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对闪电先导连接尖端导体电场阈值的试验分析

科技展望 2016年第13期26卷 86-87页

作者：王中洋林群星林思夏淮南市气象局铜陵市气象局南京盈安信息科技有限公司

现代建(构)筑物高度越来越高,当发生强对流天气时,尖端导体往往能够影响大气电场的畸变从而导致闪电的发生,研究闪电先导连接尖端导体的电场阈值对于雷电防御技术具有较强的实际意义。针对闪电先导连接尖端导体的电场阈值问题,利用冲击... 详细信息

现代建(构)筑物高度越来越高,当发生强对流天气时,尖端导体往往能够影响大气电场的畸变从而导致闪电的发生,研究闪电先导连接尖端导体的电场阈值对于雷电防御技术具有较强的实际意义。针对闪电先导连接尖端导体的电场阈值问题,利用冲击控制系统ICGS平台进行试验。分析得出结论:尖端导体的高度和大气空间的环境是影响电场阈值的关键;尖端导体的材质对电场阈值的影响不大,主要是受材质导电率影响;在同一高度,不同温度,不同湿度下,对铁材质导体进行测试,尖端处的湿度越大电场阈值也是呈递增趋势增加。

关键词：电场阈值闪电先导尖端放电

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大气电场下金属尖端电晕放电阈值的研究

电瓷避雷器 2016年第5期 152-159页

作者：周雪会陈登义陈则煌广西工业职业技术学院南宁530001 南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室南京210044

针对大气电场下金属尖端电晕放电阈值的问题,通过理论分析与试验相结合的方法,测量了电晕放电阈值电压并利用ANSOFT Maxwell有限元软件对阈值电场的计算,研究了不同金属、高度、环境以及有无尖端时金属尖端电晕放电电压阈值和电场阈值... 详细信息

针对大气电场下金属尖端电晕放电阈值的问题,通过理论分析与试验相结合的方法,测量了电晕放电阈值电压并利用ANSOFT Maxwell有限元软件对阈值电场的计算,研究了不同金属、高度、环境以及有无尖端时金属尖端电晕放电电压阈值和电场阈值的变化规律,得出以下结论:大气电场下,电导率不同的铁、铝、铜,电晕放电电压阈值和电场阈值大小与电导率关系不大;同温同湿,同高度金属棒的电晕放电电压阈值与电场阈值大小与尖端高度是负相关的;同温同湿,金属棒高度与电晕放电电压阈值和电场阈值是负相关的;湿度与温度的增大都会造成电晕放电电压阈值与电场阈值的降低,但温度的影响比湿度更大。

关键词：大气电场金属尖端电晕放电电压阈值电场阈值

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基于超低频场空间电荷响应的电缆状态评估

中国电机工程学报 2022年第4期42卷 1235-1242页

作者：苏淮北曹俊沈鑫吴建东尹毅上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240

为评估超低频电场检测下电缆的绝缘状态,通过检测不同老化状态交联聚乙烯在50、0.1和0.01Hz正弦场下的空间电荷响应,分析超低频检测中空间电荷积累的电场阈值,并结合其理化和工频击穿等性能,探讨基于超低频场空间电荷响应的绝缘状态评... 详细信息

为评估超低频电场检测下电缆的绝缘状态,通过检测不同老化状态交联聚乙烯在50、0.1和0.01Hz正弦场下的空间电荷响应,分析超低频检测中空间电荷积累的电场阈值,并结合其理化和工频击穿等性能,探讨基于超低频场空间电荷响应的绝缘状态评估方法。结果表明:试样在50Hz电场下,未出现空间电荷积累的阈值电场,但0.1和0.01Hz电场下出现了阈值电场,其值约为10~15kV/mm。超低频电场下超过阈值电场后的180°相位处的平均体电荷密度和平均相位体电荷密度均明显增大,这主要与超低频场下有效作用电场的持续时间相关。在0.01Hz电场下老化试样的平均相位体电荷密度明显下降,试样表面侧的空间电荷由未老化时的异极性转为同极性,且其连续分布区域远大于未老化试样。这可能与老化后深陷阱量减少和浅陷阱量增多相关,两者均增大了电荷迁移率,抑制了空间电荷积累。随着老化程度的加深,试样在0.01Hz电场下的平均相位体电荷密度和击穿场强明显下降,这表明试样老化状态可由超低频场下的空间电荷表征。在采用超低频场空间电荷特性进行绝缘状态评估时,应综合空间电荷的积累量、极化和分布范围,结果可为超低频电场下电缆绝缘状态评估提供一定的理论基础。

关键词：交联聚乙烯超低频电场电荷积累电场阈值状态评估

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不同形状金属尖端电晕电流触发阈值的分析

电瓷避雷器 2020年第3期 13-20页

作者：李祥超罗华黎雪婷南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

针对不同形状金属尖端电晕电流触发阈值的问题,通过圆锥形尖端和椭球形尖端表面附近的电场分布的理论分析,采取实验模拟仿真的方式,得到尖端处电晕触发电场阈值的关系,试验结果得出:1)金属尖端电晕触发电压阈值随高度的增加而降低,高度... 详细信息

针对不同形状金属尖端电晕电流触发阈值的问题,通过圆锥形尖端和椭球形尖端表面附近的电场分布的理论分析,采取实验模拟仿真的方式,得到尖端处电晕触发电场阈值的关系,试验结果得出:1)金属尖端电晕触发电压阈值随高度的增加而降低,高度对金属尖端处电晕触发电场阈值基本无影响,尖端处电场阈值为相对固定值;2)电晕电流幅值以及频率与尖端处曲率半径以及表面积之间的影响关系。3)尖端处电晕触发电场阈值为6.9382 kV/cm到8.2824 kV/cm之间。

关键词：电晕放电电场阈值有限元电晕电流

外力作用下超疏水面上液滴聚结—跳跃行为研究

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外力作用下超疏水面上液滴聚结—跳跃行为研究

作者：陈涛涛南京理工大学

学位级别：硕士

在滴状凝结过程中,冷凝物的去除是一个非常关键的环节。近年来,随着超疏水面研究的兴起,研究人员发现了超疏水面上液滴跳跃-冷凝现象,许多学者开始基于这种现象研究高效去除超疏水面上的冷凝液滴的方法。由于超疏水面上液滴自发跳跃运... 详细信息

在滴状凝结过程中,冷凝物的去除是一个非常关键的环节。近年来,随着超疏水面研究的兴起,研究人员发现了超疏水面上液滴跳跃-冷凝现象,许多学者开始基于这种现象研究高效去除超疏水面上的冷凝液滴的方法。由于超疏水面上液滴自发跳跃运动存在许多限制因素,研究者们开始引入了外力的作用,包括重力和电场力的作用。本文实验研究了重力作用下超疏水面液滴聚结-跳跃的影响因素。同时基于水平集方法,通过流场和电场的耦合,建立了匀强电场作用下超疏水面上液滴聚结-跳跃行为模型,分析了电场作用下液滴聚结-跳跃行为的影响因素。重力作用下超疏水面液滴聚结-跳跃的实验研究表明,接触角对液滴聚结-跳跃行为有着重要的影响,不仅降低了液滴在重力作用下的运动阻力,提高了液滴聚结的频率,同时提高了液滴跳跃速度,有利于液滴离开超疏水面。电场作用下对超疏水面液滴聚结-跳跃的模拟结果表明:各种工况下液滴聚结-跳跃行为都存在一个电场阈值E,只有超过电场阈值,液滴对才会在电场作用下发生聚结-跳跃行为。随着电场强度继续增大,在一定范围内可以有效促进液滴聚结-跳跃。并且随着液滴直径的增大,液滴聚结所需的电场阈值减小,液滴更易聚结。随着液滴间距的增加,液滴聚结所需的电场阈值增大,阻碍了液滴聚结。对于等直径液滴对,电场促进液滴聚结-跳跃行为的最佳间距范围应小于液滴直径的40%,对于不等直径液滴对,电场促进液滴聚结-跳跃行为的最佳间距范围不超过大液滴直径的30%。不论等直径液滴对还是不等直径液滴对聚结-跳跃行为的电场阈值都随静态接触角的增大而降低,且随表面张力的增加而提高,但表面张力和静态接触角对不等直径液滴对聚结-跳跃行为的影响更弱。等直径液滴对聚结-跳跃的电场阈值随相对介电常数的增加而降低。同时研究了不等直径液滴对聚结后发生跳跃的临界不等直径比ω。对于不等直径液滴对,在接触角为180°、表面张力系数为0.0726N/m时,液滴聚结后发生跳跃的临界不等直径比为0.33,并且临界不等直径比ω随接触角和表面张力的降低而提高。在此基础上,本文总结了匀强电场作用下超疏水面上液滴聚结-跳跃行为规律,取得了初步研究成果,为电场去除超疏水面冷凝物的应用提供了理论依据。

关键词：重力超疏水面匀强电场电场阈值聚结-跳跃

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金属尖端电晕放电特性研究

金属尖端电晕放电特性研究

作者：罗华南京信息工程大学

学位级别：硕士

针对雷云电场环境下金属尖端电晕放电以及电晕粒子对闪击过程的影响相关问题,本文采取理论与实验室试验相结合的方式,利用雷云电场发生器,在实验室建立类雷云电场环境模型,分析了在背景电场环境下,金属尖端处电晕放电的电场强度阈值以... 详细信息

针对雷云电场环境下金属尖端电晕放电以及电晕粒子对闪击过程的影响相关问题,本文采取理论与实验室试验相结合的方式,利用雷云电场发生器,在实验室建立类雷云电场环境模型,分析了在背景电场环境下,金属尖端处电晕放电的电场强度阈值以及电晕放电特性;再在前面试验的基础上利用冲击电压发生器,建立实验室模型模拟金属尖端在雷云电场环境下的闪击,分析了金属尖端电晕放电形成的离子背景对雷电冲击电压波的影响。试验表明:(1)金属尖端电晕放电触发电场强度阈值与尖端处曲率半径基本无关,得出在实验室环境(气温20℃,气压101.2k Pa,空气相对湿度为30%)下,正电晕始发电场强度阈值约为-9.95k V/cm,负电晕始发电场强度阈值约为+8.80k V/cm,对比可知正电晕始发的条件更加苛刻。(2)正、负电晕放电幅值和放电重复率与尖端电场强度呈正相关,在电场强度强于一定值之后,其放电幅值和重复率开始保持平稳、然后下降最后消失;正电晕放电逐步经历无脉冲、脉冲数量少具有突发性、脉冲重复率高有周期性这三个典型发展过程;负电晕则经历无脉冲、脉冲重复率较低且幅值均匀、放电重复率高且幅值均匀这三个阶段。(3)在相同环境下,正电晕脉冲幅值高,放电重复率约为几百赫兹左右,负电晕脉冲幅值低,放电重复率约为几千赫兹。正电晕放电幅值变化、不稳定,脉冲间隔不均匀;负电晕放电幅值稳定,脉冲间隔均匀。背景静电场相同时,尖端曲率半径增大将会减弱畸变强度,但会增大畸变影响范围,因此导致正、负电晕放电电流幅值随着尖端曲率半径增大而增大,放电重复率随之增大而下降。(4)金属尖端正电晕放电对负极性雷电冲击电压的击穿有明显的阻碍作用,在尖端电晕放电最剧烈时刻,对r=0.05cm尖端击穿时间相比无背景电场时增加48.7%,对r=0.25cm尖端击穿时间增加164.5%;而在金属尖端负电晕的发生对负极性雷电冲击波的击穿有微弱促进作用,不过对击穿时间的缩短效应不明显。(5)接地金属尖端附近发生正电晕放电时,空间中形成正离子背景,正离子在空间中将于电子结合,降低了空间中的初始电子的浓度,从而阻碍了间隙放电;而在尖端附近发生负电晕放电时,空间中形成负离子背景,负离子解离出电子所需能量较小,可在一定程度上增加初始电子的浓度,从而促进间隙放电。

关键词：电晕放电电场畸变电场阈值电晕粒子

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输电线路检修现场三维安全距离预警系统

机电工程技术 2020年第6期49卷 7-9,39页

作者：王麒殷铭杨富磊张松刚何正浩国网河南省电力公司郑州供电公司郑州450000 华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

为防止施工机械过于接近高压输电线路而引发事故,设计了一种适用于输电线路带电检修的三维安全距离预警系统。系统采用三维电场传感器,以电场强度与安全距离作为综合判据,通过设计三维电场传感器,分析其测量原理,并通过实验验证传感器... 详细信息

为防止施工机械过于接近高压输电线路而引发事故,设计了一种适用于输电线路带电检修的三维安全距离预警系统。系统采用三维电场传感器,以电场强度与安全距离作为综合判据,通过设计三维电场传感器,分析其测量原理,并通过实验验证传感器测量精度。同时,利用仿真计算确定考虑施工机械吊臂影响的电场报警阈值,并进行预警系统整体设计,最后通过现场应用测试验证系统功能。结果表明,该系统能够实现及时、有效预警,对输电线路带电检修的安全保障具有重要意义。

关键词：预警系统三维电场传感器电场阈值检修安全

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基于传感器阵列的临近带电安全距离预警系统

云南电业 2023年第4期 11-14页

作者：邹运国网天津电力公司建设分公司天津300143

高压输电线路施工现场,在满足安全距离规定时可以临近带电作业.但由于输电线路施工现场作业的复杂性以及操作人员的不确定性,常常会导致机械设备侵犯输电线路的安全距离,严重时可能会造成停电事故.基于此,文中研究一种基于传感器阵列的... 详细信息

高压输电线路施工现场,在满足安全距离规定时可以临近带电作业.但由于输电线路施工现场作业的复杂性以及操作人员的不确定性,常常会导致机械设备侵犯输电线路的安全距离,严重时可能会造成停电事故.基于此,文中研究一种基于传感器阵列的临近带电安全距离预警系统.首先研究传感器阵列的测量原理,并进行试验验证,其次仿真分析不同电压等级下的施工机械吊臂安全距离报警电场阈值,最后进行预警系统的整体设计,并结合现场试验进行应用测试.结果表明,系统能够实现实时有效的预警,对输电线路临近带电安全保障具有重要意义.

关键词：输电线路带电作业安全距离电场阈值

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电力系统临近电安全距离预警系统研究

电气工程学报 2022年第1期17卷 186-191页

作者：张远建陈搏卿姜炫丞康坦张乾雷王士龙江苏兴力建设集团有限公司南京210000

因部分施工作业的环境复杂性及人员操作的不确定性,由施工机械跨越临近带电安全距离而导致的恶性事件仍在发生,对电力系统稳定可靠运行带来恶劣影响。因此,研究一种电力系统临近电安全距离预警系统。介绍基于临界电场阈值的安全距离预... 详细信息

因部分施工作业的环境复杂性及人员操作的不确定性,由施工机械跨越临近带电安全距离而导致的恶性事件仍在发生,对电力系统稳定可靠运行带来恶劣影响。因此,研究一种电力系统临近电安全距离预警系统。介绍基于临界电场阈值的安全距离预警系统基本工作原理;继而建立电力系统带电作业的三维有限元模型,并以35~500kV典型交流输电线路为例,仿真分析不同输电线路等级以及不同作业位置下的电场阈值变化特性,从而为临近电预警提供依据;最后利用所研制系统在现场进行了电场强度、安全距离大小的实测,对预警系统进行了验证。实测结果表明,本系统在临界电场下发生报警时,实际测得的最小安全距离要比标准中数值大0.7~1.6 m,安全裕度可达20%,优于同类技术。研究结果可为电力系统安全稳定运行提供技术支撑。

关键词：带电作业安全距离输电线路电场阈值入侵设备