极不均匀场中振荡型雷电冲击电压下变压器油击穿特性研究

针对目前振荡型冲击电压和标准冲击电压的等效性研究尚不成熟的问题,采用100、300、400kHz的正极性振荡型雷电冲击电压(OLI)和标准雷电冲击电压(SLI)进行对比,以间距为5mm的针尖和球体作为电极,研究了极不均匀场中变压器油在振荡型雷电冲击电压下的击穿特性,记录了这3种频率的振荡型雷电冲击电压和标准雷电冲击电压的击穿波形,统计并分析了不同雷电冲击电压下的伏秒特性、起始击穿电压和最大击穿时延。结果表明:振荡型冲击电压下的变压器油击穿后会产生一定的振荡,需串接电阻抑制;标准雷电冲击电压的变压器油击穿点主要分布在波峰处,而振荡型雷电冲击电压的击穿点在每个振荡周期的峰值处都有分布;振荡型冲击电压的起始击穿电压随频率升高而上升,最大击穿时延随频率的升高而缩短,但比标准雷电冲击电压长。该研究为现场对变压器进行振荡型冲击耐压试验奠定了基础。     

冲击电压试验及测量技术进展

综述了数字技术推动下的冲击电压试验和测量技术发展,该技术正逐渐被加以规范．新的国际标准体系中提出以认证、比对的手段考核冲击电压测量系统的不确定度．测量技术的发展带动高频冲击电压对于绝缘系统击穿机理的研究．最新研究表明,雷电冲击电压波形中的过冲和附加振荡对电力设备绝缘击穿电压均有影响．其影响与过冲和附加振荡频率及幅值有关,建议引入试验电压因子k来评估过冲或震荡频率对试验电压等效的影响。     

正棒—板短间隙雷电冲击放电电压的海拔修正

多功能人工气候室内模拟高海拔地区的气压，按照IEC对棒－板间隙试验方法的要求对200mm、300mm和450mm3种正棒－板短空气间隙雷电冲击放电特性进行了系统的试验研究。根据理论分析，提出了由于气压是大气3个基本参数即温度、空气相对密度和绝对湿度的综合反映，因此可以作为表征大气条件对空气间隙击穿电压影响的特征量；根据试验结果，提出了高海拔地区的短空气间隙雷电冲击击穿电压的是相对气压的幂函数，且其特征指数小于1，并因此得出海拔每升高1km，其击穿电压下降8.7%。     

六氟化硫与空气的混合气体的冲击击穿特性

本文报告了在六氟化硫与空气混合气体(SF_6/Dry Air)同轴电极系统中内电极固定导电微粒时,施加不同波形的冲击电压(250/2500μs操作冲击电压,1.5/50μs雷电冲击电压,1.5/2500μs短波前长波尾冲击电压)下的电晕稳定——击穿特性.实验结果表明,冲击电晕稳定与击穿电压决定于SF_6含量及波前时间,几乎与波尾时间无关.     

气固两相体放电对电力系统外绝缘的影响

在气体中放入固体颗粒组成两相体,研究了其在不均匀电场中的导通特性,对不同气固两相体在不同介电常数和粒径条件下的雷电冲击下50%击穿电压U50进行了分析,结果表明：气固两相体放电中的U50比单纯的空气中的要低,并且在不同的极性中变化不一样,其中负极性的变化比较明显.同时也观察到不同极性下两相体放电的伏秒特性和放电发展通道,得到气固两相体50%雷电冲击击穿放电时延比单纯空气的小,尤其在高压负极性下,气固两相体的放电时延比空气的放电时延的减小可达15%,且不同气固两相体的雷电冲击放电发展通道比单纯空气的更复杂.     

基于金属氧化物分流条的天线罩雷电防护

为了探究金属氧化物分流条的布局对天线罩雷电防护的影响,本文通过高压试验研究金属氧化物分流条的击穿特性,针对某型天线罩开展雷电防护设计试验,并结合静电场模型仿真分析,研究了金属氧化物分流条不同长度、数量以及天线偏转等因素对天线罩内部电场的影响规律。结果表明：金属氧化物分流条击穿电压与电压变化率成正比;天线周围的电场强度随金属氧化物分流条长度和数量的增加逐渐递减;通过优化分流条布局使天线周围的电场强度由无防护时的1.35 MV·m-1降到起晕阈值0.5 MV·m-1以下,满足雷电防护的要求。该方法解决了因天线感应电场过大而导致天线罩穿孔的问题,对天线罩及其内部天线设备的雷电防护设计具有重要意义。     

冲击电压下局部放电信号的测量与分析

设计了基于高频电流法的冲击电压局部放电测量系统,获取了油中针板模型在击穿闪络、局部放电、耐压等实验工况下的信号特征。该实验为工频局部放电实验的拓展实验项目,为现场实际的电力设备局部放电检测及故障诊断提供了典型图谱,初步验证了冲击电压下局部放电检测技术的有效性。     

雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电测量与分析

介绍了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的机理与过程,构建了油纸绝缘气隙模型,设计了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的测量系统,采用ORIGIN数值分析软件进行局部放电脉冲的分析与处理,并分析了冲击电压下局部放电主脉冲及波尾多次脉冲的波形特征,探讨了雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电起始电压和平均放电重复率等参数性质.试验结果表明:油纸绝缘气隙模型在雷电冲击电压下的局部放电脉冲分为波头时间的主放电脉冲和波尾时间的多次低幅值脉冲,冲击电压的等效频率很高,在测量信号中存在一个幅值很高的由容性电流引起的电压信号叠加在局部放电信号之上,要进行滤波处理;冲击电压波形的随机性与局部放电信号的随机性导致冲击电压下的局部放电信号分散性很大,需要采用统计的方法进行分析.这些试验结论为油纸绝缘类电力设备绝缘状态评估奠定了基础.     

SF_6气体中绝缘子沿面放电的发光特性

利用光电倍增管及高速摄影机 ,对SF6气体中绝缘子沿面预放电及放电通道形成过程中的发光进行了检测 ,得出快速振荡冲击 (FOI)比雷电冲击 (LI)更容易使绝缘子沿面的SF6气体产生电离与复合 ,从而造成快速振荡冲击电压下 ,极不均匀场中绝缘子沿面放电电压的降低 .试验结果还证实 ,雷电冲击下绝缘子沿面放电遵循先驱机理 ,而快速振荡冲击下放电遵循先驱与高频联合机理 .     

雷电流幅值概率分布函数的分段拟合方法

为了更有效地利用雷电定位系统数据评估输电线路的雷击跳闸风险,以东莞地区1999—2008年雷电流幅值数据为例,分析了规程推荐公式、IEEE推荐公式及其改进公式的拟合曲线与实际雷电流幅值概率分布的偏差,在此基础上提出了雷电流幅值概率分布函数的分段拟合方法,并进行了连续性修正.最后,分别采用规程推荐公式、IEEE改进公式和文中拟合公式计算东莞地区110kV、220kV、500kV三个电压等级下的输电线路雷击跳闸率,并与实际值进行对比.结果表明:采用文中方法得到的雷电流幅值概率分布函数曲线与自然概率曲线的相关性最强,仅牺牲了分段点附近的相关性;采用文中分段拟合方法计算得到的110kV、220kV电压等级输电线路雷击跳闸率与实际运行数据较相符,而对500kV电压等级线路雷电跳闸率的计算存在偏差.     

变压器纵绝缘设计中冲击响应电压分布的仿真分析

讨论了不同频率下电力变压器绕组等值电路的建立原则,提出了一种适用于高频冲击作用的变压器绕组等值电路模型。采用pspice仿真软件对雷电波冲击作用下变压器绕组的暂态响应电压进行了仿真分析,比较了两种不同设计方案中变压器绕组的冲击响应电压分布情况,验证了变压器绕组分区绝缘结构的合理性。     

改善雷电压冲击土体中电压降分布模拟试验

对接地体在不同含水率土体中进行雷电压冲击特性模拟试验,分析不同含水率土体对应的冲击电压响应波形特征,得到了不同含水率下的冲击电压降分布规律.试验结果表明:在单一含水率的土体中,电压降呈现出两端多、中部少的分布规律,其中输入端电压降最大;随着土体含水率的增加,输入端电压降比值减小.根据试验结果,提出了通过提高土体局部含水率以改善接地体冲击电压降分布规律的措施.改善后的试验结果表明,冲击电压下输入端土层含水率的提高能够明显改善电压降的分布,主要表现在输入端电压降比值显著降低,且输入端土层含水率越大,效果越明显.     

棒-板间隙在交直流预电压作用下的冲击特性

为了分析实际运行中稳态预电压对电力设备绝缘的影响 ,研究了在标准气象条件下 ,棒 -板间隙的操作冲击特性和交直流预电压的关系。研究结果表明 :正直流预电晕能提高气体间隙中正的操作放电电压 ,而负直流预电晕却能降低间隙的正操作冲击放电电压 ,且电极的棒直径越小这种效应越明显。正直流预电晕能减弱正操作冲击下的电晕特性 ,阻碍了正流注和先导的形成与发展 ,而负直流预电晕却能激励正流注放电 ,从而造成强烈的先导放电。在交流预电压作用下 ,间隙的正操作放电电压比无预电压作用下的纯操作放电电压低     

山区35kV线路防雷值得注意的一个问题

我国山区35kV电网广泛地采用了中性点经消弧线圈接地的运行方式，利用消弧线圈电感电流的补偿作用抵消接地点的容性电流，使工频续流电弧自动熄灭,系统恢复正常，但消弧线圈的整定条件要求高，难于同时兼顾。通过对某山区经消弧线圈接地的35kV系统单相接地电容电流的实测，分析了该系统不带消弧线圈和带消弧线圈时系统三相电压不平衡问题，及消弧线圈的运行状况，提出了消弧线圈运行和在降低线路雷击跳闸率时必须重视三相对地电容不对称的问题。     

大型换流变压器绕组的轴向振动稳定性评估

依据电磁学和力学基本原理,针对一台405 MVA/500 kV换流变压器,利用MagNet仿真软件,建立了最小分接短路工况下考虑局部不平衡安匝和调压绕组的三维对称有限元模型,并通过短路阻抗的仿真实验验证了谐波分析法和模型的准确性,计算出网侧绕组受到的轴向短路电动力.利用ANSYS软件建立“弹簧-质量-阻尼”模型进行模态分析,阐述了多载荷施加点、多自由度的变化振动系统中,线饼单元所受惯性力和弹性力的作用规律,讨论了网侧绕组上惯性力和弹性力的分布情况,以及这2种力对于轴向振动稳定性的影响.最后运用傅里叶变换对弹性力进行频谱分析,求得网侧绕组在振动过程中振动形式和能量的分布,并验证其稳定性.     

油浸式电力变压器绕组与铁心振动特性研究

利用变压器振动测试系统,对在变压器油箱表面测得的铁心及绕组的振动信号进行研究.在理论研究影响铁心及绕组振动各因素的基础上,实验验证了在空载状态下油箱表面测得的,铁心振动信号的基频幅值与施加电压的平方以及绕组振动信号的基频幅值与流过绕组的负载电流平方都呈较好的线性关系.指出了铁心振动信号中含有高次谐波含量,且与施加电压的平方不存在线性关系,而绕组振动信号主要集中在100Hz处.提出了电网电压波动较大时必须考虑空载电压大小对铁心振动的影响,评价绕组的振动水平时必须考虑负载电流的大小.研究内容对于振动信号分析法的推广应用具有重要意义.     

采用新型双绞铜箔的变压器线圈交流损耗建模与分析

提出一种应用于低压大电流高频开关电源功率变压器的新型双绞并联铜箔线圈.由于铜箔双绞并联,铜箔间的电流及电流密度均匀,从而减小了并联线圈的交流损耗.与线圈的交错结构比较,双绞铜箔并联结构线圈的变压器具有最小的原副边耦合电容.通过建立一维涡流模型,对新型双绞铜箔进行交流损耗分析,分析结果表明铜箔绞绕方案能有效减小线圈损耗.