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基于有限元方法500kV交流输电线路表面电场强度的研究

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湖南电力 2011年第5期31卷 20-23页

作者：吕建红彭继文周建飞阳金纯李铁楠湖南省电力公司科学研究院湖南长沙410007

本文基于有限元方法详细讨论了500 kV交流输电线路导线表面电场的分布规律,并定量分析了线路参数及导线表面特性对导线表面最大电场强度的影响。结果表明,线路采用多分裂、大截面、倒三角布置方式,可以降低导线表面电场强度;不光滑导线... 详细信息

本文基于有限元方法详细讨论了500 kV交流输电线路导线表面电场的分布规律,并定量分析了线路参数及导线表面特性对导线表面最大电场强度的影响。结果表明,线路采用多分裂、大截面、倒三角布置方式,可以降低导线表面电场强度;不光滑导线将导致导线表面电场增大。

关键词：有限元法电晕分裂导线表面电场强度

±800kV直流输电线路分裂导线表面电场强度计算

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南方电网技术 2009年第6期3卷 44-46页

作者：甘运良卢铁兵南方电网超高压输电公司广州510623 华北电力大学河北保定071003

比较了马克特-门格尔法、模拟电荷法和逐步镜像法等3种计算导线表面场强方法的计算误差,应用模拟电荷法计算了±800kV直流输电线路分裂导线表面电场强度。结果显示,特高压直流输电线路分裂导线表面电场强度受分裂数、导线截面、分裂间... 详细信息

比较了马克特-门格尔法、模拟电荷法和逐步镜像法等3种计算导线表面场强方法的计算误差,应用模拟电荷法计算了±800kV直流输电线路分裂导线表面电场强度。结果显示,特高压直流输电线路分裂导线表面电场强度受分裂数、导线截面、分裂间距、极间距的影响较明显,受导线高度的影响较小。

关键词：特高压直流输电分裂导线表面电场强度模拟电荷法

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淋雨后高压直流导线电晕产生的可听噪声特性

电工技术学报 2020年第S02期35卷 371-376页

作者：刘元庆杨晓洪姜脉哲史丽鹏李振杰中国电力科学研究院有限公司北京100192 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

可听噪声是高压直流线路设计中必须考虑的一个重要因素,但目前导线在淋雨后的可听噪声特性缺乏深入研究。该文依托户外电晕笼试验平台,针对淋雨后高压直流分裂导线在电晕放电情况下对其产生的可听噪声随时间的变化特性进行研究。试验结... 详细信息

可听噪声是高压直流线路设计中必须考虑的一个重要因素,但目前导线在淋雨后的可听噪声特性缺乏深入研究。该文依托户外电晕笼试验平台,针对淋雨后高压直流分裂导线在电晕放电情况下对其产生的可听噪声随时间的变化特性进行研究。试验结果表明,导线淋雨后,随着时间的推移,导线产生的可听噪声逐渐增大;导线的电晕放电越强烈,由电晕产生的可听噪声稳定下来所需的时间越短;在高电场强度下的电晕放电稳定后再将电压降低至较弱电晕放电时,电晕放电产生的可听噪声依然很稳定。该文的研究结果对超/特高压直流输电线路的可听噪声测量和环保评价有重要意义。

关键词：高压直流导线可听噪声淋雨湿导线表面电场强度

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特高压SF_6气体绝缘套管内屏蔽结构研究

高电压技术 2015年第11期41卷 3737-3745页

作者：李乃一彭宗仁刘鹏西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

为了研究特高压SF6气体绝缘套管内屏蔽结构的电场分布特性并制定合理的结构设计方案,通过对特高压SF6气体绝缘套管进行有限元电场分析,研究了边缘效应和结构参数对内屏蔽电极表面电场的影响。在此基础上,针对仅通过控制电极表面电场进... 详细信息

为了研究特高压SF6气体绝缘套管内屏蔽结构的电场分布特性并制定合理的结构设计方案,通过对特高压SF6气体绝缘套管进行有限元电场分析,研究了边缘效应和结构参数对内屏蔽电极表面电场的影响。在此基础上,针对仅通过控制电极表面电场进行内屏蔽结构设计的局限性,研究了SF6局放起始电场强度对内屏蔽结构设计的影响。结果表明:内屏蔽电极边缘外形对电极边缘电场强度影响较大,而对电极中部电场强度影响较小,因此进行内屏蔽结构设计需要考虑边缘效应对电极表面电场的影响,将边缘外形设计和电极尺寸设计分开进行;此外,边缘外形对边缘SF6局放起始电场强度影响较大,在进行边缘外形设计时需要综合考虑表面电场强度和局放起始电场强度的影响。

关键词：特高压 SF6气体绝缘套管内屏蔽结构表面电场强度局放起始电场强度结构设计

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表面污秽对交流导线电晕损失特性的影响规律

高电压技术 2013年第6期39卷 1476-1480页

作者：律方成朱雷刘云鹏周国杨李玥翰华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003

为研究长期运行交流输电导线表面附着的污秽物对导线电晕特性的影响,采用尺寸为1.8m×1.8m×4m的电晕笼,对钢管表面分别涂有不同质量颗粒度的高岭土、碳颗粒、沙颗粒的电晕损失进行了测量。试验结果表明:污秽物的相对介电常数、颗粒度... 详细信息

为研究长期运行交流输电导线表面附着的污秽物对导线电晕特性的影响,采用尺寸为1.8m×1.8m×4m的电晕笼,对钢管表面分别涂有不同质量颗粒度的高岭土、碳颗粒、沙颗粒的电晕损失进行了测量。试验结果表明:污秽物的相对介电常数、颗粒度、沉积量是影响交流导线电晕损失的重要影响因素;污秽导线的电晕损失随着相对介电常数的增加而显著增加,随着同种污秽颗粒的颗粒度变大而随之增大,但增大趋势没有相对介电常数的影响明显;随着污秽物沉积量的增加而增加。采用Ansys软件对模拟导线表面电场进行了仿真,结果表明:污秽颗粒顶部最大电场强度随相对介电常数的增加而增加,随球形污秽颗粒度的增加而减小,随着锥形污秽颗粒度的增加而增加。

关键词：污秽颗粒相对介电常数颗粒度沉积量电晕损失表面电场强度交流输电线路

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特高压直流换流阀电磁场与电磁兼容研究进展

中国电机工程学报 2012年第22期32卷 1-6+25页

作者：习贺勋汤广福曹均正刘杰魏晓光中国电力科学研究院

特高压直流换流阀的电磁场和电磁兼容性是其研制过程中的关键问题,国内外学者对此进行了系统研究。中国电力科学研究院成功研制出中国首个具有完全自主知识产权的800 kV/4 750 A特高压直流(ultra high voltage directcurrent,UHVDC)换... 详细信息

特高压直流换流阀的电磁场和电磁兼容性是其研制过程中的关键问题,国内外学者对此进行了系统研究。中国电力科学研究院成功研制出中国首个具有完全自主知识产权的800 kV/4 750 A特高压直流(ultra high voltage directcurrent,UHVDC)换流阀。针对电磁场和电磁兼容问题,利用三维电场边界元法实现换流阀寄生参数的提取,通过理论计算、数值仿真及试验测试等多种手段,对瞬态电磁干扰等问题提出了解决方案,为换流阀的研制和工程应用提供了必要的技术支撑。总结了上述领域的研究成果,对未来特高压直流换流阀电磁兼容领域的研究课题与解决方案提出了一些建议和设想。

关键词：特高压直流换流阀寄生电容表面电场强度无线电干扰

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红壤黄壤及紫色土表面电荷性质的研究

西南师范大学学报（自然科学版） 2013年第3期38卷 62-66页

作者：余正洪刘新敏李航西南大学资源环境学院重庆400716

运用带电颗粒表面性质联合分析法,测定了不同pH值条件下(pH7和4.5)下红壤、黄壤和石灰性紫色土的表面电荷性质.结果表明:在相同pH值条件下,石灰性紫色土比可变电荷土壤有较高的表面电位、表面电场强度、表面电荷数量和比表面积,且3种土... 详细信息

运用带电颗粒表面性质联合分析法,测定了不同pH值条件下(pH7和4.5)下红壤、黄壤和石灰性紫色土的表面电荷性质.结果表明:在相同pH值条件下,石灰性紫色土比可变电荷土壤有较高的表面电位、表面电场强度、表面电荷数量和比表面积,且3种土壤的表面电场强度都可达108 V/m的数量级;随着pH值的降低,3种土壤的表面电荷数量和表面电荷密度显著减小;pH值为4.5时,红壤和黄壤的表面电位和表面电荷数量接近.

关键词：表面电位表面电场强度比表面积

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直流输电线路地线电晕特性研究

直流输电线路地线电晕特性研究

作者：李泽珣华北电力大学

学位级别：硕士

随着国民经济的飞速发展,各行业对电力资源的需求不断提高,这促进了我国直流输电工程项目的设计和建造。在直流输电工程项目不断开展的同时,随之带来的电晕放电对环境的影响问题,成为制约直流输电项目在我国发展的因素之一。此外如何在... 详细信息

随着国民经济的飞速发展,各行业对电力资源的需求不断提高,这促进了我国直流输电工程项目的设计和建造。在直流输电工程项目不断开展的同时,随之带来的电晕放电对环境的影响问题,成为制约直流输电项目在我国发展的因素之一。此外如何在满足安全可靠运行的前提下,降低直流输电项目的工程造价,也成为研究的重点之一。在直流输电线路的设计中,对架空地线表面电场强度的控制一般参考设计交流输电线路时的做法。但是直流输电线路电晕放电的条件与交流输电线路有明显的区别,采用交流输电线路架空地线的表面电场强度控制值,来约束直流输电线路架空地线型式的选择,存在一定的不合理性。对直流输电线路架空地线的电晕特性展开研究,并给出架空地线表面电场强度的推荐控制值,是本文工作的重点。本文通过在直流输电线路模拟试验线段分别进行有、无架空地线情况下有关电磁环境参数(地面合成电场强度、地面离子流密度、可听噪声和无线电干扰)的测量,然后将试验测量结果进行综合的分析对比,发现在试验条件下有、无架空地线对直流输电线路周围的电磁环境参数水平影响很小。然后在试验基础上,结合各个试验电压等级下极导线和架空地线的表面电场强度,给出了架空地线表面电场强度的推荐控制值,并且将该推荐控制值与工程实际相结合,对±800kV直流输电线路的架空地线提出优化方案。本文的研究可以为直流输电工程项目的设计和建造提供有关参考。

关键词： HVDC 架空地线电晕特性表面电场强度控制值

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土壤电场作用下水分运动的特殊离子效应

土壤电场作用下水分运动的特殊离子效应

作者：余正洪西南大学

学位级别：硕士

土壤水分在土体中的迁移影响和控制着土壤养分、重金属离子、农药等污染物质的迁移转化,进而影响水土流失、农业面源污染等生态环境问题的发生,所以近年来引起了农业、环境等各领域的广泛兴趣。虽然人们建立了大量的水力学模型,然而迄... 详细信息

土壤水分在土体中的迁移影响和控制着土壤养分、重金属离子、农药等污染物质的迁移转化,进而影响水土流失、农业面源污染等生态环境问题的发生,所以近年来引起了农业、环境等各领域的广泛兴趣。虽然人们建立了大量的水力学模型,然而迄今为止,几乎没有一个模型能够精确预测这一薄薄的土壤表层中水分的运动状况。这表明土壤水分运动问题是非常复杂的。当前的土壤水分运动研究至少还存在着以下两方面的问题：首先,土壤团聚体稳定性是影响水分运动的重要因素,而土壤水分运动方程所建立的一个基本假设则是土壤团聚体为刚性团聚体或是土壤固相骨架并不发生改变。所以,过于简化的模型可能难以反映土壤团聚体的团聚或分散过程对水分运动所带来的复杂影响。其次,人们普遍地未将宏观的土壤水分迁移过程与其微观或介观过程相联系。目前的研究表明,土壤电场是影响介观尺度效应的重要控制因素。其中的一个重要方面是,土壤电场可能影响和控制着土壤团聚体的稳定性,并且使土壤团聚体的破坏表现出特殊离子效应。所以,介观尺度的土壤电场可能会影响宏观的土壤水分运动,并使水分运动呈现出介观尺度常有的特殊离子效应。然而,目前人们对土壤电场及其特殊离子效应在土壤水分运动中的作用还不清楚。所以,本研究试图揭示和明确土壤电场对水分运动的影响,同时揭示土壤水分迁移过程中存在强烈的特殊离子效应。首先,本研究采用物质表面参数联合测定法测定了三种供试土壤——红壤、黄壤和紫色土的表面电荷性质;其次,采用有机玻璃土柱垂直入渗实验,研究了不同浓度(10-5、10-3、10-2、10-1和1mol/L)的NaNO3溶液在过1mm筛的Na饱和恒电荷紫色土土柱中的水分入渗速率,以分析和研究土壤电场对水分运动的影响;最后,同样采用垂直土柱入渗实验,分别研究了上述五个浓度的LiNO3和KO3溶液在Li饱和紫色土土柱和K饱和紫色土土柱中的水分入渗速率,并同时比较了Li、Na和K体系的水分入渗速率的差异,以分析和研究土壤电场在水分运动的特殊离子效应中的影响。研究结果表明： (1)采用物质表面参数联合测定法,测定了红壤、黄壤和紫色土等土壤的表面电位、表面电场强度等表面电荷性质。红壤、黄壤和紫色土的表面电位分别约为-100mV、-120mV和-126mV;表面电场强度分别约为-2.13×108V/m、-4.44×108V/m和-3.41×108V/m。 (2)采用垂直土柱入渗实验发现,在150分钟内,随着NaNO3溶液的浓度由10-Smol/L增大至lmol/L,水分入渗速率增大了约5倍,入渗深度也由约2cm增大至约11cm。土壤水分入渗速率随土壤电场强度的增强而减小。在不同的电场强度或表面电位的条件下,NaNO3溶液的水分入渗速率(Ⅰ)具有如下的顺序：I(-97mV)>I(-150mV)>I(-206mV)>I(-264mV)≈I(-382mV)。这揭示土壤电场是控制水分运动的决定因素。土壤电场可能通过如下两个途径来影响水分运动：(i)电场越强,水的基质势越低,土壤水的不饱和运动速度越慢;(ii)电场引发土壤团聚体破坏,从而改变了土壤孔隙状况并减少了土壤大孔隙的数量,进而导致土壤饱和水运动速度降低。 (3)采用垂直土柱入渗实验,研究和比较了Li/Na/K体系的土壤水分入渗速率。发现,K、Na和Li体系的水分入渗速率之间的差异随着土壤电场强度的增强而变大。在高电场强度条件下(电解质浓度为10-5mol/L), K体系的水分入渗速率为Na体系的3倍;在低电场强度条件下(电解质浓度为0.1mol/L), K、Na体系的水分入渗速率分别约为Li体系的20倍和13倍。相同土壤电场强度条件下,不同体系的水分入渗速率存在如下的顺序：K>Na>>Li。这揭示了土壤水分运动存在强烈的特殊离子效应,而介观尺度的“土壤电场与离子量子涨落效应”是土壤水分运动产生的特殊离子效应的根本原因。

关键词：表面电位表面电场强度入渗速率介观尺度 Hofmeister效应