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重合闸工况下变压器绕组轴向动稳定性仿真研究

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浙江电力 2024年第6期43卷 109-116页

作者：金凌峰刘灏郑一鸣杨智梁苏宁张凡国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049

当重合闸重合于永久性故障时,会给变压器带来二次冲击,增加变压器损坏的可能性。对此,首先建立了三绕组变压器“高-中-低”运行方式下的漏磁场计算模型;之后建立了绕组线圈轴向振动的非线性模型,并提出线饼及垫块上所受轴向压力的动态... 详细信息

当重合闸重合于永久性故障时,会给变压器带来二次冲击,增加变压器损坏的可能性。对此,首先建立了三绕组变压器“高-中-低”运行方式下的漏磁场计算模型;之后建立了绕组线圈轴向振动的非线性模型,并提出线饼及垫块上所受轴向压力的动态计算方法;最后利用所建立模型对一台110 kV变压器在重合闸工况下的轴向强度进行评估。结果表明,重合于最劣工况时,变压器漏磁场增加,振动更为剧烈,作用于线圈及垫块上的力更大,变压器出现轴向不稳定的可能性增大。研究结果可为变压器重合闸工况校核提供依据。

关键词：重合闸变压器绕组动稳定性

绝缘子伞裙缺陷诱发芯棒酥朽的起始与发展分析

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电网技术 2024年

作者：彭雅楠李文栋曾世胤刘玥琳卢明张力张冠军西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室国网河南省电力公司电力科学研究院襄阳国网合成绝缘子有限责任公司

复合绝缘子的酥朽老化难以跟踪和预测，且会导致绝缘子断串，严重危害电力系统的安全运行。主流观点认为酥朽老化起源于护套—芯棒内界面失效，然而，在一起500kV线路绝缘子异常温升故障中，发现内界面基本完好。该文开展了现场故障绝... 详细信息

复合绝缘子的酥朽老化难以跟踪和预测，且会导致绝缘子断串，严重危害电力系统的安全运行。主流观点认为酥朽老化起源于护套—芯棒内界面失效，然而，在一起500kV线路绝缘子异常温升故障中，发现内界面基本完好。该文开展了现场故障绝缘子样品的泄漏电流、局部放电、水扩散、工业CT扫描、SEM、FTIR等测试，定位该绝缘子老化起始点位于伞裙—护套界面处的硅橡胶硫化缺陷，老化从伞裙根部向内侵蚀，扩散并穿透护套，造成护套—芯棒界面初步失效。若该绝缘子继续挂网运行，可能最终导致酥朽，该故障被判定为酥朽老化的早期表现。进一步研究发现，该批次绝缘子存在填料团聚、混料硫化不均、RTV涂覆欠佳等缺陷，据此提出了制造改进建议。该文为绝缘子异常温升研究提供了详细案例分析，揭示了酥朽早期发展过程，有助于制造厂家和运行单位严控产品质量，预防恶性事故，保障电网安全运行。

关键词：复合绝缘子酥朽老化异常温升硅橡胶粉化工业CT无损检测

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光/热双重固化树脂的制备及性能研究

化工新型材料 2024年第8期52卷 122-126,130页

作者：叶钦臣赵秋丽李文栋杨庆浩张冠军西安科技大学材料科学与工程学院西安710054 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

以环氧丙烯酸酯和环氧树脂的混合体系作为基体树脂,加入光引发剂、活性稀释剂、高温热固化剂、促进剂,制备了体积收缩率小、固化速度快、力学性能优良的光/热双重固化树脂,研究了光固化树脂和热固化树脂质量比、热固化时间、热固化温度... 详细信息

以环氧丙烯酸酯和环氧树脂的混合体系作为基体树脂,加入光引发剂、活性稀释剂、高温热固化剂、促进剂,制备了体积收缩率小、固化速度快、力学性能优良的光/热双重固化树脂,研究了光固化树脂和热固化树脂质量比、热固化时间、热固化温度对光/热双重固化树脂性能的影响。结果表明,光固化树脂和热固化树脂质量比为5∶5、热固化温度为100℃、热固化时间为3h时,光/热双重固化树脂性能最佳,拉伸强度为18.82MPa,冲击强度为85.76J/m^(2),体积收缩率为2.48%。

关键词：光/热双重固化环氧树脂力学性能

高压套管表带触指SF_(6)气氛中高温腐蚀特性研究

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高压电器 2024年第10期60卷 171-182,190页

作者：田汇冬靳守锋谢韬赵子辰王青于彭宗仁国网经济技术研究院有限公司北京102209 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 国网北京市电力公司北京102209

表带触指作为高压套管中电连接结构的关键部件,其接触劣化受到电、热、化学的联合作用。目前影响表带触指劣化腐蚀的关键因素尚不清楚,亟待开展相关研究。文中基于表带触指劣化试验系统开展了表带触指高温腐蚀特性研究:基于热力学原理... 详细信息

表带触指作为高压套管中电连接结构的关键部件,其接触劣化受到电、热、化学的联合作用。目前影响表带触指劣化腐蚀的关键因素尚不清楚,亟待开展相关研究。文中基于表带触指劣化试验系统开展了表带触指高温腐蚀特性研究:基于热力学原理分析了不同金属材料对SF_(6)气体分解产物的反应倾向;同时,开展了高温下表带触指在SF_(6)气体中的腐蚀试验,获得了不同过热分解条件下表带触指的腐蚀特性。研究发现,表带触指发生腐蚀反应的类型主要取决于温度最高点的位置和SF_(6)气体过热分解程度,SF_(6)过热分解初期氟化物的特征峰更强。当触指温度高于周边温度且SF_(6)分解程度较低时,表带触指主要受到氟化腐蚀,当SF_(6)分解程度较高时,表带触指主要受到硫化腐蚀。相关研究可为高压套管触指结构的过热故障分析及可靠性运行提供实践依据。

关键词：高压套管表带触指腐蚀热力学 SF_(6)分解

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激光诱导击穿光谱仪器化研制综述

量子电子学报 2024年第3期41卷 399-420页

作者：蒲磊邱岩卢博文朱斌梅金娜蔡振吴坚李兴文李永东杭玉桦西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室陕西西安710049 苏州热工研究院有限公司江苏苏州215004 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049

作为一种新型物质探测技术,激光诱导击穿光谱(LIBS)技术因具有制样简单、非接触式测量、现场适应能力强、分析速度快以及能同时对多种元素进行识别和定量分析等突出优点,近年来在工厂运维、垃圾回收、岩矿分析、文化遗产保护、环境监测... 详细信息

作为一种新型物质探测技术,激光诱导击穿光谱(LIBS)技术因具有制样简单、非接触式测量、现场适应能力强、分析速度快以及能同时对多种元素进行识别和定量分析等突出优点,近年来在工厂运维、垃圾回收、岩矿分析、文化遗产保护、环境监测、生物医疗、食品检验、国土安全等诸多领域得到广泛应用。在从实验室逐步走向实际应用的过程中,各国研究人员开发了各式LIBS仪器,根据其大小和使用特点,大致可分为台式、远程式和便携式三类。本研究对激光诱导击穿光谱的原理、系统构成和发展脉络作了系统性的介绍,对现有的LIBS仪器进行了分类与综述,细致探讨了各类设备的优势及面临的挑战,并对未来的发展方向进行了展望。

关键词：激光技术激光诱导击穿光谱仪器研制定性定量分析

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一种单级式高频隔离光伏并网逆变器及其调制方法

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太阳能学报 2024年第7期45卷 474-485页

作者：朱文杰曹晓雅李学武李云飞周克亮周翔青岛理工大学信息与控制工程学院青岛266525 武汉理工大学自动化学院武汉430070 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049

针对光伏并网系统中可实现双向功率流的单级式高频隔离逆变器,提出一种调制方法,结合电压钳位技术,解决了传统高频隔离光伏并网逆变器变压器二次侧的电压尖峰和振荡问题。该逆变器为两级功率变换,对其工作过程及原理进行详细分析,建立... 详细信息

针对光伏并网系统中可实现双向功率流的单级式高频隔离逆变器,提出一种调制方法,结合电压钳位技术,解决了传统高频隔离光伏并网逆变器变压器二次侧的电压尖峰和振荡问题。该逆变器为两级功率变换,对其工作过程及原理进行详细分析,建立等效电路模型,并推导出该逆变器的数学模型。为弥补传统多谐振控制器的不足,研究一种针对单级式高频隔离光伏并网逆变器的相位补偿的多谐振控制器,在单级式结构中完成最大功率点跟踪(MPPT)和对并网电流的精确控制。最后对所提高频隔离光伏并网逆变器的调制方法及其控制策略进行实验验证。

关键词：光伏发电最大功率点跟踪逆变器单级式相位补偿多谐振控制

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可逆固体氧化物电池电-氢双向瞬态转换特性及电流超调机制

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高电压技术 2024年

作者：冀承泽宗正戈阳阳张潇桐吴锴周峻西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室先进输电技术国家重点实验室(国网智能电网研究院有限公司) 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院

可逆固体氧化物电池（Reversible Solid Oxide Cell，RSOC）兼具发电与电解产氢能力，发电-电解模式切换过程中出现的电流密度超调对RSOC的寿命与能源转换效率有不利影响，然而针对RSOC模式切换瞬态特性及电流超调相关的研究较少。因此... 详细信息

可逆固体氧化物电池（Reversible Solid Oxide Cell，RSOC）兼具发电与电解产氢能力，发电-电解模式切换过程中出现的电流密度超调对RSOC的寿命与能源转换效率有不利影响，然而针对RSOC模式切换瞬态特性及电流超调相关的研究较少。因此本文在建立的RSOC多物理场耦合模型的基础上深入分析了RSOC模式切换过程中的超调现象，研究发现提升燃料通道入口H2O的摩尔分数会降低燃料电池（Fuel cell，FC）模式切换到电解池（Electrolysis cell，EC）模式的电流密度超调量，而增加EC到FC过程的超调量；此外，研究发现改变不同模式切换方式，引起的电流超调量与电压变化量并不完全呈正相关。为未来RSOC设备在电氢耦合能源系统中的可靠运行提供了理论基础。

关键词：可逆固体氧化物电池(RSOC) 电流密度超调模式切换活化过电压电压变化量

基于真空电弧伏安特性的大电流真空多断口并联动态均流特性

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高电压技术 2024年

作者：韩翔宇杨飞陈洪斌李刚孙晋茹荣命哲西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安高压电器研究院

高压、大容量发电机断路器是发电厂的关键电力开关设备，其额定电流与故障电流均超出了单个真空灭弧室的容量极限，需并联多个真空灭弧室。针对真空多断口并联动态燃弧过程中的均流问题，搭建了真空燃弧实验平台，开展了40kA-80kA大电... 详细信息

高压、大容量发电机断路器是发电厂的关键电力开关设备，其额定电流与故障电流均超出了单个真空灭弧室的容量极限，需并联多个真空灭弧室。针对真空多断口并联动态燃弧过程中的均流问题，搭建了真空燃弧实验平台，开展了40kA-80kA大电流燃弧实验，并用高速摄影仪同步拍摄电弧形态。根据大电流真空电弧的伏安特性将燃弧过程划分为瞬态起弧阶段、电弧演变的非稳定阶段和电弧演变的稳定阶段，详细分析了电弧形态、电流等级对伏安特性的影响规律。提出了基于不同燃弧阶段下伏安特性的大电流真空电弧的电路模型，电弧电压的仿真误差最大仅为弧压极值的4.99%。之后，建立了大电流真空多断口并联均流的仿真拓扑，研究了起弧延时和支路阻抗对动态均流的影响规律，并阐明了最佳起弧延时的绝对值会随着静态均流系数的降低而提高。最后，开展了100kA真空多断口并联均流实验，成功实现了较好的均流效果，也验证了本文所提模型的预测能力。本文结论将为高压、大容量GCB开断性能的提升奠定基础。

关键词：发电机断路器真空多断口伏安特性静态均流特性动态均流特性

等离子体喷射触发型SF_(6)和SF_(6)/N_(2)间隙开关的触发性能劣化规律

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电网技术 2024年第7期48卷 3084-3090,I0120-I0121页

作者：李晓昂蒋攀李志兵张然王海晖赵科张乔根电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网江苏省电力公司电力科学研究院江苏省南京市210036

在江苏—白鹤滩±800 kV特高压混合直流输电工程中,采用等离子体喷射触发型气体间隙开关可以对可控避雷器进行旁路控制,具有响应速度快,绝缘恢复能力强,通流容量大等优势,应用前景广泛,但触发间隙气体氛围的优化选择尚有所缺失,间隙触... 详细信息

在江苏—白鹤滩±800 kV特高压混合直流输电工程中,采用等离子体喷射触发型气体间隙开关可以对可控避雷器进行旁路控制,具有响应速度快,绝缘恢复能力强,通流容量大等优势,应用前景广泛,但触发间隙气体氛围的优化选择尚有所缺失,间隙触发特性和寿命的提升仍有待进一步研究。搭建了等离子体喷射触发实验平台,研究了等离子体喷射触发气体间隙的触发性能劣化规律,分别在SF_(6)和SF_(6)/N_(2)混合气体中探究了间隙触发的临界电路参数,在确定的电路参数下进行触发寿命实验同时探究性能劣化规律。结果表明:相同绝缘强度下,当间隙电压为10 kV时,0.2 MPa SF_(6)氛围下间隙最低可触发电压为3.5 k V,而在0.266 MPa SF_(6)/N_(2)氛围下降低为2.6 kV;在最佳触发电路参数条件和相同绝缘强度下,实验初期,SF_(6)中间隙导通时延为~270μs,等离子体最大喷射高度为4.8 cm,最大喷射速度为1296 m/s,而在SF_(6)/N_(2)中间隙导通时延为~100μs,等离子体最大喷射高度为7.2 cm,最大喷射速度为1525 m/s,而随着放电次数的增加,间隙导通时延增加,等离子体最大喷射高度降低,最大喷射速度减小,直到间隙第一次触发失败达到间隙寿命,SF_(6)中间隙的触发寿命仅有695次,而SF_(6)/N_(2)混合气体中间隙的触发寿命达到了1540次。对可控避雷器用气体间隙触发开关的性能和寿命提升提供了理论指导,同时有助于其在工程领域推广应用。

关键词：气体氛围触发特性触发寿命性能劣化 SF_(6)和SF_(6)/N_(2)混合气体