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典型植被火焰下导线–板间隙击穿特性及放电模型研究

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中国电机工程学报 2016年第14期36卷 4001-4010页

作者：黎鹏阮江军黄道春龙明洋吴田普子恒武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 中国电力科学研究院湖北省武汉市430074 三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002

针对山火引发输电线路跳闸事故频发的问题,选取了输电线路走廊易于引发线路跳闸的典型植被,利用模拟山火试验平台研究了导线–板间隙在典型植被火焰下的工频击穿特性,通过击穿电压与泄漏电流数据分析了不同植被火焰下间隙击穿特性的差异... 详细信息

针对山火引发输电线路跳闸事故频发的问题,选取了输电线路走廊易于引发线路跳闸的典型植被,利用模拟山火试验平台研究了导线–板间隙在典型植被火焰下的工频击穿特性,通过击穿电压与泄漏电流数据分析了不同植被火焰下间隙击穿特性的差异性,根据间隙的放电机制以及电弧路径发展的图像,建立了火焰条件下间隙放电模型,并对其有效性进行了验证。研究结果表明:植被火焰下间隙的绝缘强度明显下降,特别是在杉树枝火焰下,导线–板间隙的平均击穿电压梯度可降低为纯空气间隙的10%;植被在稳定燃烧阶段的泄漏电流最大,且正半波的泄漏电流值大于负半波,最大可达负半波的十倍左右;在灰烬颗粒影响下,秸秆、茅草等植被在火焰高度较低时,也会导致输电线路跳闸,研究成果可为输电线路在山火条件下的安全稳定运行措施提供参考。

关键词：输电线路植被火焰泄漏电流击穿特性放电模型

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重复频率纳秒脉冲聚四氟乙烯薄膜击穿特性

强激光与粒子束 2010年第3期22卷 479-483页

作者：章程邵涛龙凯华王珏张东东严萍中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100039

实验研究了聚四氟乙烯薄膜在重复频率纳秒脉冲下的击穿特性，选用脉冲上升时间约15ns，脉宽30-40ns，重复频率1～1000Hz。测量并计算了击穿前后的电压电流波形、重复频率耐受时间和施加脉冲个数与击穿特性密切相关的参数。结果表明，重... 详细信息

实验研究了聚四氟乙烯薄膜在重复频率纳秒脉冲下的击穿特性，选用脉冲上升时间约15ns，脉宽30-40ns，重复频率1～1000Hz。测量并计算了击穿前后的电压电流波形、重复频率耐受时间和施加脉冲个数与击穿特性密切相关的参数。结果表明，重复频率纳秒脉冲下聚四氟乙烯薄膜击穿场强为MV／cm量级，重复频率耐受时间随施加场强和重复频率的增大而减小。薄膜本身性质及油浸时间使实验数据具有分散性，重复频率纳秒脉冲下聚四氟乙烯薄膜击穿应考虑重复频率条件下的热积累效应和材料缺陷。

关键词：重复频率纳秒脉冲聚四氟乙烯薄膜击穿特性重复频率耐受时间

2013 m海拔高度植被火条件下导线-板间隙击穿特性

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高电压技术 2022年第11期48卷 4316-4322页

作者：周恩泽樊灵孟黄道春陈鑫王磊黄勇广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510080 中国南方电网有限责任公司广州510663 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

架空输电线路受山火影响可能发生跳闸停运,严重影响电网的安全稳定运行。目前关于模拟山火降低空气间隙绝缘强度的研究中未考虑海拔高度的影响,高海拔地区山火条件下的输电线路绝缘强度评估缺乏依据。文中利用模拟山火试验平台,研究了2... 详细信息

架空输电线路受山火影响可能发生跳闸停运,严重影响电网的安全稳定运行。目前关于模拟山火降低空气间隙绝缘强度的研究中未考虑海拔高度的影响,高海拔地区山火条件下的输电线路绝缘强度评估缺乏依据。文中利用模拟山火试验平台,研究了23 m和2013 m海拔地区杉木垛火焰的燃烧特性和空气间隙击穿特性的差异。研究结果表明:火焰温度与高度呈线性变化,高海拔地区火焰中心温度比低海拔地区约低18.3%;低海拔地区放电电弧通道直径更粗、温度更高,高海拔地区预放电所需的电压更低;两个典型海拔地区的火焰主体部位击穿电压梯度基本一致,平均为60.5k V/m;火焰主体部位不需进行海拔修正,火焰非主体部位进行海拔修正时需要同时考虑空气密度、带电粒子和颗粒物的影响,空气密度降低为主要因素,海拔越高,颗粒物的影响程度越大。研究成果可为高海拔地区输电线路山火防控提供参考。

关键词：输电线路植被火海拔修正击穿特性燃烧特性

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微机电系统微米间隙的预击穿和击穿特性研究

西安交通大学学报 2012年第8期46卷 106-110,127页

作者：孟国栋成永红酉小广吴锴西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 中国卫星海上测控部江苏江阴214431

为了预测和评估微机电系统(MEMS)中微电极结构的绝缘性能,采用MEMS加工工艺,制备了电极间隙为5～40μm的金属铝薄膜电极,研究了试样在直流电压下的预击穿过程中电流-电压关系曲线以及击穿电压随电极间隙的变化规律,并利用扫描电子显微镜... 详细信息

为了预测和评估微机电系统(MEMS)中微电极结构的绝缘性能,采用MEMS加工工艺,制备了电极间隙为5～40μm的金属铝薄膜电极,研究了试样在直流电压下的预击穿过程中电流-电压关系曲线以及击穿电压随电极间隙的变化规律,并利用扫描电子显微镜(SEM)进行了微电极表面的微观分析.研究结果表明:预击穿过程的电流-电压曲线说明,在击穿之前电流的变化主要包括自由带电粒子的定向迁移阶段、电流密度达到饱和阶段以及碰撞电离持续发展形成电子雪崩阶段;场致电子发射的Fowler-Nordheim曲线表明,当微电极的间隙大于5μm时,其击穿特性仍然符合巴申曲线,与相关文献的研究结论一致;微电极击穿阈值均大于相同间隙的宏观金属电极的击穿阈值;微电极击穿后在阳极表面有坑洞产生,而在阴极表面存在溅射沉积现象.

关键词：微机电系统击穿特性微米间隙巴申曲线

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电压上升率对GIS绝缘缺陷击穿特性的影响

电网技术 2021年第3期45卷 1195-1200页

作者：梁成军刘轩东张玲俐张明康西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司江苏省泰州市225300

随着气体绝缘金属封闭开关设备(gasinsulated switchgear,GIS)设备容量不断增大,现场越来越难以开展对应电压等级的雷电冲击试验,其产生的冲击试验电压的波前时间可能长达十几μs。探究长波前冲击电压波前参数对SF6气体间隙放电特性影... 详细信息

随着气体绝缘金属封闭开关设备(gasinsulated switchgear,GIS)设备容量不断增大,现场越来越难以开展对应电压等级的雷电冲击试验,其产生的冲击试验电压的波前时间可能长达十几μs。探究长波前冲击电压波前参数对SF6气体间隙放电特性影响的研究,认识GIS中绝缘缺陷在冲击电压作用下的放电特性,是判定采用长波前冲击电压进行现场试验是否合理的前提与基础。主要探究了在棒–板电极和同轴母线针–板电极两种不同电极结构下,波前电压上升率(d U/dt)对SF6间隙击穿特性的影响规律。结果表明,2种结构电极间隙击穿电压随着电压上升率增加呈现U型变化趋势。研究表明U型曲线拐点电压与空间电荷"电晕稳定化"作用相关,且在U型曲线左右半支的击穿电压变化规律受空间电荷"电晕稳定化"和背景电场的"扫除作用"共同影响。

关键词： GIS绝缘缺陷击穿特性电压上升率电晕稳定化

双指数及振荡型操作冲击电压下变压器匝间击穿特性

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高电压技术 2022年第6期48卷 2265-2275页

作者：曹铎耀郭若琛蔡玲珑靳宇晖胡伟李军浩西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510000 广东省电力装备可靠性企业重点实验室广州510080 特变电工衡阳变压器有限公司衡阳421007

据国家电网系统变压器故障情况统计,绕组匝间绝缘失效是导致变压器故障的主要原因。因电路投切产生的操作冲击电压威胁着变压器内部的匝间绝缘,并可能导致匝间绝缘击穿。操作冲击耐压试验对检验变压器绝缘性能具有重要的工程价值。本研... 详细信息

据国家电网系统变压器故障情况统计,绕组匝间绝缘失效是导致变压器故障的主要原因。因电路投切产生的操作冲击电压威胁着变压器内部的匝间绝缘,并可能导致匝间绝缘击穿。操作冲击耐压试验对检验变压器绝缘性能具有重要的工程价值。本研究在变压器匝模型上分别施加双指数操作冲击电压以及3 kHz、6 kHz、12 kHz振荡操作冲击电压,通过多级法进行试验,并根据伏秒特性、韦伯分布曲线研究其击穿特性。研究结果表明:4种操作冲击电压的击穿点主要分布在第1个波峰附近,6 kHz以及12 kHz振荡操作冲击电压在第2个波峰附近有少量分布;相同波前时间的双指操作波以及3 k Hz振荡操作波的等效性较好;振荡操作冲击波的击穿电压随着频率的增大而增大;3~6 kHz频率范围内,振荡操作波与双指数操作波U50%接近,等效性较好。

关键词：电力变压器匝间绝缘振荡型操作冲击电压击穿特性绝缘等效性

加压方式对山火条件下间隙交流击穿特性的影响研究

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电网技术 2016年第5期40卷 1576-1581页

作者：黎鹏黄道春阮江军魏晗秦知航武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

近年来,山火引发输电线路跳闸事故日益增多,严重威胁电网的安全与稳定运行;国内外针对山火条件下输电线路的击穿特性进行了较多模拟试验研究,但目前尚无统一的加压标准。为了给山火条件下间隙的击穿特性试验标准的制定提供参考,利用模... 详细信息

近年来,山火引发输电线路跳闸事故日益增多,严重威胁电网的安全与稳定运行;国内外针对山火条件下输电线路的击穿特性进行了较多模拟试验研究,但目前尚无统一的加压标准。为了给山火条件下间隙的击穿特性试验标准的制定提供参考,利用模拟山火试验平台,分别采用均匀升压法和升压、耐受相结合法开展了导线–板间隙的交流击穿特性试验,试验结果表明:在2种加压方式下,击穿电压均随时间呈"U"形曲线规律分布,同时击穿电压均随燃烧强度的增大呈现非线性下降;通过对2种加压方式下击穿电压和泄漏电流特性的对比分析,发现当燃烧强度较大时,加压方式对间隙击穿特性影响不大,结合实际山火的特点,推荐模拟山火条件下导线–板间隙的交流击穿特性试验采用升压、耐受相结合的方式。

关键词：输电线路山火燃烧强度击穿特性加压方式

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

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西安交通大学学报 2017年第12期51卷 121-127页

作者：林春耀靳宇晖张哲铭李军浩周丹杨贤梁文进广东电网有限公司电力科学研究院广州510000 西安交通大学电气工程学院西安710049

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... 详细信息

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。

关键词：击穿特性振荡型冲击电压变压器油极不均匀场

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雷电冲击电压下串联空气球隙击穿特性

高电压技术 2021年第11期47卷 4072-4077页

作者：丁培丁健刚姚晓飞刘志远陈佳莉马飞越国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750002 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

为研究雷电冲击电压下串联空气间隙的击穿特性,文中以球-球间隙为研究对象,通过对悬浮电极电位的直接测量,实验研究了两间隙大小之和不变的情况下,两间隙大小分布不均匀程度对串联空气间隙击穿电压和击穿延时的影响。研究表明,不均匀程... 详细信息

为研究雷电冲击电压下串联空气间隙的击穿特性,文中以球-球间隙为研究对象,通过对悬浮电极电位的直接测量,实验研究了两间隙大小之和不变的情况下,两间隙大小分布不均匀程度对串联空气间隙击穿电压和击穿延时的影响。研究表明,不均匀程度较大时,较低电压下存在单个间隙放电、总体不击穿的现象,较高电压下两间隙将出现非同期击穿;不均匀程度较小时,两间隙同期击穿。随串联间隙不均匀程度降低,击穿电压先下降后上升,击穿延时减小至零并维持。击穿电压极小值对应于使击穿延时降至零的间距。在此基础上,提出了不均匀系数的概念,发现随不均匀系数增加,同期击穿情况下击穿电压近似线性下降,非同期击穿情况下击穿电压近似线性上升。据此推测,同期击穿情况下击穿电压由较小间隙决定,非同期击穿情况下击穿电压由较大间隙决定。

关键词：串联球隙空气间隙悬浮电极雷电冲击电压击穿特性