区域时,爬电处于后期的概率>80%;依据3比值编码概率分布的变化及Duval三角形数据点聚集区域的变化可以对爬电的发展趋势及严重程度进行判断。

绝缘纸板的老化对其爬电性能的影响

为研究绝缘纸板老化对其爬电性能的影响,采用加速热老化的方法制备了不同老化程度的绝缘纸板,利用球-板和针-板电极模型,观察了不同老化程度绝缘纸板的爬电过程,测量了爬电起始电压、熄灭电压、"白斑"发展速度、爬电耐受时间及击穿通道长度,分析了纸板层间的微观结构。研究结果表明:老化对绝缘纸板的爬电起始电压没有明显影响,但会导致纸板爬电熄灭电压的降低;老化绝缘纸板中爬电的发展速度快于未老化纸板,击穿通道的长度长于未老化纸板;老化会显著降低纸板层间方向的爬电性能,其原因在于老化纸板纤维层间结合度的下降及纤维层间孔洞数量和体积的增加。

纤维素老化对油纸绝缘水分平衡的影响

为研究纤维素老化对油纸绝缘水分平衡的影响,分析了绝缘纸板的纤维素结构及其吸湿机制,制备了不同老化程度的纸板试样,观测了不同老化程度绝缘纸板的微观结构及比表面积,测量了纸板的稳态含水量及降温过程中的水分迁移量。研究结果表明:老化纸板的稳态含水量及变温过程中的水分迁移量均低于未老化纸板;纤维素老化后,纤维素直径下降导致的纤维比表面下降是引起纸板吸湿能力下降的原因;现有的Oommen水分平衡曲线在纸板老化的条件下不再适用,纸板的含水量可按20年等效老化负向修正27%,40年等效老化负向修正35.5%后使用。

传输线时域响应格林函数分析法与数值拉普拉斯反变换方法的对比研究

为了更真实地反映传输线终端响应,本文推导了一种通过求解传输线网络节点导纳方程求解终端响应的格林函数法。为验证该方法的正确性与实用性,将其与数值拉普拉斯反变换法(NILT)求解传输线终端响应方法进行了对比,分别用上述两种方法对无损终端匹配及有损终端不匹配传输线瞬态电压响应进行了仿真。经对比看出,格林函数方法仿真结果与实际终端响应的吻合度非常好,误差较小,波形稳定;而数值拉普拉斯反变换的方法,在零点附近有很大的冲击及微弱振荡,在仿真结果后期有明显的衰减,中期的误差近似呈正弦变化,后期误差明显增大,难以反映实际终端响应。所以格林函数法更适用于传输线的时域终端响应分析,比NILT方法更具优势。

湿度对电晕笼中导线直流电晕特性的影响

为研究湿度对导线直流电晕特性的影响,建立了导线电晕特性测试系统。在人工气候室内,测量了不同湿度下电晕笼中导线的起晕电压和电晕可听噪声水平等特征量,获得了湿度对导线电晕特性的影响规律,并对我国特高压直流输电线路工程的设计提出了建议。

高温超导电缆的研发现状和发展趋势

与常规电缆相比,高温超导电缆具有体积小、重量轻、容量大、电流密度高、损耗低、环境友好等优势,为未来电网提供了一种新的电力传输方式。随着高温超导线材取得的重要研究进展,国际上相继开展了高温超导电缆的研发,已有多条超导电缆工程成功地进行了挂网示范运行。本文介绍高温超导电缆的研发进展情况,并简单对高温超导电缆的发展趋势和关键技术做出展望。

基于第二代高温超导带材的高载流超导导体研究进展

由于其高临界电流密度以及优越的机械性能和电磁特性,第二代高温超导带材(也叫涂层导体)在高温低场的电力传输和低温高场下的磁体应用具有广阔的应用前景。在电力传输的低场应用中,高温超导导体在低电压大容量场合需要几千安培甚至上万安培的传输电流。在大型高场磁体应用方面,为了避免由于过高电感在磁体失超和快速关断过程中的感应高压问题,大载流容量、高电流密度高温超导导体在运行于4.2K及以下温度的大型高场超导磁体方面具有很好的应用前景。近年来,基于第二代高温超导带材,国际上相继提出了几种高载流容量的高温超导导体,本文介绍几种高温超导导体的结构及研发现状和进展,并对其结构、性能和工艺进行简单的比较和评述。