具有不对称结构的电晕放电模型的建立及应用

详细研究尖端电晕放电特征对深入探讨地闪连接过程(或称为闪击过程)以及先导发展和传播机制是极为重要的。在实际雷暴云下,地面尖端发生电晕放电时,通常均有风的存在(导致电晕扩散不对称),且地面通常具有多个尖端共存(电晕放电尖端的不对称性),在这些实际情况下,电晕离子在扩散过程中是很难对称分布的。然而由于现有的雷暴云下的电晕扩散模型多为一维模型或二维轴对称模型,对于不对称结构无法模拟,因此在模拟分析实际问题时具有一定的局限性。为了更好地模拟符合实际雷暴云环境下的电晕放电过程,建立了二维直角坐标系下的电晕放电模型。通过与实际观测和已有模式结果的对比,验证了本模式的模拟能力。并初步模拟了具有风或多针存在时的电晕放电过程,进一步证明了本模式的实际价值。     

具有不对称结构的电晕放电模型建立及应用

详细研究尖端电晕放电特征对深入探讨地闪连接过程(或称为闪击过程)以及先导发展和传播机制是极为重要的。在实际雷暴云下,地面尖端发生电晕放电时,通常均有风的存在(导致电晕扩散不对称),且地面通常具有多个尖端共存(电晕放电尖端的不对称性),在这些实际情况下,电晕离子在扩散过程中是很难对称分布的。然而由于现有的雷暴云下的电晕扩散模型多为一维模型或二维轴对称模型,对于不对称结构无法模拟,因此在模拟分析实际问题时具有一定的局限性。为了更好地模拟符合实际雷暴云环境下的电晕放电过程,建立了二维直角坐标系下的电晕放电模型。通过与实际观测和已有模式结果的对比,验证了本模式的模拟能力。并初步模拟了具有风或多针存在时的电晕放电过程,进一步证明了本模式的实际价值。     

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.     

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.      

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.     

变电站电晕放电现象浅析

电力系统中的高压及超高压输电线路导线上发生电晕,会引起电晕功率损失、无线电干扰、电视干扰以及噪声干扰。对于高电压电气设备,发生电晕放电会逐渐破坏设备绝缘性能。电晕放电的空间电荷在一定条件下又有提高间隙击穿强度的作用。当线路出现雷电或操作过电压时,因电晕损失而能削弱过电压幅值。本文主要对电晕放电现象的原理及其形成机制进行分析和说明,并对如何有效地防止电晕放电的产生提出了自己的见解。     

单针-板电极电晕-介质阻挡放电特性研究

研究以玻璃纤维为填充介质的单针-板电极的电晕-介质阻挡放电特性,测量了放电电压、电流波形,计算了放电功率,比较了有、无玻璃纤维填充时放电电流的差别及放电功率随放电间隙距离、电容电流、放电电压的变化关系,分析了填充介质对针-板电极的电晕-介质阻挡放电特性的影响.研究结果表明:大气压条件下纯空气间隙与有玻璃纤维介质填充时的针-板电极的电晕-介质阻挡放电相比:①后者的放电的起始电压更低,放电功率更大;②后者连续放电电流显著减小,而放电脉冲数量和脉冲电流幅值显著增加;③后者负电晕放电有非常明显的放电脉冲,而前者则主要表现为连续的放电电流.     

针-板介质阻挡放电3种放电模式特性

设计了一种具有透明平板电极的针-板介质阻挡放电装置,研究了大气压氩气/空气混合气体放电中不同放电模式的特性.实验通过改变电压,实现了3种模式的放电:电晕放电、单丝放电和火花放电.在3种模式中,电流脉冲在外加电压的正、负半周表现出不同性质.采集了3种放电模式下的发射光谱,计算了分子振动温度,结果表明:电晕放电时分子振动温...     

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。     

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.     

直流离子流场的数值计算

本文介绍了一种高精度的计算直流离子流场的新方法,适用于高压直流输电线路的电场分析,也可用于其他有关电晕放电的研究.它没有使用传统的Deutsch假设,考虑了风对空间电荷的影响,并可计及离子的扩散作用.文中将复杂的离子流场的求解分为正向和逆向两个定解问题相互迭代计算.对于正向问题,除采用有限元法外,还采用了模拟电荷法计算;对逆向问题,提出了基于有限元剖分的加权余数法的处理方法.计算结果与理论值、实验室测量值及现场实测值相比,令人满意.     

考虑绝缘闪络和杆塔的冲击电晕对输电线路中雷电波传播的影响研究

在中国设计变电站设备的闪电绝缘时,并未考虑由于冲击电晕效应使入侵波在沿传输线上传播时发生的衰减和畸变,因此对于电气的绝缘要求过于严格,对于交流传输线产生的电晕的研究十分的有必要。在电晕模型中加入了更加符合实际情况的传输线的杆塔模型和绝缘子闪络模型;这一模型更好地模拟出了实际的电晕对传输线的影响过程。利用上述原理建立了基于ATP-EMTP仿真软件应用实际的传输线上的电晕模型。通过仿真计算发现,由于电晕的存在,雷电波波头时间被拉长而且幅值减小,即波形发生了衰减和畸变。雷击点距测量点的距离越远、波头时间越长、畸变现象越严重。考虑了绝缘子闪络和有杆塔时模拟得到的输电线路有电晕情况下的雷电压波形,结果显示幅值小了79.8%;对于指导输电线路终端设备安装电涌保护器具有十分重要的现实意义。     

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。     

高压开关柜尖端放电的电场计算与分析

针对高压开关柜的尖端放电,首先,提出仿真分析局部放电问题时阈值判据的计算方法,并推导出电晕层厚度的计算公式;然后,考虑到湿度是影响高压开关柜局部放电的重要因素,通过实验数据拟合,得到电晕起始电压随相对湿度的变化公式;最后,采用有限元分析软件进行尖端放电的电场计算与分析,并通过尖端放电实验测试电晕起始电压.仿真实验结果表明:高压开关柜尖端放电的电场计算方法是正确的,且简便实用,有助于高压开关柜进行结构优化设计.     

Townsend电晕放电理论新探索

从汤逊(Townsend)基本假设出发,建立了柱型金属接地料仓内同轴电晕导线结构下的电场分布理论模型,给出了2种不同条件下的精确解,给出了包括Kaptsov假设在内的更一般表达式,为进一步讨论汤逊电晕放电奠定了基础.     

避雷针对雷云物理状态的影响研究

避雷针电晕电流的测量结果表明,避雷针的电晕电流通常为几微安到几十微安,释放的离子流不能大量“中和”雷云电荷。避雷针不能干扰雷云电荷及其分布,不能影响雷击的发生。