直流输电线路接地极形状对地电场观测干扰水平的影响

为解决特高压直流输电线路对地震台地电场观测的干扰影响问题,根据地电场观测仪器的工作原理,分析直流输电线路干扰地电场观测的原因,认为线路接地极入地电流使土壤的电位分布发生了变化,从而改变了埋设在土壤中的地电场观测仪器电极处的电位.针对直流线路接地极不同形状,考虑大地为水平分两层的土壤模型,根据等值复数镜像法推导出单一垂直接地体、水平双环接地体和多个垂直接地体的入地电流在土壤中的电位计算公式,计算并分析了多种情况下直流线路对地电场观测的干扰水平.结果表明,采用水平双环形接地极可减小50%左右的干扰值,采用8个垂直接地极可减小87%左右的干扰值.     

直流输电线路对地电阻率的观测干扰

直流输电线路对地震台地电阻率观测的干扰影响是目前亟需解决的问题。根据地电阻率观测仪器的工作原理,分析了直流输电线路干扰地电阻率观测的原因。针对直流线路接地极不同形状,考虑大地为水平分两层的土壤模型,基于等值复数镜像法推导出单一垂直接地体、水平双环接地体、多个垂直接地体入地电流在土壤中的电位计算公式,计算并分析了多种情况下直流线路对地电阻率观测的干扰水平。计算结果表明,采用水平双环形接地极可减小50%左右的干扰值,采用4个垂直接地极可减小75%左右的干扰值。     

HVDC接地极基本特性分析

高压直流输电接地极是高压直流输电工程中的重妻组成部分,对直流接地极基本特性的分析是整个接地极设计的理论基础。分析了高压直流输电接地极的基本特性,主要包括：接地极的接地电阻;接地极的电流分布;当外加电动势时,在直流接地极附近及其表面的电位分布以及接地极的温度分布。     

接地极电流分布的一种简化计算方法

针对直流接地板和杆塔接地板上电流分布不均匀的问题,提出了计算电流分布的一种简化方法．根据电流场和静电场的等效性,将接地板等效为有限长的线电荷模型,并由力学平衡计算了模型上的电荷分布,由此得到入地电流沿接地板轴线的分布规律．结果表明,接地极端部电流密度是中间部位的数倍,倍数随着接地极长度的增加而增大,对于并联的垂直接地极,电流分布的不均匀度随着接地板根数的增加而增大,导体的利用率也随之降低．这是导致接地板的利用率低,部分部位过热或过早腐蚀等问题的原因．     

异性导电媒质对直流接地极跨步电压分布的影响

为了研究异性导电媒质对直流接地极跨步电压分布的影响,通过CDEGS建立水平双圆环直流接地极模型,计算极址外部附近以及极址区域内存在异性导电媒质时的跨步电压分布.结果表明:当接地极极址外部附近存在一块高(低)电阻率的异性媒质时,将会使外环靠近异性媒质区域的溢流密度及跨步电压下降(升高);当极址内部的表层局部区域存在一块高(低)电阻率的异性媒质时,将会使位于异性导电媒质的环段的溢流密度下降(升高),但跨步电压却反而增加(降低);当极址内部的下层局部区域存在一块高(低)电阻率的异性媒质时,将会使位于异性导电媒质的环段的溢流密度和跨步电压同时降低(升高).研究成果可为直流输电工程中接地极设计及选址提供参考.     

关于消除电网系统主变压器直流偏磁问题的分析

1直流偏磁产生的原因与现状 1．1背景 广东电网的±500kV西电东送和天广直流线路输电在近年相继投产,单极一大地运行方式是直流输电的运行方式之一,在这种运行方式下,直流接地极作为直流工作电流的返回通道,是直流输电系统的重要组成部分,将会影响接地极周围变电站接地网地电位的变化。当直流接地极电流引起变电站接地网地电位升高时,若两个变电站接地网之间存在电位差,直流接地极电流将有一部分流经变压器中性点、变压器绕组及输电线路。     

基于行波耦合原理的高压直流输电系统接地极引线故障测距

提出一种基于平行双导线行波耦合原理的接地极引线故障测距方法,推导接地极引线线模波和地模波传播等效参数及耦合规律.该方法建立在接地极引线分布参数模型基础上,采取接地极引线并行线路同时刻注入同极性脉冲的方式,通过脉冲发射和初始线模波时间差计算故障距离.该方法能够消除无故障时脉冲行波在接地极引线上反复传播的不利影响,计算简单,录波量小,定位精度高.仿真结果表明,该方法可以实现高压直流输电系统接地极引线全线范围内故障点的快速、准确测距.     

WTWELD放热焊接工艺在电网直流工程接地设施中的应用

高压直流输电系统中接地极回线对于整个直流输电的正常运行但当着重要的位置,由于同材质接地体之间传统的焊接连接方式存在着电气导通率（电流容量）不足及强度较低、施工困难等缺陷,在国网直流工程建设伊敏换流站接地极极址工程建设中我们采用了新型的金属材料热熔焊接方式,从而改良了传统接地系统接地体之间的连接工艺,提高了整体的工程质量,极大程度的解决了接地极馈电棒在焊接施工中的困难。     

高压直流输电共用接地极电气接线研究

本文通过分析共用接地极特点,提出了共用接地极的接线方案。在共用接地极进线处装设隔离开关,并根据实际工程条件选择了隔离开关的型式和参数。通过计算共用接地极的电位升分布,对接地极线路检修提出了建议。     

高压直流接地极对埋地管道的干扰及防护

为探究高压直流接地极对埋地管道的干扰规律以及防护措施,模拟不同入地电流对管地电位的变化规律,并从距离、分段隔离和阴极保护3个方面研究对直流干扰区埋地管道的防护措施。结果表明:管地电位偏移随入地电流的增大而增大,随距离的增大先急剧后缓慢减小;分段隔离+阴极保护措施可保护隔离区域内管段,但可能会对区域外管段产生直流干扰。对于高压直流干扰区管道,在保证接地极与管道最大距离的情况下,可通过分段隔离加阴极保护的方式保护受干扰管道,但应注意隔离区域内的阴保系统对区域外管道的干扰。     

基于BLT方程的埋地管道电磁脉冲响应规律研究

高空核爆电磁脉冲(HEMP)会在埋地油气管道上产生感应电流和感应电压,可能对油气管道的测量监控装置及阴极保护系统产生影响。为研究HEMP对埋地金属管道的电磁影响,本文利用合成电压波的思想推导了可用于分析不均匀传输线响应的BLT超矩阵方程,通过与链参数方法的计算结果进行比较,验证了该方法的正确性和有效性。建立了埋地管道的分段串联传输线模型,应用BLT超矩阵方程计算了管道特性阻抗连续时管道参数和管道折角对管道上电流、电压的影响,将入射仰角、入射方位角和场源方位角作为随机变量,计算了入射波状态对响应电流影响的统计信息;针对大地电导率横向差异引起的特性阻抗不连续情况,计算分析了管道电流电压的响应情况;研究结果可为油气管道的电磁脉冲防护提供相关参考。     

不均匀场地钢制波纹接头埋地管线地震响应

震害调查表明,地震作用下埋地管线主要发生轴向接头拔出破坏,提升接头变形能力可有效地减轻埋地管线地震破坏。提出一种柔性大变形钢制波纹接头,以土弹簧模型考虑管土相互作用非线性特征,考虑两种力学性能的场地土,采用有限元方法对不均匀场地下埋地管线进行地震响应分析。分别建立有波纹管接头连接和无接头埋地管线有限元模型,数值分析了不同地震动作用下波纹管接头对地下管线应力、能量耗散、内力等的影响规律。结果表明：埋地管线在不均匀场地交界面处最大应力显著增加,波纹管接头可以有效减小管道轴力、弯矩以及von Mises应力。     

地下管线雷达探测图像处理及解释系统

针对非开挖施工的特点及需要,开发了地下管线雷达探测图像处理解释软件系统;通过对若干关键问题的研究,实现了不同类型雷达数据的共享数据处理、基于人工神经网络技术的探地雷达剖面的智能解释、解释成果的三维可视化等功能,并可根据解释获得地下管线分布数据,系统自动设计非开挖钻进轨迹;现场验证及试用结果表明,该软件系统对地下管线的判别具有较高的可信度,可为非开挖施工提供准确的资料及指导非开挖施工.     

地下金属管网电磁屏蔽计算的通用模型

为分析电力线路附近地下金属管网对通信线路的电磁屏蔽作用 ,给出了同时考虑电力线路与金属管网的感性耦合和阻性耦合作用时地下金属管网电磁屏蔽计算的通用模型。该模型基于传输线理论 ,将管线等值为有源二端口网络 ,以端口电压为未知量建立方程组 ,可求得管网的电压和电流分布 ,从而可计算金属管网对通信线路的电磁屏蔽作用。由于二端口网络参数可解析计算 ,同时未知量仅为管网分叉点和端点处的端口电压 ,因此 ,该模型具有计算规模小、计算效率高的特点。该模型对电力线路和通信线路的走廊选取与设计具有指导意义     

埋氧层及铝层对SOI／玻璃静电键合的影响

介绍了SOI／Pyrex玻璃静电键合的实验过程和实验现象,利用电流表对静电键合电流进行测量。发现埋氧层厚度越厚,键合电流越小,键合波扩散速度越小。提高键合电压,能有效增大键合电流及加快键合速度。实验也表明玻璃表面溅射铝层对键合产生较大影响。理论分析了产生这些现象的原因,得出埋氧层厚度和键合电压与静电力的关系式。还提出从阳极引一探针电极到SOI器件层,提高玻璃耗尽层与器件层之间电压,实现厚埋氧层SOI片与玻璃键合的方法。     

地下爆炸对埋地输气管道冲击响应的数值分析

通过适当选取材料本构关系,运用非线性动力学基本理论和ALE算法,利用LSDYNA3D有限元程序,对爆炸地冲击作用下引起埋地输气管道的动力响应问题进行了数值模拟分析。通过埋地管道在2组共10个工况下的数值计算分析,拟合了埋地管道响应(包括速度和动应力)最大值和装药量、爆心与管道中心距离之间的关系。模拟计算结果与经验公式规律十分吻合,表明采用数值模拟方法研究爆炸地冲击对埋地管道的作用是可行的。计算方法为埋地管道在第三方破坏荷载作用下的风险评估提供了一个计算平台,计算结果对埋地输气管道的风险评估和防灾减灾具有重要的参考价值。     

Direct electronic measurement of the spin Hall effect

The generation, manipulation and detection of spin-polarized electrons in nanostructures define the main challenges of spin-based electronics. Among the different approaches for spin generation and manipulation, spin-orbit coupling--which couples the spin of an electron to its momentum--is attracting considerable interest. In a spin-orbit-coupled system, a non-zero spin current is predicted in a direction perpendicular to the applied electric field, giving rise to a spin Hall effect. Consistent with this effect, electrically induced spin polarization was recently detected by optical techniques at the edges of a semiconductor channel and in two-dimensional electron gases in semiconductor heterostructures. Here we report electrical measurements of the spin Hall effect in a diffusive metallic conductor, using a ferromagnetic electrode in combination with a tunnel barrier to inject a spin-polarized current. In our devices, we observe an induced voltage that results exclusively from the conversion of the injected spin current into charge imbalance through the spin Hall effect. Such a voltage is proportional to the component of the injected spins that is perpendicular to the plane defined by the spin current direction and the voltage probes. These experiments reveal opportunities for efficient spin detection without the need for magnetic materials, which could lead to useful spintronics devices that integrate information processing and data storage.     

穿越走滑断层埋地管道应变特性的试验研究

穿越断层的埋地管道在地震等外力作用下会发生屈曲、断裂等破坏,研究走滑断层作用下埋地管道的应变特性,对管道工程的设计和防护等具有重要意义.借助前期设计的场地变形组合试验装置,针对走滑断层的作用特点,模拟穿越此断层的埋地管道受力情况,测得随断层错动管道的应变分布及管道周边土体压力变化,分析管径变化对应变和管周土压力的影响,得出管道变形区域的范围.试验结果表明:断层面附近的管道在断层走滑错动过程中受到轴向拉力或压力的作用,其变形沿断层面与管道交点近似呈中心对称;距离断层较远的管道随土体一起运动,不会产生变形,即管道变形在断层附近的一定区域内;管径越大,受断层运动影响的管道变形区域越小;随断层错动位移量的增大,断层附近管道周围土压力和管道的轴向应变都增大,且随管道直径的增大管周土压力和轴向应变减少.     

寒区油气集输管道合适埋深数值计算

油气集输管道的敷设深度直接影响管道的建设成本,对管道的安全平稳运行也起重要作用.考虑寒区土壤的初始温度周期性变化、地表不同日平均温度以及是否冻结等因素,建立数学模型,并采用有限单元法对多种埋设深度的集输管道土壤温度场进行数值计算.实例计算表明:0.8 m是寒区较合适的管道埋设深度.当大气温度升高时,可适当减小集输管道的埋深,以节省建设成本.在集输管道运行管理计算分析时,可以不考虑冻结及非冻结状态物性对土壤自然温度场的影响,将土壤看作常物性.该模型可为寒区油气集输管道的敷设提供一定的理论依据.     

管型材料离子注入内表面改性研究进展

利用在管材中心引入同轴接地电极并在金属管材上加脉冲负偏压以产生径向离子加速电场,实现了金属管材内表面离子注入。目前国内外还有其它一些技术手段实现材料内表面改性,如脉冲放电爆炸金属箔注入、离子束溅射沉积、等离子体化学气相沉积法等。这些实验方法所遇到的主要问题是离子注入沿轴向不均匀、膜与基底结合不牢。在原实验方法基础上,又提出了一种新的方法——栅极增强等离子体源离子注入法。实验结果表明：此方法不但可以大大提高离子注入沿轴向的均匀性,而且可以实现气体离子和金属离子两种离子的共同注入。