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电网技术 2024年第4期48卷 1711-1720,I0086-I0088页

作者：苏梦函安韵竹王清尘沙晓胡元潮屈路山东理工大学电气与电子工程学院山东省淄博市255000 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

负流注放电过程是一个高度非线性动力学过程,且发展过程复杂。该文针对“针–板”电极结构、1cm空气间隙,建立短空气间隙负流注放电模型并通过仿真试验验证模型合理性,分析外加上升时间及电压幅值对负流注放电发展过程空间电场强度、带... 详细信息

负流注放电过程是一个高度非线性动力学过程,且发展过程复杂。该文针对“针–板”电极结构、1cm空气间隙,建立短空气间隙负流注放电模型并通过仿真试验验证模型合理性,分析外加上升时间及电压幅值对负流注放电发展过程空间电场强度、带电粒子浓度、流注发展速度、放电电流变化特性的影响。随负流注由“针”电极向“板”电极发展,放电区域内的轴线电场强度、电子浓度在短暂升高后呈现先降低后升高的变化趋势;随外加电压上升时间增大,流注头部的电场强度和电子浓度呈非线性上升趋势,外加电压上升时间T=0.01ns上升到T=2ns时,流注发展平均速度降低3.38mm/ns;随外加电压幅值增大,负流注头部的电场强度及电子浓度呈非线性上升趋势,外加电压幅值U_(0)=-20kV上升到U_(0)=-25kV时,流注发展平均速度上升2.7mm/ns。

关键词： “针–板”间隙负流注流注发展速度放电电流外加电压

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SF_(6)/N_(2)混合气体负流注放电特性的模拟研究

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吉林电力 2022年第2期50卷 16-20页

作者：齐冰李志鑫景亚东郑鹏王涵东北电力大学吉林吉林132012

为深入探究标准大气压下SF_(6)气体含量对SF_(6)/N_(2)混合气体放电特性及绝缘性能的影响,采用有限元仿真软件COMSOL的等离子体模型,对不同SF_(6)摩尔分数混合气体的负流注放电进行了模拟。从微观角度对放电过程中各种粒子数密度的空间... 详细信息

为深入探究标准大气压下SF_(6)气体含量对SF_(6)/N_(2)混合气体放电特性及绝缘性能的影响,采用有限元仿真软件COMSOL的等离子体模型,对不同SF_(6)摩尔分数混合气体的负流注放电进行了模拟。从微观角度对放电过程中各种粒子数密度的空间分布和空间的电场分布进行了研究,并获得了相应的击穿场强。研究表明:SF_(6)气体摩尔分数的变化会对空间中各种粒子的数密度分布产生影响,同时还会对流注的发展速度,空间电场的分布以及平均电子的能量产生影响;另外,提高混合气体中SF_(6)气体的摩尔分数可提升混合气体的绝缘性能。在工程中,应采用SF_(6)气体摩尔分数不低于75%的混合气体。

关键词： SF_(6)/N_(2)混合气体负流注摩尔分数放电特性绝缘性能

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SF6/N2混合气体局部放电特性的模拟研究

SF6/N2混合气体局部放电特性的模拟研究

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作者：李志鑫东北电力大学

学位级别：硕士

随着电力系统电压等级的不断提高,GIS设备以其诸多的优点被越来越多的应用在电压等级较高的电网中。SF气体因其良好的绝缘性能和较高的化学稳定性被作为绝缘气体广泛应用在GIS设备中。但SF气体也存在价格高、具有极高的温室效应以及在... 详细信息

随着电力系统电压等级的不断提高,GIS设备以其诸多的优点被越来越多的应用在电压等级较高的电网中。SF气体因其良好的绝缘性能和较高的化学稳定性被作为绝缘气体广泛应用在GIS设备中。但SF气体也存在价格高、具有极高的温室效应以及在低温环境下易液化等许多缺点,用SF/N混合气体替代纯净的SF气体,既可以提高纯SF气体的液化温度,又能够在保证气体的绝缘水平不下降的过多的前提下改善其放电特性。因此,用SF/N混合气体替代纯SF气体,被广泛应用于气体绝缘组合电器中。等离子体指部分或完全电离后,空间中正负粒子的电荷相互抵消,而在整体宏观的角度上表现为电中性的气体。等离子体技术被广泛应用于工业的各种领域之中。到目前为止,人们对SF/N混合气体的放电现象大多从宏观实验的角度出发,对于通过等离子体等微观理论来研究SF/N混合气体放电机理的并不多。为了更深入的探究SF/N混合气体局部放电的相关特性,并且为更好使用该混合气体做出一定的指导,本文使用有限元仿真软件COMSOL的等离子体模型主要完成了以下两部分工作:第一部分是对均匀电场中SF/N混合气体负流注放电进行了模拟研究,从微观角度对放电过程中各种粒子数密度的空间分布和空间的电场分布等进行了对比和分析,并获得了相应情况下的击穿场强。研究表明:SF气体摩尔分数的变化会对空间中各种粒子的数密度分布产生影响,特别是对电子和SF的影响较为强烈,同时SF气体摩尔分数的不同还会对流注的发展速度,空间电场的分布以及平均电子的能量分布产生影响。另外,通过对混合气体的击穿场强对比分析发现,击穿场强会随SF气体摩尔分数的增加而增加。因此,想要提高SF/N混合气体的绝缘性能可以通过提高SF气体的摩尔分数来实现。第二部分是对不均匀电场中SF/N混合气体电晕放电进行了模拟研究,研究表明:电晕放电过程中,由于针电极周围强大的电场,使得针尖的头部聚集了大量由电子崩产生的电子,这些电子会使得放电发展过程中头部的电场发生畸变,而靠近板电极的电场分布的较为均匀。越靠近针电极附近SF离子的数密度越大,越是靠近板电极SF离子的数密度越小。另外,外施电压的大小也会影响混合气体的放电特性,随着外施电压的升高,空间中的电晕放电越剧烈,电晕放电发展的距离越大;电子数密度突增的位置越靠前,电子数密度增加的幅度也越大,电晕放电发展的速度越快。

关键词： GIS设备等离子体 SF6/N2混合气体负流注电晕放电

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