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智能电器最新技术研究及应用发展前景

电工技术学报 2015年第9期30卷 1-11页

作者：王建华张国钢耿英三宋政湘电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049

智能电器具有智能感知、判断与执行功能,是构建智能电网的物质基础。介绍了智能电器的概念、内涵和主要技术特征,总结了高压开关设备智能化、新型电流传感技术和混合式电力开断等当前热点领域的研究进展,结合智能电网发展中新能源接入... 详细信息

智能电器具有智能感知、判断与执行功能,是构建智能电网的物质基础。介绍了智能电器的概念、内涵和主要技术特征,总结了高压开关设备智能化、新型电流传感技术和混合式电力开断等当前热点领域的研究进展,结合智能电网发展中新能源接入、分布式发电、交直流输配电方式多元化等发展趋势以及节能节材、环境友好等需求,分析了智能电器领域的发展前景和趋势,总结了新型传感器、模式识别与故障诊断、高压大容量混合开断、智能操作机构和电磁兼容可靠性等需要进一步研究的关键理论和技术内容,指出利用新材料、新器件、新原理,突破信息获取、处理、传递等核心技术环节,实现信息融合和知识利用,是智能电器发展的关键。

关键词：智能电器智能电网新能源发展前景综述

电力电缆铝芯线与铜连接管的电磁焊接条件研究

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电工技术学报 2023年第20期38卷 5620-5633页

作者：路志建常江白晓斌陆豪赫杨兰均电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710000 国网陕西省电力有限公司宝鸡供电公司宝鸡721000

目前,电磁焊接技术在电缆接头制作中的可行性和优越性已经得到国内外诸多学者的证实,然而关于电缆接头电磁焊接的焊接条件却鲜有研究。鉴于此,该文通过对70 mm^(2)铝绞线铜中间连接管电磁焊接进行了仿真模拟和实验研究。研究结果表明,... 详细信息

目前,电磁焊接技术在电缆接头制作中的可行性和优越性已经得到国内外诸多学者的证实,然而关于电缆接头电磁焊接的焊接条件却鲜有研究。鉴于此,该文通过对70 mm^(2)铝绞线铜中间连接管电磁焊接进行了仿真模拟和实验研究。研究结果表明,集磁器中轴线上磁场大致呈“钟型”分布,工作区位置磁场最大,远离工作区的位置,磁场迅速减小,集磁器工作区径向不同位置,磁场分布较为均匀。对外管的形变过程进行了仿真、测量及理论推导,理论推导所得外管加速阶段速度曲线与仿真以及实测速度波形相近,理论计算碰撞速度与实测值偏差在10%以内,并且外管的碰撞速度与充电电压近似呈线性关系。电缆接头电阻随着充电电压的提升而减小,当充电电压为12 kV时,接头电阻为25.2μΩ,仅为要求值的60.8%;电缆接头强度随着充电电压的提升而提高,当充电电压大于12 kV时,铝绞线本体发生断裂,说明电磁焊接接头强度大于母材的强度。当充电电压为12 kV时,焊接接头切面观察到连续的波状界面,波峰约20μm,波长约70μm,已经达到焊接效果,此时实测碰撞速度为128.9 m/s,理论推导计算出的碰撞速度为134.7 m/s,与下限碰撞速度之间的偏差分别为5.6%和10.3%,因此可以较好地预测两种材料达到焊接条件所需的能量值,为今后的电磁焊接装置设计提供有效的参考。

关键词：电磁焊接焊接条件接头电阻接头强度波状界面

500 kV电力电缆用国产交联聚乙烯绝缘材料性能分析

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中国电力 2023年第2期56卷 86-92页

作者：闫轰达李文鹏张翀睢锐李飞何霖钟力生国网智能电网研究院有限公司北京102209 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西西安710049

讨论了新型国产超净XLPE绝缘材料应用于500 kV交流电缆的适用性,首先分析了对应基料与进口基料在分子量以及分子链结构上的异同;然后对比研究了该国产绝缘材料与2种进口绝缘材料的电、热、力学性能,发现3种材料性能相当且均满足应用于50... 详细信息

讨论了新型国产超净XLPE绝缘材料应用于500 kV交流电缆的适用性,首先分析了对应基料与进口基料在分子量以及分子链结构上的异同;然后对比研究了该国产绝缘材料与2种进口绝缘材料的电、热、力学性能,发现3种材料性能相当且均满足应用于500 kV电缆绝缘的要求;最后结合基料的分子链结构特性,认为在基料中引入更多的端基双键以提升交联效率,可能是后续国产绝缘材料提升的方向之一。

关键词：交联聚乙烯交流电缆国产化交联端基双键

基于电致噪声频响函数的多谐波工况下换流变压器噪声等效评估方法

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电工技术学报 2023年第23期38卷 6525-6538页

作者：王世长祝令瑜吴书煜吴健刘志远耿明昕王绿张凡汲胜昌电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 西安710049 国网陕西省电力有限公司西安710048 国网宁夏电力有限公司超高压公司银川750011 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院西安710199

现行变压器噪声测试标准仅规定工频试验条件,使得换流变压器实际运行的噪声远超过测试水平。因此在规划换流站前,需要准确评估换流变压器的出厂噪声。该文以等效实际多谐波运行工况为目标,提出单频叠加和降容量两种换流变压器噪声等效... 详细信息

现行变压器噪声测试标准仅规定工频试验条件,使得换流变压器实际运行的噪声远超过测试水平。因此在规划换流站前,需要准确评估换流变压器的出厂噪声。该文以等效实际多谐波运行工况为目标,提出单频叠加和降容量两种换流变压器噪声等效评估方法。单频叠加试验是利用单一频率激励加载噪声试验结果,通过叠加定理来评估复合频率激励加载下换流变压器噪声水平;降容量试验是在多频谐波电源容量不能满足直接加载情况下的一种替代加载方案,降容量试验结果加上40 lgm(m为降容比例)得到全容量下的噪声水平,并通过分析比较实测和评估的噪声频率特性及声场分布验证所提方法的有效性和准确性。结果表明,单频叠加试验得到的噪声误差均在1.8 dB以内,降容量加载试验得到的噪声误差均在1.6 dB以内,相比以往工频加载方式大幅度提升了换流变压器噪声评估的准确性。所提等效评估测试方法为换流变压器制造厂家掌握产品运行噪声性能提供了有效方法,同时能够为换流站噪声设计与治理提供有力支撑。

关键词：换流变压器运行工况噪声等效评估方法噪声特性声场分布

工频和超低频交流电压下XLPE电缆局部放电特征对比分析研究

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电工电能新技术 2023年第11期42卷 57-66页

作者：郭卫潘泽华李华春周士贻孙致远门业堃任明国网北京电科院北京100075 国网北京市电力公司北京100031 电工材料电气绝缘全国重点实验室西安交通大学陕西西安710049

XLPE电缆局部放电实验技术能够及时发现设备绝缘缺陷,是目前电缆质量评价的重要手段。现有电缆局部放电实验多在超低频(0.1 Hz)电压和工频(50 Hz)电压下开展,为了深入挖掘两类电压下局部放电特征的关联性,本文在实验室内人工制作了四种... 详细信息

XLPE电缆局部放电实验技术能够及时发现设备绝缘缺陷,是目前电缆质量评价的重要手段。现有电缆局部放电实验多在超低频(0.1 Hz)电压和工频(50 Hz)电压下开展,为了深入挖掘两类电压下局部放电特征的关联性,本文在实验室内人工制作了四种典型XLPE电缆缺陷模型,包括断口不齐、绝缘划痕、夹层污染以及半导电层残留,开展了超低频、工频电压下XLPE电缆局部放电实验,依次从局部放电电压特征、放电活跃性、相基统计特征和放电统计时延四个维度对比分析了四种电缆缺陷的局部放电特性。结果表明,两类电压下局部放电特征有较高的一致性和等效性,且在不同放电类型下特征存在明显差异,可以较好地区分缺陷类型。此外,本文验证了超低频电压下局部放电测量的有效性和适用性,为XLPE电缆的绝缘状态评估提供了一定的技术依据。

关键词： XLPE电缆超低频电压工频电压局部放电

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机械应力对油浸绝缘纸板局部放电影响

电工技术学报 2021年第12期36卷 2659-2666页

作者：崔彦捷汲胜昌祝令瑜刘志华李熙宁电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049 中国电力科学研究院有限公司北京100192

变压器中油纸绝缘材料在运行时承担着热、电、机等应力并在其作用下不断老化,然而关于机械应力下油纸绝缘材料的老化尚未引起足够重视。为研究机械应力下油纸绝缘材料性能演变规律,该文对油浸绝缘纸板进行不同机械应力下的老化实验,并... 详细信息

变压器中油纸绝缘材料在运行时承担着热、电、机等应力并在其作用下不断老化,然而关于机械应力下油纸绝缘材料的老化尚未引起足够重视。为研究机械应力下油纸绝缘材料性能演变规律,该文对油浸绝缘纸板进行不同机械应力下的老化实验,并对老化后的绝缘纸板进行力学性能测试、局部放电实验以及表面形态观测。研究结果表明,力学性能对绝缘纸板性能的影响以20MPa为界分为两部分。当机械应力低于20MPa时,纸板的弹性模量及剩余形变均较小,随着机械应力的升高,纸板绝缘性能有所提升;当机械应力高于20MPa时,纸板的弹性模量及剩余形变显著增大,随着机械应力的升高,纸板绝缘性能快速下降,纸板电极下局部放电模式也发生了变化。共聚焦显微镜观测结果表明,当机械应力高于20MPa后,绝缘纸板中的纤维由弹性变形转为塑性变形,纤维出现分岔、空洞及断裂,导致纸板的绝缘性能降低。该文研究结果为变压器中油纸绝缘材料在机械应力作用下老化规律的研究提供了基础,并有效地提升了判别变压器内部绝缘状态的能力。

关键词：油浸绝缘纸板机械应力弹性模量局部放电表面形态观测

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光纤传感技术在电力设备监测领域的研究进展

绝缘材料 2021年第10期54卷 1-12页

作者：樊卓杨吴超王霞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

光纤传感技术具有抗电磁干扰、体积小、多路复用等优点,用其进行电力设备智能化在线监测已成为电网发展的新趋势。本文综述了几种光纤传感技术在电力设备监测领域的研究进展,包含光纤光栅传感技术、散射型分布式光纤传感技术、荧光光纤... 详细信息

光纤传感技术具有抗电磁干扰、体积小、多路复用等优点,用其进行电力设备智能化在线监测已成为电网发展的新趋势。本文综述了几种光纤传感技术在电力设备监测领域的研究进展,包含光纤光栅传感技术、散射型分布式光纤传感技术、荧光光纤传感技术和干涉型光纤传感技术。从温度监测、应变监测、局部放电监测、光纤电流传感器、污秽监测和氢气监测等几方面阐述了不同传感技术在不同电力设备中的应用情况及优缺点,并展望了光纤传感在线监测技术工程化、组网化应用的发展方向。

关键词：光纤传感电力设备在线监测

聚合物分散液晶薄膜的极化特性及其对电光性能的影响

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物理学报 2023年第17期72卷 320-327页

作者：陈昊鹏聂永杰李国倡魏艳慧胡昊鲁广昊李盛涛朱远惟西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 西安交通大学前沿科学技术研究院西安710054 云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217 青岛科技大学自动化与电子工程学院青岛266000

液晶含量和外加电场类型是影响聚合物分散液晶薄膜电光性能的重要因素,而对薄膜微观形貌的分析并不能直接反映电光性能的变化机理.因此本文以液晶材料E7和光聚物NOA65共混制备的聚合物分散液晶薄膜作为研究对象,通过对其极化特性的研究... 详细信息

液晶含量和外加电场类型是影响聚合物分散液晶薄膜电光性能的重要因素,而对薄膜微观形貌的分析并不能直接反映电光性能的变化机理.因此本文以液晶材料E7和光聚物NOA65共混制备的聚合物分散液晶薄膜作为研究对象,通过对其极化特性的研究,揭示了在不同液晶含量和不同类型电场下极化过程对薄膜电光性能的调控规律和微观机制.结果表明,在10^(-1)—10^(6)Hz频率范围内,薄膜在低频、中频和高频存在3个松弛极化过程,分别为热离子极化、界面极化和转向极化.通过Arrhenius公式拟合计算了各极化过程的活化能,发现随着液晶含量的增大,转向极化的活化能从0.88 eV下降至0.83 eV,导致液晶分子转向的阈值场强和饱和场强降低.相比于交流电场,直流电场下热离子极化形成内建电场,导致阈值场强和饱和场强大幅增大,而极化弛豫时间的延长会导致响应时间的延长.此项研究对进一步分析和提升聚合物分散液晶薄膜的电光性能具有指导意义.

关键词：介电松弛电光性能极化弛豫时间

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“微网规划与设计”国际标准研究

标准科学 2017年第12期 172-177页

作者：别朝红林雁翎电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西省智能电网重点实验室西安交通大学

近年来微网技术在各国得到了广泛的关注。随着微网的发展,微网的建设也需要相应标准的支持。美国电气电子工程师学会(IEEE)以及国际电工委员会(IEC)等国际标准组织近年来针对微网进行了大量新工作,并成立了一系列工作组指导微网标准的... 详细信息

近年来微网技术在各国得到了广泛的关注。随着微网的发展,微网的建设也需要相应标准的支持。美国电气电子工程师学会(IEEE)以及国际电工委员会(IEC)等国际标准组织近年来针对微网进行了大量新工作,并成立了一系列工作组指导微网标准的书写。本文介绍了微网国际标准的现状与发展,着重于IEC近几年内开展的微网标准方面的工作,旨在为我国标准工作者提供参考。

关键词： IEC 微网智能电网标准化