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雷击输电线路上行先导起始与发展特性模拟试验研究

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高电压技术 2012年第8期38卷 2076-2082页

作者：李志钊曾嵘庄池杰陈赦廖永力高超清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 南方电网科学研究院有限责任公司广州510080

上行先导是分析雷电绕击输电线路的关键因素之一,由于雷电放电的随机性,鲜有输电线路上行先导的直接影像资料,因而上行先导是否存在是电力系统防雷研究的一个热点。现有的上行先导仿真计算模型主要由棒-板及热力学的结论间接推导所得,... 详细信息

上行先导是分析雷电绕击输电线路的关键因素之一,由于雷电放电的随机性,鲜有输电线路上行先导的直接影像资料,因而上行先导是否存在是电力系统防雷研究的一个热点。现有的上行先导仿真计算模型主要由棒-板及热力学的结论间接推导所得,缺乏实际输电线路的实验依据。在昆明国家特高压实验基地对输电线路上行先导起始及其发展特性开展了模拟试验研究,经过仿真分析,设计并采用5～8m的板棒-线间隙进行模拟试验,施加最高达3.6MV、200/2 000μs波前的冲击电压,利用最高拍摄速度为106帧/s的高速摄像机对放电过程的放电形态进行观测,利用3dB带宽范围为0～6.5MHz的同轴分流器进行了电流测量。通过500余次试验及其结果分析,发现在该试验条件下,导线和地线上明显有上行先导产生,其发展速度约为1.2～3cm/μs,与正极性操作波下棒-板间隙放电的先导速度基本一致。仿真分析发现,大多数自然雷情况下,输电线路临界半径处场强高于上行先导起始场强的时间比该文试验工况中更长,因此推断自然雷击输电线的过程中上行先导是很有可能存在的。

关键词：绕击上行先导长间隙放电观测平台输电线路场强先导发展法

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正极性雷电冲击电压下流注起始特性研究

中国电机工程学报 2012年第19期32卷 148-153,198页

作者：耿屹楠庄池杰曾嵘李志钊余占清清华大学核能与新能源技术研究院北京市海淀区100084 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

流注是长空气间隙放电的主要过程,其起始特性具有重要的理论价值与广泛的工程应用。以往对直流电压作用下流注起始特性的研究较多,对冲击电压特别是电压上升率较大的雷电冲击电压下流注起始特性研究很少。采用基于光电集成技术的高压侧... 详细信息

流注是长空气间隙放电的主要过程,其起始特性具有重要的理论价值与广泛的工程应用。以往对直流电压作用下流注起始特性的研究较多,对冲击电压特别是电压上升率较大的雷电冲击电压下流注起始特性研究很少。采用基于光电集成技术的高压侧电流测量系统与空间电场测量系统,对1 m棒–板间隙在正极性雷电冲击电压下流注起始特性进行研究,提出了新的流注起始观测手段,获得不同半径棒电极、不同电压上升率下的流注起始电压与场强,拟合得到考虑电压变化率的流注起始场强判据,并验证了所提出判据的广泛适用性。另外,还对正极性雷电冲击电压作用下流注起始时延的变化规律进行研究,定量测量了流注的起始时延,为研究流注起始时延的概率分布奠定基础。

关键词：流注电压上升率起始场强起始时延

利用先导通道三维空间结构研究的先导发展速度

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高电压技术 2012年第9期38卷 2465-2472页

作者：耿屹楠庄池杰曾嵘李志钊余占清清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点试验室北京100084

先导发展长度与速度是描述先导发展过程的重要参数,也是近年国内外研究热点。电荷耦合高速摄像机的广泛应用为研究先导发展速度提供了有力工具。为定量研究先导发展速度,利用2台电荷耦合高速摄像机对长空气放电过程进行同步拍摄结果,利... 详细信息

先导发展长度与速度是描述先导发展过程的重要参数,也是近年国内外研究热点。电荷耦合高速摄像机的广泛应用为研究先导发展速度提供了有力工具。为定量研究先导发展速度,利用2台电荷耦合高速摄像机对长空气放电过程进行同步拍摄结果,利用图像处理方法重建了长空气间隙放电先导通道发展过程的三维结构。对12m棒-板间隙在正极性操作冲击电压下先导发展过程进行观测后,基于先导通道三维空间结构的时域演变,将先导发展方式分为平稳发展与"突跳"2种方式。在此基础上定量分析了先导发展的一维轴向速度、二维路径速度以及三维空间速度。研究结果表明,在12m棒-板间隙的先导平均一维轴向发展速度为1.8cm/μs,平均二维路径速度为2.03cm/μs,平均三维空间速度为2.3cm/μs;先导通道发生"突跳"时,先导通道长度瞬时剧烈增大,发展速度瞬时剧烈增大,发展速度分散性很大,在10～30cm/μs。

关键词：长空气间隙放电先导高速摄像机三维空间结构操作冲击电压发展速度突跳

雷云下空间电荷对直流输电线路上行先导起始特性的影响

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高电压技术 2014年第5期40卷 1358-1364页

作者：李志钊曾嵘庄池杰廖永利高超清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 南方电网科学研究院有限责任公司广州510080

以往在分析直流输电线路上行先导的起始过程时,一般只考虑了雷云、下行先导以及直流运行电压对输电线路附近电场的影响,而未充分考虑输电线路周围早已存在的空间电荷对原来电场所带来的畸变。为此,对上行先导起始前的一系列放电过程进... 详细信息

以往在分析直流输电线路上行先导的起始过程时,一般只考虑了雷云、下行先导以及直流运行电压对输电线路附近电场的影响,而未充分考虑输电线路周围早已存在的空间电荷对原来电场所带来的畸变。为此,对上行先导起始前的一系列放电过程进行了研究,包括雷云所导致的地表空间电荷层、直流运行电压所引起的离子流电荷层等,并比较了这些过程对上行先导起始特性的影响。分析发现,上行先导起始前线路周围空间电荷的分布主要决定于运行电压及雷云,2者在输电线路周围所产生的空间电荷密度可超过10 nC/m3;相对来说,因雷云所导致的空间电荷层的电荷密度只有约1 nC/m3,故雷云对上行先导起始的影响可以忽略不计;另外,因下行先导只有在发展至较低高度时,才能产生与运行电压、雷云相当的影响,故下行先导对空间电荷分布的作用甚微。基于上述分析,建立了考虑离子流影响后的上行先导起始模型,并对实际的上行先导起始过程进行了仿真。与传统模型比较发现,考虑离子流影响后,下行先导必须发展至更低的高度才能使导线周围电场强度满足上行先导起始条件,导致上行先导的起始时间延后,这说明了直流输电线路的离子流有碍上行先导的起始。

关键词：屏蔽失效上行先导直流运行电压离子流地表空间电荷层起始时间

雷电下直流运行电压对输电线路上行先导起始与发展特性的影响

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高电压技术 2013年第6期39卷 1344-1351页

作者：李志钊曾嵘庄池杰廖永利高超清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 南方电网科学研究院广州510080

在分析上行先导发展过程时,许多仿真模型虽在一定程度上考虑了直流运行电压的影响,但其依据主要由棒-板间隙下的试验结果、热力学及电磁学间接外推所得,其适用性并未得到验证。为此,在昆明国家特高压试验基地,就直流运行电压对输电线路... 详细信息

在分析上行先导发展过程时,许多仿真模型虽在一定程度上考虑了直流运行电压的影响,但其依据主要由棒-板间隙下的试验结果、热力学及电磁学间接外推所得,其适用性并未得到验证。为此,在昆明国家特高压试验基地,就直流运行电压对输电线路上行先导起始与发展特性的影响展开了试验研究。经过仿真分析,设计并采用7m的板棒-导线间隙,并对该间隙施加最高达4MV的200/2 000μs负极性冲击电压,对导线施加最高达800kV的正极性直流运行电压,以此模拟了雷电下的上行先导起始与发展情况。采用最高拍摄速度为1 000 000帧/s的高速摄像机对放电过程的形态进行了观测,同时利用频率响应范围为0～6.5MHz的同轴分流器进行了电流测量。通过数百次试验发现,当线路上施加500kV正极性直流运行电压时,上行先导起始时间提前了21μs,平均发展速度增加了0.3cm/μs,这一结果说明,负极性雷电下较高的正极性直流运行电压有助于导线上行先导的发展。最后,进行了输电线路模拟试验,试验结果说明,负极性雷电下正极性直流运行电压能使导线上行先导的起始时间提前,甚至早于地线;同时正极性直流运行电压也会使导线上行先导的发展速度增加,从而使它对下行先导的截击概率增大,增加了线路绕击的可能性。

关键词：屏蔽失效上行先导直流运行电压观测平台输电线路电场强度长间隙放电

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长空气间隙放电研究的挑战与进展

高电压技术 2014年第10期40卷 2945-2955页

作者：曾嵘庄池杰余占清陈赦李志钊陈维江电力系统及发电设备仿真与控制国家重点实验室清华大学电机系北京100084 国家电网公司北京100031

开展空气间隙放电的理论研究,是支撑我国特高压工程建设、提升电力系统雷击防护水平的现实需求。通过分析特高压下长空气间隙放电的工程需求,以及雷电绕击输电线路的先导发展模型、电气几何模型所面临的理论困境,归纳了当前长空气间隙... 详细信息

开展空气间隙放电的理论研究,是支撑我国特高压工程建设、提升电力系统雷击防护水平的现实需求。通过分析特高压下长空气间隙放电的工程需求,以及雷电绕击输电线路的先导发展模型、电气几何模型所面临的理论困境,归纳了当前长空气间隙研究所面临的主要挑战——物理模型的内在复杂性、测试手段的局限性及数值求解方法的不确定性。同时,基于过去30多年测量、计算方法的长足进步,指出目前我国开展长空气间隙放电研究的重大机遇。另外,还简要总结了国内外长空气间隙放电研究的发展历程及流注先导模型在不同历史时期的典型成果,详细介绍了清华大学在973项目的支持下,在长空气间隙放电的微观机理与宏观过程研究方面的最新进展,并对未来的研究方向与目标做了初步展望,包括:1)明晰不同尺度流注起始及发展的规律;2)更深入认识流注转化为先导的规律及机理;3)清晰描述先导的发展过程特征参数;4)建立更完备的长空气间隙击穿模型,能够更准确地预测长空气间隙的放电特性;5)建立更科学的雷击闪络先导发展模型及雷击闪络风险评估方法;6)提出工程实用的更优化的长空气间隙结构。

关键词：长空气间隙放电流注先导流注起始特性雷电上行先导放电过程观测放电过程数值仿真

胸腺脂肪变与成年人眼肌型重症肌无力的相关性研究

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医师进修杂志 2004年第10期27卷 25-26页

作者：王颖李志钊彭唏广州医学院附属广州市第二人民医院广东广州510150

目的　探讨成年人眼肌型重症肌无力 (O -MG)的胸腺影像学变化特点。方法　对正在接受临床治疗的成年人O -MG患者 5 0例 ,男 1 8例 ,女 32例 ,年龄 2 0～ 5 5岁 ,进行磁共振成像 (MRI)检查 ,其中 1 6例增强扫描。对照组5 0例为相同年龄... 详细信息

目的　探讨成年人眼肌型重症肌无力 (O -MG)的胸腺影像学变化特点。方法　对正在接受临床治疗的成年人O -MG患者 5 0例 ,男 1 8例 ,女 32例 ,年龄 2 0～ 5 5岁 ,进行磁共振成像 (MRI)检查 ,其中 1 6例增强扫描。对照组5 0例为相同年龄段非重症肌无力患者 (N -MG) ,其中 2 0例增强扫描。观察两组胸腺变化关系包括脂肪变、增生、占位效应等。结果　 (1 )胸腺脂肪变O -MG组 2 5例 ,对照组 8例。 (2 )胸腺增大 :O -MG组 4例 ,其中 2例含结节灶 ;对照组无一例增大。 (3)胸腺出现占位病灶仅见于O -MG组 5例。 (4)胸腺未发现异常 :O -MG组 1 6例 ,对照组 4 2例。 (5 )统计学处理显示 :胸腺脂肪变O -MG组与对照组比较差异有极显著性 (P <0 .0 0 1 ) ;胸腺的异常率比较 ,两组同样具有极显著性差异 (P <0 .0 0 1 )。结论　胸腺脂肪变是成年人O -MG患者常见和主要异常变化。MRI能提供胸腺形态和组织变化的客观信息 ,有助于临床治疗方式的选择和疗效观察。

关键词：成年人眼肌型重症肌无力胸腺脂肪分子磁共振成像

外围性子宫内膜异位症的CT表现及其病理学基础

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临床放射学杂志 2004年第12期23卷 1062-1065页

作者：江魁明董天发李志钊广州医学院附属市二人民医院CT/MR室 510150

目的　探讨外围性子宫内膜异位症 (EEM)的CT表现及其病理基础 ,评价CT对EEM的诊断能力。资料与方法　回顾分析 2 4例EEM临床、CT和术后病理资料 ,全组病例均行平扫及增强扫描。结果　 2 4例EEM ,共发现病灶 5 1个 ,其中实块型 3个 ,囊... 详细信息

目的　探讨外围性子宫内膜异位症 (EEM)的CT表现及其病理基础 ,评价CT对EEM的诊断能力。资料与方法　回顾分析 2 4例EEM临床、CT和术后病理资料 ,全组病例均行平扫及增强扫描。结果　 2 4例EEM ,共发现病灶 5 1个 ,其中实块型 3个 ,囊实混合型 4个 ,囊肿型 4 4个。实块型EEMCT表现为软组织肿块 ,其病理为大量增生的纤维组织夹杂微量的子宫内膜细胞、含铁血黄素和少量淋巴细胞、浆细胞 ;囊肿型EEM囊壁厚、毛糙 ,与周围结构粘连 ,囊液呈高密度或高低混杂密度 ,囊液分层征。囊壁病理为纤维组织 ,内衬子宫内膜组织 ,囊液为新旧不一的异位内膜经血 ;囊实混合型具有囊肿型和实块型CT表现及病理基础。结论　囊肿型、囊实混合型EEMCT表现具有特异性 ,实块型CT表现缺乏特异性 ,但结合与经期相关的临床表现。

关键词：子宫内膜异位症病理体层摄影术 X线计算机

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空气间隙放电物理参数测量研究进展

高电压技术 2011年第3期37卷 528-536页

作者：曾嵘耿屹楠牛犇余占清李志钊王峰清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

随着我国特高压输电建设的深入,空气间隙放电的机理研究日益迫切,针对空气间隙放电的电场、电流、流注放电形态等关键物理参数的测量研究最新进展进行了介绍。重点介绍了国内外光电电场测量系统的研究进展,通过测试证实自主研制的瞬态... 详细信息

随着我国特高压输电建设的深入,空气间隙放电的机理研究日益迫切,针对空气间隙放电的电场、电流、流注放电形态等关键物理参数的测量研究最新进展进行了介绍。重点介绍了国内外光电电场测量系统的研究进展,通过测试证实自主研制的瞬态电场测量系统理论测量范围可达24kV/cm,雷电冲击与ns冲击下的时域动态响应试验证实电压与电场的相关系数为0.9946。采用同轴电阻与光电调制传输系统构成的放电电流测量系统,实现了放电起始几十ns级瞬态电流的准确测量,并建立了高速摄像系统研究放电形态。搭建了试验平台,并就流注放电起始阶段空间电场的跃升、瞬态放电电流、流注形态等进行了初步研究,结果表明,研制的测量系统能够满足放电关键物理参数的测量要求,为今后深入开展放电机理研究奠定了坚实的基础。

关键词：空气间隙放电测量光电集成电场传感器瞬态电流测量系统流注