高压电器 /oa 中压多端口电力电子变压器技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909001 随着智能电网、能源互联网等电网技术的快速发展,多端口电力电子变压器成为交直 流混合微电网的核心设备。相关理论和技术的研究得到了越来越广泛的关注。但是,从总体而 言,多端口电力电子变压器的技术并不成熟,还有很多需要深入研究的地方。文中主要总结了 电力电子变压器不同的拓扑和控制算法,提出在不同的应用场合下如何选取合适的拓扑和控制 算法。通过分析多端口电力电子变压器发展历史,对多端口电力电子变压器的电路拓扑、成本 、效率、可用率以及控制算法等进行了分析和对比。总结在不同应用场合下如何选取合适的系 统拓扑和控制算法。最后对多端口电力电子变压器的发展趋势进行了总结和展望。 2019年09月10 00:00 2019年09期 1 9 1839426 庞 博<sup>1</sup>, 侯 丹<sup>1</sup>, 李天瑞<sup>2</sup> 基于电压前馈的输入串联输出并联型直流变压器反下垂 控制策略 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909002 以双有源全桥(dual active bridge,DAB)DC-DC变换器为基本功率单元的输入串联 输出并联(input-series-output-parallel,ISOP)型直流变压器(DC solid state transformer,DCSST)十分适用于直流电网互联或大规模新能源汇集等高压大容量应用场合。 文中针对现有的反下垂控制方法无法兼顾均压/均流特性与输出电压调整率的缺点,提出了一 种电压前馈的反下垂控制方法。通过引入输入电压均值前馈实现了直流变压器输入电压与输出 电压的解耦,使得直流变压器在实现均压/均流运行的同时,具有较好的稳压性能。最后,于 PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了以DAB变换器为基本功率单元的三单元ISOP型直流变压器仿真模型 ,对所提出的算法进行了对比实验验证。实验结果表明:该方法可以实现直流变压器各模块的 传输功率平衡,同时具有较好的稳压性能。 2019年09月10 00:00 2019年09期 10 17 2040903 张 华, 周 波, 丁理杰, 李 鑫 基于多目标性能优化的模块化多电平高频直流变压器 移相控制策略 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909003 高频直流变压器(high-frequency DC transformer,HDCT)是直流电网的关键设备。 为了满足中高压直流电网母线互联、电压变换、功率双向传输和电气隔离的需求,两端皆为模 块化多电平变换器(modular multilevel converter, MMC)结构的模块化多电平高频直流变 压器(modular multilevel DC transformer,M2DCT)尤受关注。目前,移相控制是提高 M2DCT性能的有效方法之一,而现有的移相控制方法主要优化M2DCT的单一特性。因此,为了同 时降低电流应力,最小化功率损耗,改善软开关特性,实现M2DCT性能的多目标综合优化,提 出了一种基于多目标性能优化的双相移(dual-phase-shift,DPS)控制策略。建立M2DCT电流 应力,功率损耗和软开关特性的数学模型,提出多目标性能优化DPS的控制策略。通过M2DCT样 机实验结果,验证了所提策略的有效性和优越性。 2019年09月10 00:00 2019年09期 18 25,33 2763255 张焕青<sup>1</sup>, 张慕婕<sup>2</sup>, 王 裕<sup>3</sup>, 唐 阳<sup>4</sup> 一种可用于直流变压器的多谐振变换器等效建模及分析方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909004 针对直流变压器对效率和功率密度越来越高的发展需求,大功率谐振变换类拓扑被广 泛关注,然而其分析方法特别是针对多谐振变换拓扑的分析方法目前有待进一步研究。文中提 出了一种针对于双变压器谐振拓扑的等效建模及分析方法。基于该等效分析方法对CLTC变换器 进行简化和增益特性分析,在此基础上,改进并优化获得了一种新型谐振式DC-DC变换器拓扑 。该转换器保证高效率和软开关特性的同时进一步优化了变换器增益特性,具有在较窄的频率 范围内实现更宽范围电压调节的能力。最后,建立了一台2.5 kW的样机对理论分析进行了验证 ,样机最高效率为97%。 2019年09月10 00:00 2019年09期 26 33 2033705 赵宝国<sup>1</sup>, 李国栋<sup>2</sup>, 陈 博<sup>3</sup>, 冀睿琳<sup>4</sup>, 米肇丰<sup>5</sup> 一种隔离型变结构多谐振直流变换器 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909005 随着直流配用电技术的发展,直流变压器技术开始备受关注,其效率和功率密度是目 前主要的技术难题,为此需要从电力电子功率变换拓扑角度出发研究多工况、宽电压范围适用 的高频、高效软开关拓扑。文中提出了一种可变结构多模式运行的隔离型多谐振直流变换器。 该变换器采用辅助开关控制谐振腔,从而在不同应用场景下表现出自适应谐振特性。当系统输 入电压较低时,采用双变压器多谐振拓扑结构,以获得较高的电压增益;而在额定状态下则采 用五元件多谐振拓扑结构运行,实现高效率。得益于变结构多模式运行拓扑结构,该变换器具 有较宽的电压增益范围,并能够始终保持较高的效率。这些特点使该变换器非常适合应用于直 流配用电系统。文中在电路特性分析的基础上,制作样机并完成了实验验证。输入电压范围为 80~600 V,输出电压为400 V,变换器峰值效率达到97.5%。 2019年09月10 00:00 2019年09期 34 41 1966469 赵宝国<sup>1</sup>, 李国栋<sup>2</sup>, 侯宇琦<sup>3</sup>, 韩富强<sup>3</sup>, 李占纯<sup>1</sup> 低压直流系统用LLC谐振直流变换器参数优化设计方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909006 针对低压直流系统用直流变换器,文中提出一种利用相量图进行LLC谐振变换器参数设 计的方法。在介绍LLC谐振变换器的基本工作原理之后,采用基波分析法,得到变换器的基波 等效电路;然后,通过相量图表现变换器中各变量的关系,以此说明变换器增益范围对励磁电 感和谐振电容取值的限制要求;最后,结合谐振电容选型和变换器效率特性等因素,利用最低 开关频率与谐振电容峰值电压和谐振电流的关系,方便地确定最低开关频率和其它电路参数的 设计值。 2019年09月10 00:00 2019年09期 42 49 1815494 唐 泉<sup>1</sup>, 童亦斌<sup>1</sup>, 丁 庆<sup>2</sup>, 牛靖凯<sup>1</sup> 负载不平衡电力电子变压器直流电压平衡控制策略 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909007 电力电子变压器网侧级联H桥整流器需采用中大功率高压直流电容器来维持直流电压稳 定,因此如何稳定直流侧电容电压以及降低电容容值尤为重要。文中首先建立级联H桥整流器 平均数学模型,依据瞬时功率平衡推导出直流侧电容谐波数学模型并进一步分析对电路产生影 响。提出一种基于陷波器滤波算法用于动态检测并抑制直流电容电压倍频干扰,在不增加直流 电容器情况下实现降低直流电容和抑制直流电压振荡,同时采用载波移相调制算法引入脉冲补 偿机制实现电压平衡控制。最后通过MATLAB/Simulink仿真平台验证,结果表明,所提控制策 略有效地抑制谐波稳定直流电容电压输出平衡。 2019年09月10 00:00 2019年09期 50 56 2436548 宋平岗, 杨声弟, 郑雅芝, 周鹏辉, 江志强 非线性变压器理论在高压直流故障电流限制器中的应用研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909008 高压直流故障电流限制器(fault current limiter,FCL)是先进超导托卡马克装置 系统中用于抑制短路电流,保护中性束注入系统的一种类变压器装置。文中从变压器铁心叠片 的涡流损耗特性出发,采用分段线性插值的方法对FCL非线性磁滞回线模型进行优化,推导出 非线性激磁电阻与电感的并联模型。通过仿真及实验的对比分析,结果表明优化磁滞回线模型 仿真波形与试验结果吻合度高,短路电流抑制效果良好。 2019年09月10 00:00 2019年09期 57 63 1985685 谢 飞<sup>1,2</sup>, 屈 鲁<sup>3</sup>, 金 环<sup>4</sup> 混合式高压直流断路器研究现状综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909009 随着柔性直流输电技术在近三十年的巨大进步,高压直流断路器研究成为国际研究热 点。文中针对高压直流输电技术的发展趋势,论述了高压直流电网对高压直流断路器的强劲需 求;介绍了目前应用较为普遍的混合式直流断路器发展历程、拓扑结构及开断原理;在此基础 上,从元器件数量、设备可靠性方面对比分析了目前基于IGBT级联型双向开断的混合式直流断 路器、基于H型全桥拓扑结构的混合式直流断路器、二极管带IGBT全桥拓扑结构的混合式直流 断路器3种典型技术方案的优劣;总结了现今高压直流断路器研究的技术难题和未来发展方向 。 2019年09月10 00:00 2019年09期 64 70 1806376 沙彦超<sup>1,2,3</sup>, 蔡 巍<sup>1,2,3</sup>, 胡应宏<sup>1,2,3</sup>, 龙凯华<sup>1,2,3</sup>, 徐党国<sup>1,2,3</sup> , 李大卫<sup>1,2,3</sup> 电弧压裂技术研究现状与发展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909010 介绍了中国油气开采工程中使用的各种压裂技术优缺点,根据工程需要提出了电弧压 裂技术,分析了电弧压裂技术的工作原理以及国内外研究现状,并对目前电弧压裂工程应用进 行了分析,总结了电弧压裂技术对油气储层的适用性。根据目前电弧压裂装置深井下高温高压 的作业难点,并提出了井下压裂工具改进的实施方案和大面积储层改造的思路,为电弧压裂技 术的发展提供工程应用参考。 2019年09月10 00:00 2019年09期 71 77 1559189 鄢宇杰<sup>1</sup>, 付荣耀<sup>2,3</sup>, 李 楠<sup>1</sup>, 孙鹞鸿<sup>2,3</sup>, 严 萍<sup>2,3</sup> 基于专利分析的电网雷电防护技术发展研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909011 基于全球电网雷电防护技术专利数据,揭示全球电网雷电防护技术的发展现状和趋势。利用专利情报分析方法,分析专利申请态势、技术生命周期、专利技术分布、专利区域布局和技术最新动向。研究结果表明,电网雷电防护技术已发展成熟,专利申请呈稳中有降趋势;专利技术主要集中于对过电压响应的紧急保护电路装置、避雷导线的安装、架空线路或电缆的安装/维护/修理/拆除的方法或设备、提供外部电弧放电路径的装置、过电压保护电阻器/避雷器等领域;专利布局区域主要为中国、日本、俄罗斯、韩国和美国,各区域内专利保护的技术各有侧重;提高雷电监测的广度和精度、完善避雷器的结构和性能、多因素的防雷评估方法是电网雷电防护技术未来的重点发展方向。 2019年09月10 00:00 2019年09期 78 85 1432447 邓阿妹<sup>1,2,3</sup>, 魏 凤<sup>1,2,3</sup>, 牟乾辉<sup>4</sup>, 谷山强<sup>5,6</sup>, 赵 淳<sup>5,6</sup>, 曾 瑜<sup>5,6</sup>,陈 路<sup>5,6</sup>, 陈 诚<sup>5,6</sup>, 陈秀敏<sup>5,6</sup> 专利视角下的全球智能输电运维关键技术创新发展研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909012 文中通过对全球智能输电运维技术专利数据进行挖掘,分析全球智能输电运维关键技术的创新发展情况。采用专利情报分析方法和DDA专利分析工具,基于专利数据分析了专利申请态势、技术生命周期、技术分布、优势国家及机构和技术最新发展动向。结果表明,全球智能输电运维领域的技术创新非常活跃,专利申请量呈明显增长态势,该领域当前仍处于快速发展阶段;专利技术主要集中于探测电缆/传输线或电网中的故障、对电网提供远距离控制的电路装置、电力部门的数据处理系统或方法、用于安装/维护/修理或拆卸架空线路或电缆的方法或设备、从电线或电缆上除冰或雪的装置等领域;机械手、资源/工作流/人员或项目管理、测试介电强度或击穿电压等技术领域是近年来技术创新的热点;中国专利数量远多于日本、美国、韩国、俄罗斯等发达国家,且技术类别多,覆盖领域广,竞争优势非常明显;越来越多地利用信息技术、通信技术、人工智能、物联网等先进技术来提高运维的效率和效果将是该领域未来的发展趋势。 2019年09月10 00:00 2019年09期 86 96 1493528 赵 淳<sup>1,2</sup>, 谷山强<sup>1,2</sup>, 周 洪<sup>3,4,5</sup>, 魏 凤<sup>3,4,5</sup>, 邓阿妹<sup>3,4,5</sup>, 赵 倩<sup>1,2</sup> 载流导体邻近与趋肤效应及电流频率对三相共箱式GIS 温升的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909013 为了准确计算GIS的温升,探究了载流导体邻近与趋肤效应及电流频率对三相共箱式 GIS温升的影响。将弹簧触指和梅花触指均简化为圆环体来模拟电接触。采用三维多物理场耦 合的方法,计算并对比了考虑与不考虑载流导体邻近与趋肤效应时的GIS的欧姆损耗和温度分 布,比较了不同频率对GIS温升的影响。搭建温升试验平台验证了仿真结果的正确性。结果表 明,三相共箱式GIS载流导体的邻近与趋肤效应所产生的的附加损耗较大,其影响不可忽略; 相比于不考虑邻近与趋肤效应的计算结果,考虑载流导体邻近与趋肤效应下的温升结果与实验 结果吻合较好;在60 Hz条件下GIS的温升相对于50 Hz普遍有所升高但差别不大。 2019年09月10 00:00 2019年09期 97 102 2001451 宋浩永, 王 炜, 黄青丹, 莫文雄, 王 勇 亚纳秒脉冲用于智能GIS局放IED性能试验的可行性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909014 气体绝缘金属封闭开关(GIS)以其占地面积小、可靠性高而在电力系统中得到了广泛 的应用,但GIS长期运行过程中不可避免的会产生各种各样的内部绝缘缺陷,并伴随产生局部 放电现象,甚至会引起系统故障,因此为保障系统可靠运行,对GIS进行局部放电在线监测具 有重要意义。局部放电检测具有电学、声学、化学和光学等多种检测方法,其中电学测量手段 主要有脉冲电流法和特高频检测法(ultra-high frequency,UHF)。UHF法测量局部放电辐射 出来的电磁波的电场强度,而脉冲电流法测量局部放电引起的视在电荷。UHF法相较于脉冲电 流法可提取信号中的特高频成分,具有灵敏度高,可带电监测,智能GIS局放IED(智能电子设 备)采用UHF +IED的局放监测方法。文中研究了采用上升沿时间为253.75 ps、半高宽约为 1.15 ns、最大峰值电压为532 V(0 dB)的亚纳秒脉冲进行智能GIS进行局放IED性能试验的可 行性,结果表明:UHF传感器输出信号稳定;局放IED测量结果与亚纳秒脉冲峰值成正相关关系 而非线性关系;当亚纳秒脉冲为30~50 dB时,IED测量结果分散性较大;因此亚纳秒脉冲信号 可用于进行智能GIS局放IED性能试验。 2019年09月10 00:00 2019年09期 103 110 2425550 苏春强, 李 强, 王春杰, 黄东飞, 孙 浩, 张春民, 贾 涛 直流断路器对张北柔直电网中单极接地过电压的影响分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909015 张北柔性直流电网工程将首次实现混合式直流断路器的工程示范应用,并采用故障率 更高的架空线作为输电线路,因此故障过电压对整个系统的威胁更加严峻。文中以柔直电网中 直流侧发生单极接地故障为例,研究了含有直流断路器下的单极接地故障暂态特性,并在 PSCAD/EMTDC平台上搭建了柔直电网过电压仿真模型,仿真分析了直流断路器中避雷器限电压 系数γ、转移支路子模块闭锁时间和避雷器投入方式对关键节点和设备上过电压水平的影响。 结果表明:柔性直流换流站的直流母线、换流变阀侧、限流电抗器端间和金属回线过电压随着 γ的增大而增大,避雷器吸收能量随γ取值增大而减小;随着转移支路子模块闭锁时间的增加 ,单极接地过电压有所减小;避雷器依次投入(带有适当的延迟)比避雷器同时投入在限流电 抗器端间产生的过电压大幅减小,而对其他设备的过电压影响不大。研究结果可为柔性直流换 流站绝缘设计和直流断路器工程化应用提供参考。 2019年09月10 00:00 2019年09期 111 118 2471650 赵创业, 卢铁兵, 陈 宁, 吴嘉玲 X射线影像尺寸标定技术在GIS故障分析中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909016 断路器作为变电站重要的电力设备,其运行状态直接影响着整个变电站的安全稳定运 行。文中针对某500 kV变电站GIS设备断路器的故障原因分析,首先采用X射线数字成像技术对 断路器进行故障检测,并利用X射线影像尺寸标定技术准确得到了断路器操作机构的行程尺寸 。然后,通过准确的尺寸关系分析确定了断路器安装底板固定螺栓松动,导致底板发生微量向 上倾斜或水平位移使断路器分合闸不到位的故障缺陷。检测结果表明X射线影像尺寸标定技术 可以作为一种新的分析方法应用到现场GIS故障分析中,特别是可以为断路器等操作机构提供 准确的尺寸数据。 2019年09月10 00:00 2019年09期 119 125 1887848 耿磊昭<sup>1</sup>, 刘荣海<sup>2</sup>, 唐发庆<sup>1</sup>, 万书亭<sup>1</sup>, 杨迎春<sup>2</sup> 室温硫化硅橡胶防污闪涂料老化分析及评估方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909017 RTV防污闪涂料是电力系统中广泛采用的防污措施,能够有效提高电力系统外绝缘耐污 性能。但作为一种高分子材料,RTV涂料的耐候性并不理想,在长期运行中可能出现起皮、脱 落、粉化等现象进而影响耐污性能。文中以同一厂家、不同运行环境下的RTV防污闪涂料样品 作为研究对象,分析了涂料的性能指标及微观结构变化情况。分析发现,RTV防污闪涂料在运 行后会出现有机基团含量下降、二氧化硅成分增加等现象,且高温高湿环境中样品的老化更为 严重。研究表明,老化后的RTV防污闪涂料热稳定性下降,有机组分减少,利用X射线衍射分析 能够识别RTV防污闪涂料中的二氧化硅成分变化,可以用于防污闪涂料的状态评估。 2019年09月10 00:00 2019年09期 126 133 2305459 贾伯岩<sup>1</sup>, 刘 杰<sup>1</sup>, 陈 灿<sup>2</sup>, 王希林<sup>2</sup>, 徐 驰<sup>2</sup>, 贾志东<sup>2</sup> 复合直流套管LSR伞裙粉化层与内层的微观对比研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909018 文中以中国南方地区出现粉化现象的高压直流套管液体硅橡胶(LSR)伞裙为对象,借 助扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射图谱(XRD)、X射线光 电子能谱(XPS)等微观分析手段,对老化严重的伞裙粉化层和几乎未老化的内层液体硅橡胶 进行了对比研究。经过研究发现,粉化层的微观形貌出现不规则片状分层,表面粗糙不平,附 着力大大降低。粉化层中聚二甲基硅氧烷(PDMS)侧链有机基团被氧化,交联形成更多Si-O- Si键;粉化层中有TiO2和白炭黑填料发生析出。对应液体硅橡胶的微观老化特性,可提取出多 种参数用于定性或半定量反映其老化程度:FTIR光谱中Si-O-Si和Si-C对应吸收峰的峰高之比 ;XRD衍射图谱中无定形SiO2和PDMS对应衍射峰的积分强度之比;通过XPS分析Si元素细部能谱 的分峰拟合得到的硅氧烷链节中Si/O/C平均原子比例等。对液体硅橡胶伞裙样品表层和内层, 计算以上参数进行对比,有助于更准确地分析其老化状态。 2019年09月10 00:00 2019年09期 134 142 2195278 晏年平<sup>1,2</sup>, 徐 驰<sup>3</sup>, 陈 灿<sup>3</sup>, 贾志东<sup>3</sup> 人工磨蚀对车顶绝缘子沿面放电影响研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909019 沙尘环境对高速列车的安全运行有很大影响,为研究车顶绝缘子受风沙磨蚀后沿面放 电的变化,对车顶绝缘子片进行人工磨蚀试验,观察其表面粗糙度、憎水性及闪络电压的变化 。试验结果表明:不同磨蚀时间的试样表面憎水性变化趋势相似,砂纸目数对憎水性变化起主 导作用;随砂纸目数增大,磨蚀后绝缘片纵向干闪电压先下降后上升,横向干闪电压呈倒Z字 形变化,横向湿闪电压变化规律与纵向湿闪电压均呈U型变化。分析可知:磨蚀引起的爬电距 离增大与电场畸变共同作用,影响闪络电压的变化情况。文中通过研究车顶绝缘子憎水性及沿 面放电情况受人工磨蚀的影响,揭示了风沙磨蚀对车顶绝缘子沿面放电影响的机理。 2019年09月10 00:00 2019年09期 143 149 2322053 李光耀, 尹现彬, 吴广宁 三维共面介质阻挡放电装置及放电特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909020 针对传统介质阻挡放电(DBD)和共面(CDBD)处理三维或不规则材料的不足,文中设 计一种由小型微秒脉冲电源驱动的三维CDBD处理装置,在箱体内部由多个单面CDBD反应器组合 形成空间环绕式等离子体。通过光学和电学诊断手段测量了装置的放电功率、发光图像以及发 射光谱等,研究了电源工作参数对放电均匀性、产生活性粒子强度以及能量效率的影响。结果 表明,随着电源电压的升高,放电区域变大,放电均匀性增强,当电压达到11-kV时能够激励 整个放电区域,形成较均匀的等离子体。相同电压下,活性粒子强度随频率升高而提高,在5 -kHz工作频率下产生的活性粒子强度最强,能量效率随工作频率升高有所下降,工作频率为1 -kHz时能量效率最高为40.1%。通过对木块进行表面亲水改性,来验证装置的三维材料处理效 果。结果表明,处理后木块各个表面的亲水性均得到增强,处理1 min后,达到稳态时的表面 水接触角由30°下降至10°,并且由初始值下降至30°以下的液滴静置时间减少了70%以上。 2019年09月10 00:00 2019年09期 150 156 2272267 李雪林<sup>1</sup>, 刘 峰<sup>2</sup>, 方 志<sup>2</sup> 基于绝缘纸电导率定量评估绝缘纸含水量的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909021 定量评估油纸绝缘系统中绝缘纸的含水量,能有效为变压器干燥提供决策依据,延长 变压器的使用寿命。极化/去极化电流法能无损检测油纸绝缘系统的电导率,文中基于极化/去 极化电流(PDC)测量方法,采用极化/去极化电量差计算出绝缘纸电导率,研究了不同含水量 浸油绝缘纸电导率的变化规律;并对比了电导电流法与极化/去极化电量差法计算系统电导率 时的误差;最后应用电量差法求出了绝缘纸的电导率,采用最小二乘法对绝缘纸电导率与水分 含量进行拟合,获得了绝缘纸电导率与绝缘纸含水量之间的定量关系。研究结果表明:电量差 法比电导电流法的计算精度更高,绝缘纸的电导率与水分含量呈指数函数关系,因而绝缘纸电 导率可定量评估绝缘纸中的含水量。 2019年09月10 00:00 2019年09期 157 162 1638292 张 涛<sup>1</sup>, 周远化<sup>1,2</sup>, 周远科<sup>3</sup>, 李红艳<sup>4</sup> 复合绝缘子高温硅橡胶老化现象分析及评估方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909022 复合绝缘子伞裙护套材料由高温硫化硅橡胶制造而成,硅橡胶在长期运行中的老化状 态对于复合绝缘子的整体性能有着重要的影响。为了研究复合绝缘子伞裙护套材料在长期运行 中的老化情况,文中对北方某地退出运行的复合绝缘子进行取样,选取典型复合绝缘子伞裙护 套样品的表层和内部进行对比分析。通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱分析、X射线 衍射分析、热失重分析等分析手段研究了高温硫化硅橡胶老化前后的有机官能团、元素比例和 价态、微观形貌、微观结构等方面的变化,并采用统计学方法建立了高温硫化硅橡胶“有机成 分”与其运行年限的定量关系。为复合绝缘子的寿命预测提供了一种可行的表征手段。 2019年09月10 00:00 2019年09期 163 170 2336903 夏彦卫<sup>1</sup>, 贾伯岩<sup>1</sup>, 刘 杰<sup>1</sup>, 陈 灿<sup>2</sup>, 王希林<sup>2</sup>, 徐 驰<sup>2</sup>, 贾志东<sup>2</sup> 聚合物水泥混凝土输电管道的力学仿真 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909023 文中基于有限元仿真软件Ansys,对聚合物水泥混凝土输电管道在实际运行中的力学问 题进行了仿真研究,仿真所需参数以生产厂家的实际产品为准。首先计算了输电管道在正常工 作时的温度分布与热应力分布,然后进一步研究了输电管道结构和绝缘材料特性对温度和热应 力的影响。结果表明:增大导体横截面积可以有效降低温度和热应力;在保证绝缘材料电阻率 足够高的前提下,增大材料的热导率也有显著效果;此外,减小材料的弹性模量也可以有效降 低热应力,其他参数的影响则较为复杂。最后分别计算了三相输电管道在稳态和短路时的电动 力。短路电动力大约为稳态时的200~400倍,严重威胁输电管道的安全稳定运行。文中对输电 管道的结构设计和绝缘材料选用具有重要指导意义。 2019年09月10 00:00 2019年09期 171 178 1765231 吴 雄<sup>1</sup>, 李鹏虎<sup>2</sup>, 胡 虔<sup>1</sup>, 陈轩恕<sup>1</sup>, 张 旭<sup>2</sup>, 李建英<sup>2</sup> ±800 kV 输电线路小转角塔带电作业进出等电位方式分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909024 为确保±800 kV直流输电线路带电作业的安全可靠,文中结合工程实际,搭建直流输 电线路小转角塔等比例模型,并使用ANSOFT软件对吊篮法和软梯法两种不同作业方式下人体体 表场强的大小进行了计算,分析并得出带电作业人员进出等电位过程中宜推荐的方式和路径, 进而确定了带电作业人员应采取的安全防护措施。结果表明:采用吊篮法进出等电位过程中, 作业人员体表平均场强相比软梯法更小,综合作业方式的劳累程度和可操作性,推荐作业人员 采用吊篮法的方式进出等电位;作业人员进出等电位的过程中应穿戴屏蔽效率为60 dB、配有 金属丝面罩的直流特高压专用屏蔽服。以上结论能为±800 kV直流输电线路小转角塔带电作业 的顺利开展及安全防护措施的制定提供理论依据。 2019年09月10 00:00 2019年09期 179 186 2141073 周晨梦<sup>1</sup>, 罗日成<sup>1</sup>, 吴 东<sup>2</sup>, 杨雅倩<sup>1</sup>, 李智琦<sup>1</sup>, 潘俊文<sup>3</sup>,  袁丽苹<sup>1</sup>, 邹 明<sup>4</sup> 基于FDTD和EMTP的特高压大跨越线路雷击暂态 过程对比分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909025 大跨越线路的杆塔高、档距长,反击闪络风险高,准确分析其雷击暂态过程,对于保 证特高压线路的安全运行具有重要意义。文中针对淮南—上海特高压工程南通—苏州段的大跨 越输电线路,分别建立了该线路雷击暂态过程的FDTD和EMTP模型,得到了大跨越线路的杆塔横 担与塔顶电压、导线电压和绝缘子串过电压,并开展了对比分析,结果表明:采用Hara提出的 杆塔多波阻抗模型,EMTP计算得到的横担和塔顶电压远大于FDTD计算结果;若不考虑感应分量 ,EMTP计算得到的导线电压大于FDTD计算结果;上述结果导致EMTP计算得到的绝缘子串过电压 远高于FDTD计算结果。 2019年09月10 00:00 2019年09期 187 193 1959622 谢文炳<sup>1</sup>, 赵贤根<sup>2</sup>, 肖 佩<sup>2</sup>, 傅智为<sup>1</sup>, 吴文斌<sup>1</sup>, 何俊佳<sup>2</sup> 基于风险系数的输电线路覆冰舞动预警方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909026 近年来输电线路舞动事故频发,严重威胁着电网的安全运行。为了达到提前预警、及 早防范的目的,降低输电线路舞动对电网安全运行的影响,提出了基于风险系数的输电线路覆 冰舞动预警方法。文中通过关联历史舞动样本和气象数据,分析了影响舞动的气象条件,在此 基础上提出涵盖风速、舞动持续时间等参量的风险系数以表征输电线路舞动风险,根据实际生 产需求划分出不同的输电线路舞动风险等级并建立覆冰舞动预警模型。采用河南电网历史气象 资料进行了验证,证明了模型的有效性。 2019年09月10 00:00 2019年09期 194 199 1420587 王津宇<sup>1</sup>, 李 哲<sup>1</sup>, 刘善峰<sup>1</sup>, 卢 明<sup>1</sup>, 苑司坤<sup>2</sup> 配电变压器中植物绝缘油直接替换矿物绝缘油温度场仿真 计算及现场温升试验分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909027 为研究10 kV配电变压器中,在不改变原矿物绝缘油变压器结构设计和制造工艺条件下 ,直接用植物绝缘油替换矿物绝缘油后,对变压器温升特性影响。特制造两台结构设计和加工 工艺完全相同的S11-M-315 kVA/10 kV配电变压器,分别填充克拉玛依25号矿物绝缘油和FR3植 物绝缘油,通过Ansys CFX仿真软件对两台配电变压器进行油流和温度的模拟仿真,得到两台 变压器在模拟温升实验中的差异,并通过对两台变压器实际现场温升试验,分析比对植物绝缘 油直接替换矿物绝缘油后对变压器温升性能的实际影响,并通过植物绝缘油的理化性能对实验 数据进行分析。研究表明,对于10 kV配电变压器,在不改变原矿物绝缘油变压器设计结构与 制造工艺条件下,用FR3植物绝缘油直接替换25号矿物绝缘油,植物绝缘油变压器整体温升均 比矿物绝缘油变压器高约3~6 K,但仍满足GB 1094.2—2013《电力变压器第2部分:液浸式变 压器的温升》标准对温升限值要求;在同等温升条件下,植物绝缘油在变压器中的油流速度明 显比矿物绝缘油慢,在本事例中仅为矿物绝油流速的1/2,这是导致其温升偏高的原因。在变 压器油流速度和温度热点分布方面,植物绝缘油变压器与矿物绝缘油具有相同趋势,两台变压 器温度最高点均集中在中间绕组的上部,且位于外侧的高压绕组比位于内侧的低压绕组温度高 ;两台变压器油流速度最大值均出现在上部绕组之间。现场温升试验和模拟仿真均相互验证了 以上结论。最后,根据研究结论,分别提出降低植物绝缘油配电变压器温升和提高温升限值的 方法。 2019年09月10 00:00 2019年09期 200 207 2198029 何 清, 阮 羚, 罗 维, 王瑞珍, 熊 虎 聚酰亚胺薄膜的等离子体改性及其机理探究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909028 为了研究大气压空气介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)对聚酰亚 胺(polyimide,PI)薄膜的表面改性,文中首先利用搭建的介质阻挡放电平台测试了不同材 料、不同气隙距离下的DBD电气特性及其放电图像,并获得了较为均匀的DBD放电模式。之后利 用得到的等离子体对PI薄膜进行不同时间的处理,并测试了其接触角、表面能以及傅里叶红外 光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR),揭示了等离子的作用机理。研 究结果表明:相对于玻璃和环氧树脂,陶瓷作为阻挡介质时其放电更为均匀;随着陶瓷间气隙 距离的增大,放电持续时间和放电均匀度均减小,但放电功率密度增大,较小的气隙距离更适 合于聚合物的表面改性;随着等离子体处理时间的增加,PI薄膜表面的接触角减小,而表面能 增加。研究发现,等离子体处理在PI薄膜表面引入的-OH、-NH2等极性亲水基团以及刻蚀造成 的粗糙度增加是其亲水性和表面能增加的主要原因。 2019年09月10 00:00 2019年09期 208 214 1982856 张兴涛, 吴广宁, 吴旭辉, 雷毅鑫 大规模双馈风电场次同步振荡的成因分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909029 为了探究大规模双馈风电场在无串补情况下发生次同步振荡现象的原因,文中在 MATLAB/SIMLINK软件搭建了双馈风机无串补线路并网模型,结合时域仿真法研究了风机出力、 RSC控制器参数、无功外环控制器参数和传输线路长度与次同步振荡的关系。结果表明:风速 越大,并网台数越多,即风机出力越大,则更易发生次同步振荡。单独改变RSC内环电流控制 器的Ki参数,不会产生系统振荡,然而调节Kp参数太大,系统更易发生次同步振荡。外环无功 控制器比例系数Kp过大,控制器参数过于灵敏,会造成无功功率的超调,系统更易发生次同步 振荡。传输线路的大小只影响电压波动的范围,不会造成系统发生次同步振荡。 2019年09月10 00:00 2019年09期 215 221 1909161 邓王博<sup>1,2</sup>, 王海云<sup>1</sup>, 常喜强<sup>3</sup>, 郭小龙<sup>3</sup> 应用理化分析探索40.5 kV开关柜绝缘隔板放电原因 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909030 小型化后的40.5 kV开关柜受尺寸限制,普遍采用加装SMC绝缘隔板的复合绝缘方式, 但开关柜母排对绝缘隔板放电的故障仍然较为普遍,因此对放电原因的研究很有必要。文中首 先对一台KYN61-40.5型开关柜进行工频耐压试验,验证运行中开关柜内母排对绝缘隔板放电的 可能性。其次通过绝缘隔板的加速热老化、湿热老化试验,采用SEM测试、交流击穿场强、耐 漏电起痕指数和憎水性检测等绝缘材料测试评估方法,研究绝缘隔板理化特性变化规律,进而 得出放电的原因。研究结果表明:开关柜绝缘隔板故障并非绝缘隔板击穿强度降低引起,而是 在湿热环境下,开关柜内SMC绝缘隔板表面的保护膜分解,降低接触角,使绝缘隔板由憎水性 转变为亲水性,从而当外施电压达到70 kV左右即发生放电;由于环氧树脂材料在老化后依旧 保持良好的憎水性,因此开关柜内绝缘隔板宜采用环氧树脂材质,不宜采用不饱和聚酯玻璃纤 维(SMC)。为了保证绝缘隔板的理化特性,开关柜内运行温度不超过80 ℃,湿度控制在75% 以下。 2019年09月10 00:00 2019年09期 222 229 2701683 刘 衍, 尹桂来, 龙国华, 周求宽, 邹 阳 转动惯量对断路器弹簧机构系统性能的优化分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909031 断路器是电网系统的重要开关设备,500 kV及以下电压等级的断路器通常采用弹簧操 动机构作为其驱动装置。提高弹簧操动机构的输出效率,降低弹簧操作功,能够改善弹簧操动 机构零部件的受力状况,对提高断路器开关的可靠性具有重要意义。文中对断路器弹簧操动机 构的运动零部件转动惯量进行分析,通过仿真优化和试验验证的方法,得到运动零部件转动惯 量对高压断路器弹簧操动机构性能的影响,为后续断路器弹簧操动机构的设计与优化指明方向 ,具有一定的指导意义。 2019年09月10 00:00 2019年09期 230 235 1775031 宋广民, 韩国辉, 刘 宇, 郭良超, 惠勇锋, 李美荣 12 kV环保充气柜用三工位隔离开关操作机构的研发 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909032 内充干燥空气的环保充气柜,绿色环保,是近几年的发展趋势之一。三工位隔离开关 是该环保充气柜中的主要核心元件之一。为确保开关柜断电与接通的可靠运行,三工位隔离开 关的可靠到位至关重要。文中针对环保充气柜,从机构传动和联锁装置两方面出发,通过增加 双操作轴及相关联锁的方法,设计了一种12 kV环保充气柜用三工位隔离开关操作机构,实现 隔离开关的隔离、导通和接地三个工位的灵活切换。该装置操作可靠、安全性高,并已广泛应 用于XGNA-12型环保充气柜。 2019年09月10 00:00 2019年09期 236 240 2086768 邵淑敏<sup>1</sup>, 张英杰<sup>1</sup>, 贾华景<sup>2</sup>, 范冠鹏<sup>1</sup>, 李金辉<sup>1</sup>, 陈 起<sup>1</sup>, 杨 昭<sup>3</sup> 一种基于线圈电流的高压断路器机械故障诊断方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909033 断路器动作过程中的分/合闸电磁铁线圈电流包含了丰富的断路器状态信息,且线圈电 流具有采集方式简单、易于分析且重复性较好的特点;在对线圈电流划分为4个阶段基础上, 文中提出一种更加全面的利用线圈电流信息的特征提取方法;试验模拟了5种断路器故障,利 用支持向量机建立断路器故障诊断模型,并利用上述方法进行了诊断,结果表明,该方法可以 更加准确有效地诊断断路器机械故障。 2019年09月10 00:00 2019年09期 241 246 1704949 韩 宇<sup>1</sup>, 董 波<sup>2</sup> 一起800 kV断路器液压机构频繁打压故障及分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909034 针对西北电网某变电站高压断路器液压操作机构频繁打压故障,通过解体分析,逐步 排查各部件,发现是由于一级阀密封圈损坏,导致控制阀渗漏油;油压开关存在内渗漏,油箱 防震容器损坏,从而导致油泵频繁启动。通过分析部件动作过程及生产工艺,发现控制阀阀座 -6小孔与倒角不同轴造成两侧受力不均,密封圈局部发生变形;储能活塞与活塞缸的接触面过 于粗糙,摩擦产生的杂质混入液压油;活塞、导向杆以及弹簧座的配合尺寸研磨不当;在装配 过程中防震容器的阀口或钢珠损坏;这4点都是导致液压油渗漏的原因。此外,文中罗列了常 见的断路器液压机构频繁打压的原因以及产生机理。最后,从设备巡检、生产工艺、结构优化 三个方面对液压油渗漏引起的液压操作机构频繁打压问题提出了建议和改进措施。 2019年09月10 00:00 2019年09期 247 253 2046514 马佳豪<sup>1</sup>, 孙海涛<sup>2</sup>, 胡 俊<sup>2</sup>, 贾 卓<sup>2</sup>, 宋 波<sup>3</sup>, 高浩博<sup>1</sup> 基于热电偶原理的三相变压器绕组材料检测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=201909035 变压器的质量直接影响电网供电的安全性和可靠性,而绕组材料检测在变压器质量管 控过程中变得越来越重要。文中针对油浸式三相变压器提出了一种绕组材料检测方法。该方法 基于热电偶原理,通过检测仅存在于非铜绕组变压器中的寄生热电偶实现绕组材料判别。为使 变压器相间产生温差,提出了一种非对称电热方法,寄生热电偶则通过检测相应的热电势来识 别。为探究检测方法的可行性同时制定合适的加热时间,采用数值仿真计算了变压器的温度分 布以及热电势的理论值。通过铝绕组变压器和铜绕组变压器的试验验证了检测方法的有效性。 该方法简单、有效、无需特殊的检测仪器,同时适用于其他带绕组的设备。 2019年09月10 00:00 2019年09期 254 260 2353113 张丹丹<sup>1</sup>, 周志强<sup>2</sup>, 沈 煜<sup>2</sup>, 杨 帆<sup>2</sup>