直流电晕放电特性分析

电晕放电产生的空间电荷在电场中的运动形成电晕电流。电晕电流产生的线路损耗会增加输电成本,对线路通道的电磁环境造成干扰。建立自洽的等离子体模型和简化的电晕放电模型,放电通过施加到内部电极的高压直流电源在同轴配置的两个电极内持续进行。从微观角度分析大气压下干空气中的正负电晕放电的物理过程,重点研究负极带电粒子的产生和输送,以及如何转化为放电的电流-电压特性。结果表明：电晕放电主要在电离区和传输区进行,正负电晕放电特征各不相同,两种模型下获得的电势和空间电荷密度计算结果具有很好的一致性。在负电晕放电中,电子是能量传递的主要载体,电荷分离不会使外加电势的分布发生形变。     

浅谈高压架空送电线路无线电干扰问题

随着高压送电线路电压等级的不断提高,导线表面发生电晕及其他放电的机会越来越多,电晕及其他放电的同时产生的效应之一就是无线电干扰(简称RI),无线电干扰的实质,就是在电晕和放电的过程中,出现一些有害的电磁波,且频带相当宽,从频率上说,从低频50Hz到高频上千兆赫兹的范围。这些频率会干扰周围无线电通信设施的正常运行。     

交直流特高压线路无线电干扰和可听噪声产生机理及本征特性研究2013年度报告

交、直流特高压输电线路导线电晕放电会产生较强的无线电干扰和可听噪声问题,这已成为交直流输电线路设计和运行中的决定因素之一。基于电磁场理论、气体放电理论、电声学理论,该研究电晕放电产生无线电干扰和可听噪声的机理,进而建立交、直流特高压输电线路电晕放电与无线电干扰和可听噪声的关联特性,最终获得交、直流特高压线路无线电干扰和可听噪声的特性及计算方法。目前已经取得了部分研究成果,初步完成了2013年度预期目标,主要成果包括:(1)基于单点放电、尖板放电、脉冲放电、导线放电等实验模型,初步获得了电晕电流的时域和频域统计特性,开展了电晕电流的传播模型研究,提出了电晕放电初始电流波形的确定方法和无线电干扰的时域建模方法;(2)基于电晕放电可听噪声的近距离测试方法及时域测试技术,获得了单点电晕放电产生的可听噪声的时域波形,分析了声场的传播特性,初步获得了单点放电可听噪声时域波形与电晕放电初始电流时间波形的关联特征;(3)基于电晕放电模型,提出了电晕放电空间电荷运动的数值模拟方法,建立了电晕电流微观分析模型;(4)基于直流特高压电晕笼的大量试验,获得了正、负极性直流导线的可听噪声频谱规律,提出了采用8 k Hz分量法预测可听噪声A声级的方法;(5)研究了特高压直流长试验线路与短试验线段无线电干扰和可听噪声的转换关系,提出了利用短试验线段测量数据估计输电线路无线电干扰和可听噪声的方法;(6)对交流特高压试验示范工程输电线路的无线电干扰进行了长期监测,获得了冬季和夏季无线电干扰的统计特性,通过统计分析,初步获得了特高压交流线路无线电干扰、可听噪声的经验公式。2013年度的研究成果,对后续可听噪声产生机理的研究及可听噪声的预测方法的研究奠定了较好的实验基础,为后续无线电干扰特性及产生机理研究奠定了理论和实验基础。     

电晕放电辐射场实验研究

针对带高压物体的电晕放电辐射信号的时域、频域特征开展研究,对静电电晕放电电流、辐射场进行了理论分析,设计完成了静电电晕放电电流及辐射信号实验.研究发现,不同极性电晕放电的辐射场波形测试有明显差别:实验条件为负极性时,先发生电晕放电,但正极性放电发生时,脉冲幅值比负极性时大;负电晕电流脉冲波形的上升时间小于正电晕电流.实验结构不同,电晕放电辐射场的特征不同:利用电晕放电针与直流高压源直接相连的实验结构得到的放电波形的上升时间为十几个ns,频率分布集中在20～100 MHz;利用孤立导体电晕放电实验结构得到的放电波形的上升时间为几个ns,频率分布集中在200～600 MHz.结论对于研究带高压物体的电晕放电辐射信号特征具有很好的参考价值.     

高压送电线路电晕损失的分析

电晕损失特别是年平均电晕损失和最大的电晕损失,对于线路设计的经济指标有着重要的意义,现将某试验段220kV导线的表面电场强度和电晕损失计算分析如下。     

基于紫外成像技术的750Kv输电线路和设备电晕放电分析

750 kV输电线路具有:线路长、铁塔高、设备复杂、运行可靠性要求高等特点.由于这些特点,现在传统的定期检查及维修方法已经很难适用了.利用一种新型的在线测试技术-紫外成像技术,通过相关试验后,对750 kV输电线路及设备进行了相关电晕放电测试,并试验录像及照片的形式做了详细的记录.结合测试结果及相关理论知识对其电晕放电作出分析.最后阐述了导线、均压环、均压球、间隔棒、防震锤、绝缘子及其金具等高压设备电晕放电的可能原因.希望能由此引起重视,并以此促成以后的状态检修工作的顺利开展.     

高压电晕电场放电特性的研究

研究了用于转基因的电晕电场在放电中针尖间距和针-板间距的变化对放电电流、放电输出功率和输出稳定性的影响.比较了多针-板与单针-板电晕放电的伏安特性.实验表明:针尖间距越大,电晕电流越大,当针尖间距大于20 mm时,电晕放电输出功率增长趋缓;当针尖间距为20 mm时,电晕放电可稳定输出较高的功率.针-板间距越小,电晕电流越大,当针-板间距为25 mm时,电晕放电输出功率最大.     

浅谈雷电和防雷保护

雷电放电过程所产生的雷电流高达数十至数百千安,从而引起巨大的电磁效应、机械效应。对电力系统来说,雷电放电可能在系统中产生很高的过电压,称为雷电过电压或大气过电压。如果对其不加以限制,将造成输电线路和发电厂、变电站配电装置等的绝缘故障,从而引起停电事故。此外,雷电放电所产生的巨大电流,也会因机械效应和热效应造成设备损坏。因此有必要认识雷电的形成、雷电的危害和防雷保护。     

电晕耦合无声放电脱硫脱硝反应器结构模拟

为给非热等离子体烟气脱硫脱硝提供理想的反应器,分析了电晕耦合无声放电结构,并通过数值模拟对比研究了它与电晕放电结构的静电场分布特征。通过对比分析电晕放电结构和无声放电结构产生的非热等离子体特点,发现电晕耦合无声放电结构是一种理想的大气压非热等离子体产生结构,同时分析了电晕耦合无声放电结构及其优点。通过耦合放电结构和电晕放电结构的静电场数值模拟,发现阻挡介质板的加入提高了放电区域的电场强度,放电区域内电场强度的增大有利于流光放电的发生,同时提高了折合电场强度,进而提高了放电产生的电子能量,有助于生成更多的活性自由基。     

特高压直流电晕电流信号分析与处理软件的设计与实现

特高压直流输电线路的局部放电会导致导线上出现电晕电流,造成电能损失和电磁环境干扰等问题。为了实现对具有复杂噪声成分的超长电晕电流信号的分析,满足实测电晕电流信号分析与处理的客观需求,在MATLAB软件平台下,设计并开发了电晕电流信号分析和处理软件,完成电晕电流信号的存取、显示、分析和处理;通过配置不同的参数,实现电晕电流信号中多种噪声的有效滤除和趋势成分的高效提取。开发的软件界面简洁、操作性强,可以高效地分析电晕电流信号,可视化显示分析结果,测试结果验证了所述软件开发方法的有效性和实用性。     

磁增强雾化电晕放电烟气净化器研究

分别进行了雾化电晕放电和磁增强电晕放电的实验研究。采用接地极雾化,通过雾化电晕放电和水的循环利用,实现长期、高效并且无污水排放的静电除尘,对雾化电晕放电静电除尘器的构造、放电特点、雾化电晕放电伏-安特性、雾化状态和电极清洗效果均进行了实验研究;通过在电晕区附近加一个局部磁场,使电晕区内的自由电子形成拉莫运动,从而提高放电电流,提高荷电区内自由电子和负离子浓度。比较了磁增强预荷电器和传统预荷电器的荷电效率,初步探究了磁增强电晕放电的放电机理。为磁增强雾化电晕放电烟气净化器的研究提供了理论基础。     

磁增强正负电晕放电比较

磁增强电晕放电是指将小块永磁铁置于放电极附近形成一个局部磁场,从而使自由电子发生拉莫运动,在电晕区中自由电子通过拉莫运动提高空气分子的电离,使电晕放电电流增加。磁增强放电技术是一种新的有效的放电技术,具有广泛的应用前景。本文对磁增强正电晕和磁增强负电晕的独特性质进行了对比和分析。通过试验发现:在磁场磁通量密度一定的情况下,由于电场强度的增加所引起的放电电流的增加存在一个增长的最大值,即得出了电场和磁场的最佳搭配问题。     

电晕放电成像机理的研究

叙述了电晕放电成像的基本过程,根据气体放电流光传播的自持条件,建立了电晕放电成像的基本模型。在此基础上计算了流光传播距离和传播时间,计算结果与实验基本吻合,在理论分析和实验的基础上,提出获得清晰的电晕放电成像的关键是采用ｎｓ量级的窄脉冲放电技术。     

高压电网电晕放电实时监测系统

高压电网中的电晕放电会加剧电能损耗,同时对于电网运行安全以及居民正常生活有重大威胁。分析电晕放电原理以及带来的各种现象,对比现有各种电晕放电检测手段并阐述各自不足,提出了基于日盲紫外传感器的电网电晕放电实时监测系统方案,并给出具体结构,通过对比测试实验证明其有效性,分析实际挂网实验数据,得出天气情况尤其是相对湿度对电晕放电强度具有正向影响的结论,最后分析系统的意义以及广阔的应用前景。     

电晕放电辐射场的测试与分析

为研究电晕放电辐射场的特性,首先对电晕放电电流进行了理论分析和测试研究,设计了电晕放电的实验室模拟系统,然后利用测试系统和测试天线进行电晕放电室内外测试,得出实验数据,最后利用时频分析方法进行数据处理,得出电晕放电辐射场的特性.     

无逆带电的交流电晕放电式消电

由于交流电晕电流正、负半波特性的不对称性，在采用交流电晕放电式消电法时，会出现逆带电及消电不完全的现象。通过串联电容，使交流电晕正流正、负半波特性对称，亦即使电晕电流中直流分量为零，从而实现无逆带电的交流电晕放电式消电。     

针-板电极正负电晕放电离子风的对比研究

为研究电晕放电离子风的特性,本文采用针-板放电装置,实验测量了不同放电条件下的电晕离子风速和风压,研究了电压极性、放电电压、电极间距、针尖曲率等因素对电晕离子风的影响.结果表明,离子风的速度随工作电压线性增大.在相同电极结构下,正电晕的起晕电压高于负电晕;正电晕离子风的风速大于负电晕离子风.此极性效应来源于正、负电晕风发展机制的差异.      

磁场对电晕放电电场及细小粉尘荷电的影响

磁增强正负电晕放电用于细小气溶胶颗粒荷电,研究结果表明,磁增强正负电晕放电预荷电器对细小粉尘的荷电是有效的;磁增强正电晕放电预荷电器的荷电效率低于磁增强负电晕放电预荷电器。与传统的电晕放电相比,磁增强正负电晕放电中电晕区附近积累更多的正离子,使得空间电荷对极间电场的影响增强;在磁增强负电晕放电中,负离子的浓度再次被提升,更有益于细小粉尘荷电;在磁增强正电晕放电中,电晕区中的电场强度被削弱,而荷电区中的电场强度被增强。分析认为,磁增强正电晕预荷电器的效率比传统正预荷电器要高。     

紫外相机在电晕检测中的应用研究

高压输电线的电晕放电现象消耗大量的电能,而目前的电晕检测技术,如远红外望远镜、超声电晕探测器及人工目视检查都有一定的不足。日盲紫外探测因为背景干扰微弱、可靠方便而具有独特的优势。经比较分析提出了一种紫外探测方案,给出了一种系统结构。     

脉冲电晕放电特性研究

对脉冲电晕放电系统的伏安特性进行了理论分析、以便为脉冲放电系统的实际应用提供依据。推导出了脉冲放电电压、放电电流和脉冲上升时间的理论公式;分析了回路参数对脉冲放电特性的影响;