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2025年第61卷第6期
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封面故事
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综述
超/特高压GIS绝缘可靠性提升研究综述
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
陈刚, 郭冲, 李平, 冯英, 葛栋, 张鹏飞, 黄河, 许渊
2025, 61(6): 1-15. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.001
摘要:超/特高压GIS绝缘故障率升高,严重威胁电力系统的安全稳定运行,其绝缘可靠性提升已经成为普遍关注和亟待解决的重大问题。文中从GIS放电原因与防控措施、真型试验及设计改进、缺陷识别与监测预警等方面入手,综述了超/特高压GIS绝缘可靠性提升的关键措施与研究进展:产品设计方面,超/特高压GIS设计与工艺匹配度不足,未充分考虑工艺实施、运输及运行等因素,造成盆式绝缘子表面积聚异物、合闸片破损等问题;零部件制造工艺与检验方面,GIS关键组部件质量管控不严与卡脖子问题并存,常规的工频耐压、局部放电、冲击耐压等静态耐压试验可以在一定程度上检出绝缘缺陷,但对潜伏性缺陷存在检测盲区,绝缘考核的针对性和灵敏度有待提升;带电检测方面,现行的GIS局部放电在线监测策略对绝缘沿面缺陷的检出率较低,偶发性局部放电的检测往往被忽略,导致故障预警的及时性与准确性不高,采用“偶发性局部放电+X射线+高灵敏组分”相结合的检测技术可以有效提升故障预警的成功率。进一步需要推进全寿命周期异物产生与放电机理研究,深化GIS绝缘设计与微粒抑制技术,提升绝缘试验对缺陷检出的有效性,同时加快GIS关键组部件质量提升及国产化,提高GIS故障预警能力,并在此基础上构建GIS全寿命周期健康评估能力,切实提升超/特高压GIS绝缘可靠性。
关键词:超/特高压GIS;绝缘可靠性;异物防控;试验有效性;带电检测
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更新时间:2025-06-12
研究与分析
基于声纹特征分析的GIS设备隔离开关分合闸状态监测
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
陈富国, 蒋壮强, 李中旗, 陈亮, 赵丽丽, 蔡杰
2025, 61(6): 16-23. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.002
摘要:针对GIS设备隔离开关分合闸状态监测中,现有监测方法效果有限,容易受环境干扰的问题,提出了一种基于声纹特征分析的隔离开关分合闸状态监测方法。首先,对于转角型和直线型两种隔离开关,采集实际的分合闸以及实际环境噪声音频,对相关音频进行加噪处理,构建与实际环境更贴近的隔离开关分合闸数据集;然后,对隔离开关分合闸音频提取MFCC特征作为声纹特征;最后,通过提取好的声纹特征训练神经网络模型,构建隔离开关分合闸状态监测算法。实验结果表明,相比于传统声纹监测方法,所提出的隔离开关分合闸状态监测方法识别效果提升显著,并且在不同背景噪声下均可准确识别。最终系统验证性实验结果表明,文中提出的方法对于两种隔离开关分合闸状态平均识别率可达96.5%。
关键词:隔离开关;分合闸状态;声纹特征;神经网络
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更新时间:2025-06-12
基于超高速断路器的无感柔性电源切换技术研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
余银钢, 潘天红, 芮骏, 李岭
2025, 61(6): 24-31. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.003
摘要:双电源同期切换方案通常会使用电压电流瞬时DFT算法来计算角度、频率和幅值。该算法需要超过半个工频周期的数据窗口,这使得控制软件的判断和执行时间变长。因此,双电源切换过程通常需要20~60 ms,这会导致电压暂降问题。为了解决这一问题,文中提出了一种新型的无感并联柔性切换方法,该方法基于超高速断路器,能够在电网失压或内部短路故障发生时迅速切换到备用电源。文中在明确了超高速断路器的毫秒级响应时间与系统稳定性之间的关系后,深入探讨了并联柔性切换技术,并设计了一种通过电抗器并联超高速开关来实现过渡平衡双电源参数模块的方法,从而降低了算法需求,并可在电源故障时实现健全区域电压的无扰动切换。通过高压试验台的验证,证明了本方法的有效性。这项研究为提高电力系统的可靠性和稳定性提供了一种新的技术解决方案。
关键词:超高速断路器;并联柔性切换技术;电压暂降;无感切换;健全区域;高压试验
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更新时间:2025-06-12
基于姿态角与速度曲线的高压隔离开关故障诊断
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张晋波, 李可萌, 叶哲, 孙正可, 袁欢, 杨爱军, 李黎明, 王小华, 荣命哲
2025, 61(6): 32-42. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.004
摘要:高压隔离开关作为电力系统重要的电气设备,其机械故障会对电网的安全运行造成不利影响。而对隔离开关智能化故障诊断的研究目前还处于初步阶段,为此以某公司GW5-35型隔离开关为实验样机,搭建了基于陀螺仪的姿态角测量系统,测量了正常状态、触头风沙沉积、行程开关限位螺栓松动、轴承座螺栓松动和极间连杆双头螺栓松动等5种状态的姿态角—时间曲线和速度—时间曲线。提出了将隔离开关合闸过程划分为3个阶段并提取14个特征的特征提取方法,对上述5种状态下隔离开关的典型工作过程和故障表现进行了详尽分析。最后提供了典型故障特征表和隔离开关故障诊断参考流程,可为隔离开关机械故障的诊断提供参考依据,同时为变电站智能化运维提供基础数据。
关键词:隔离开关;机械故障;姿态感知;故障诊断
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更新时间:2025-06-12
低压混合式直流断路器开断特性研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
熊德智, 陈石东, 郎霄剑, 肖宇, 尹健宁
2025, 61(6): 43-51. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.005
摘要:电力系统中大量可再生清洁能源的引入在带来电能高效利用的同时也对系统控制与保护用直流断路器提出了新要求,尤其在光伏发电领域中光伏发电系统电压等级的攀升导致光伏发电用直流断路器需要承受更高的电压(>1 500 V),混合式直流断路器的出现解决了高电压下难分断的问题。在混合式直流断路器中IGBT的快速响应为直流开断快速性提供了基础,而直流微型断路器作为机械开关时能够在分断过程中使得电弧电压较短时间内上升至IGBT导通电压实现换流。通过在DC 1 000 V系统中验证混合式直流断路器的开断迅速的优势后,仿真预测了这种混合式直流断路器在DC 1 500 V系统中的开断特性,在对比电弧能量后进一步体现了混合式直流断路器的开断优势。混合式直流断路器的研究对低压系统的控制与保护提供了思路。
关键词:机械开关;直流微型断路器;电弧能量;混合式直流断路器;开断特性
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更新时间:2025-06-12
基于声振联合定位技术的GIL机械故障检测系统研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
徐爱华, 臧春艳, 李一硕, 胡红波, 许昊, 徐圣博, 郭海
2025, 61(6): 52-58. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.006
摘要:作为非电量检测手段,振动和噪声检测在电力设备故障诊断中因抗干扰能力强、准确度高等优点受到广泛关注。文中将振动和噪声检测技术联合引入气体绝缘金属输电管道GIL设备的机械故障检测与定位工作中,首先结合振动信号构建了一种GIL机械故障诊断模型,通过对试点GIL的上百组振动信号数据进行采集和时频域分析,然后采用海鸥优化算法(SOA)对传统向量机(SVM)进行了改进,构建了SOA-SVM训练数据集并取得了较好的效果,验证了该模型的有效性,最后结合噪声信号进行了GIL机械故障的定位研究,并设计开发了可视化的GIL机械故障检测系统,有望在未来得到推广应用。
关键词:GIL;振动信号;支持向量机;故障定位
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更新时间:2025-06-12
面向数字孪生的变电站开关设备综合监测系统设计
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张一茗, 金喜洋, 李少华, 张文涛, 何莉鹏, 王子聪
2025, 61(6): 59-67. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.007
摘要:随着一、二次设备的深度融合,数字电网要求智慧高压开关设备更加智能、可靠,但存在智能监测设备繁多复杂、集成度低的问题。为了解决智能传感设备数量多、成本高的问题,文中设计的一套综合监测系统对不同状态监测参量进行融合分析,提高智慧高压开关设备状态分析、故障诊断能力。通过试验对比分析综合监测系统和不同类型标准传感器测量的数据,结果表明文中设计的综合监测系统测量误差满足标准技术要求,具有较高的可靠性,为智慧型高压开关设备推动未来数字电网的发展奠定了坚实的基础。
关键词:智慧GIS;全状态感知;多参量融合;边缘计算;数字孪生;人机交互;故障诊断;智能运维
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更新时间:2025-06-12
断路器自力型触指通流能力提升研究与分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
范艳艳, 苗晓军, 张彦敏, 国秀花, 李闪光, 许东杰, 李凯, 郝留成, 钟建英
2025, 61(6): 68-76. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.008
摘要:针对某断路器用T2Y自力型触指在温升试验过程中的触指发热严重、温升超标等现象,对触指用原材料性能开展试验研究,同时结合触指的实际服役工况,对其结构进行仿真优化设计。仿真结果表明:在相同服役条件下,结构优化后的触指最大弹性变形量为由优化前的0.126 mm下降到0.045 mm,优化前后最大等效应力由175.56 MPa下降到72.74 MPa,较优化前分别降低64.7%和58.6%。试验验证结果表明:CuCr1Zr触指10 000次机械寿命试验后抱紧力约为16.35 N,相比T2Y的12.16 N提升约34.46%,有效避免了触指在服役过程中抱紧力不足导致的断口间电场畸变及开断性能下降,同时随断路器顺利通过6 300 A×1.1倍温升试验。
关键词:自力型触指;结构优化;应力松弛;抱紧力;温升试验
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更新时间:2025-06-12
基于冲击载荷下SF
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高压断路器关键零部件动力学分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
杨光, 孙龙勇, 李森然, 姚灿江, 刘英英, 朱晔, 马幕周, 陈亚亚, 张帆, 秦王杨, 刘文欢
2025, 61(6): 77-84. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.009
摘要:在高压断路器的运行过程中,受到强冲击载荷的影响,传动机构中的连板等零件会出现形变和断裂的失效现象。为了解决这一问题,针对高压断路器在分合闸过程中受冲击力影响的情况,建立了高压断路器的冲击动力学模型,以分析其在冲击载荷下的动态响应,并计算关键零件的疲劳寿命。首先,通过气流场仿真计算分析压气室压力在分闸过程中的变化情况;然后,通过建立运动学模型对高压断路器动态特性进行计算;并根据压气室的负载反力和高压断路器的负载力建立高压断路器的动力学模型,对关键零部件在冲击作用下的受力情况进行数值模拟计算;基于冲击动力学计算结果,建立高压断路器疲劳寿命分析模型针对易损关键零件进行疲劳寿命分析,疲劳寿命计算结果与试验结果对比误差在10.9%,满足实际工程要求;最后,基于冲击动力学计算结果对关键零部件进行结构参数敏感度分析。研究结果显示,优化后的零件最大应力降低了21.5%,有效避免了零件因应力过大而导致的形变和断裂等问题。文中提出的冲击动力学计算模型以及疲劳寿命计算模型对于高压断路器的设计优化具有重要的参考意义。
关键词:高压断路器;运动学;冲击动力学;结构优化;疲劳分析
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更新时间:2025-06-12
运行工况下特高压GIL三支柱绝缘子机械应力分布仿真研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
王亚祥, 刘松涛, 蔡玉龙, 王雨帆, 袁端鹏, 王明洋, 李进
2025, 61(6): 85-91. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.010
摘要:三支柱绝缘子是超/特高压气体绝缘输电管道(GIL)的关键绝缘支撑部件,其机械可靠性直接关系到GIL运行安全。文中考虑受热膨胀、电磁振动以及导杆偏转等工况,系统研究了1 100 kV GIL中三支柱绝缘子主应力分布与机械可靠性。主要结论如下:无负载电流下三支柱绝缘子最大拉应力与压应力分别位于下支腿及支腿/嵌件边界处,分别为2.37 MPa与9.02 MPa;综合考虑热膨胀与管道振动影响后发现拉应力集中于绝缘子腹部与下支腿复合边界处,最大值为16.6 MPa;因装配误差造成导杆偏转时,在与偏转位移相反方向的支腿边界处拉应力集中程度加剧。上述研究结果有望为提高超特高压三支柱绝缘子运行可靠性提供理论支撑。
关键词:气体绝缘输电管道;三支柱绝缘子;多物理场;机械应力
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更新时间:2025-06-12
基于GE-YOLO算法的输电线路绝缘子多类型缺陷检测研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
王强, 冯云涛, 周超
2025, 61(6): 92-101. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.011
摘要:因线路绝缘子航拍图像目标尺寸较小、背景复杂等客观局限,致使传统检测算法及多数轻量网络难以准确识别目标缺陷。文中提出一种基于GE-YOLO的绝缘子多类型缺陷检测模型,该算法以YOLOv8s为基础、结合分组卷积和多尺度融合思想设计分组多尺度卷积(grouping multi-scale convolution,GMSC)并使用其对C2f进行改进,增强模型特征提取能力;在特征融合网络引入高效多尺度注意力机制(efficient multi-scale attention,EMA),提高模型目标定位能力;最后将损失函数替换为Wise-IOU以降低几何因素的过度惩罚,提高模型回归的性能。实验结果表明,优化后的网络模型计算复杂度基本不变,满足边缘算力需求,整体mAP提升5.5%,其中破损绝缘子mAP提升10.9%,文中算法能够更均衡地实现对绝缘子多类型缺陷的检测。
关键词:绝缘子;缺陷检测;GMSC结构;注意力机制;Wise-IOU
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更新时间:2025-06-12
基于改进YOLOv7的多尺度特征提取绝缘子缺陷检测算法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
孙虹, 郭乂菡, 雷经发, 赵汝海, 李永玲, 张淼
2025, 61(6): 102-112. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.012
摘要:针对绝缘子图像缺陷尺寸小、背景干扰因素多、难易样本不平衡等问题,提出了一种多尺度融合的YOLOv7(MSF-YOLOv7)算法,并将其应用于输电线路绝缘子的缺陷检测。首先,通过多尺度卷积块注意力模块(multi scale-convolution block attention module,MS-CBAM),深度聚合带有丰富语义信息的特征图,提升网络对不同尺度目标的检测性能;其次,在主干网络利用新开发的全局空间金字塔池化(global spatial pyramid pooling-fast,GSPPF)模块增加全局背景信息,以减轻复杂背景所带来的影响;针对样本分布不平衡的问题,引入Focaler-CIoU损失函数聚焦不同缺陷目标,加快模型的收敛速度。实验结果表明,文中提出的MSF-YOLOv7模型mAP
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达到88.1%,精确度和召回率达到90.3%和83.1%,较YOLOv7算法分别提升了6.3%、7.9%和6.3%,同时参数量与浮点计算量分别降低了13.38%和2.95%。
关键词:YOLOv7;绝缘子缺陷检测;多尺度特征提取;注意力机制;空间金字塔池化
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更新时间:2025-06-12
盆式绝缘子的热应力分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
杨锐, 袁端鹏, 郝留成, 司晓闯, 方启, 徐仲勋, 王亚祥, 费翔, 蒋成博, 张鑫淼
2025, 61(6): 113-119. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.013
摘要:绝缘件的机械和电气性能影响高压开关输配电长期运行的可靠性,降低绝缘件制造过程产生的内应力对提升产品运行质量有关键作用。文中以126 kV盆式绝缘子在固化后降温过程中产生的热应力为分析主体,依据傅里叶定律的传热分析方法,通过对流传热的散热方式,分析盆式绝缘子降温后的热应力分布规律,其应力整体分布均匀,受环氧树脂和金属嵌件热膨胀系数不匹配的影响,在环氧树脂和金属嵌件结合处应力相对较大。对盆式绝缘子采用两种不同降温方式进行冷却,分析应力发生的变化,并通过机械应力检测法验证仿真结果的准确性,根据仿真与实践研究结果,盆式绝缘子采用浇注固化后随炉降温的生产工艺,相较在常温下出炉冷却温度冲击小,应力分布优良,在生产上应用良好。
关键词:盆式绝缘子;热应力;传热;有限元分析;应力检测
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更新时间:2025-06-12
基于CTGAN-CRS与改进卷积神经网络的变压器故障诊断方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
阎对丰, 刘昌林, 李元超, 王纪儒, 孔宪光
2025, 61(6): 120-130. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.014
摘要:为了提升油中溶解气体数据不平衡场景下的电力变压器故障诊断性能,文中提出了一种基于数据增强与特征扩增结合卷积神经网络进行变压器故障诊断的方法。首先,建立一种基于条件式表格生成对抗网络(conditional tabular generative adversarial network,CTGAN)结合级联式拒绝采样(cascade reject sampling,CRS)的数据增强方法,以实现不平衡数据集的高质量均衡化;其次,构建了一种全类型气体比值结合随机森林算法(gas ratios and random forests,GRRF)的特征构建与筛选方法,提升特征维度并丰富特征多样性;最后,建立基于改进二维卷积神经网络(2D improved convolutional neural network,2D-ICNN)的故障诊断模型,并通过实验验证了提出方法的有效性。结果表明,相较于过采样方法和CTGAN,文中提出的CTGAN-CRS能够有效提高生成数据质量,GRRF特征构建方法可以有效提高数据特征丰富度,在此基础上利用改进2D-ICNN模型进一步提高了故障诊断精度。
关键词:变压器故障诊断;数据不平衡;条件式表格生成对抗网络;数据增强;卷积神经网络
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更新时间:2025-06-12
基于混沌算法对电力变压器质量检测诊断和测试
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
田霖, 张达, 刘振, 吴宏波, 鄢晶
2025, 61(6): 131-137. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.015
摘要:变压器是电力供应的重要组成部分,油中溶解气体测试方法通常用于配电变压器的质量检测,从而诊断其故障。文中提出了一种改进的优化算法,利用溶解气体分析(disslved gases analysis,DGA)对电力变压器质量检测从而进行故障预测。首先,从各种来源收集来自变压器DGA的数据,并选择最佳混合特征集作为模型的输入。其次,对于特征选择,采用核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA),为了优化最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)模型并构建质量检测诊断模型,提出了一种结合混沌阿基米德优化算法(chaotic archimedes optimization algorithm,CAOA)和LSSVM的混合优化算法。最后,将所提CAOA、其他模型及建议的模型进行对比,测试结果表明所提CAOA在检测变压器故障方面比其他传统方法更准确。
关键词:优化算法;诊断;电力变压器;测试;检验
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更新时间:2025-06-12
油路隔离型变压器用套管的设计与验证研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
罗宇, 王翰, 吴细秀, 冯宇, 杜砚, 孟培培
2025, 61(6): 138-148. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.016
摘要:针对变压器套管故障后检修周期长、成本高问题,提出一种油路隔离型插拔式套管设计,该套管通过底座结构将套管油中部分和变压器油箱分开,使底座内腔与变压器油箱内腔形成两个独立的空腔,从而使变压器套管实现可插拔,大大简化了检修过程。电容心子的绝缘水平是套管重要性能指标,为此文中专门讨论了如何进行插拔式套管胶浸纸电容心子的改进设计,并制造了样机。为验证底座结构和电容心子设计的正确性,文中开展了仿真和试验验证研究。其中,仿真验证是建立套管整体的三维电—磁—热耦合模型分析工频条件下的温升和电场分布情况,重点讨论了焦耳热、涡损和介损对温升影响。仿真结果表明:配合升高座改进设计的电容心子最大场强约为2.29 kV/mm,具有足够的安全裕度和良好的改善电场分布能力;工频条件下套管最高温度出现在底座插拔头附近,为97.215 ℃,符合套管设计要求。分别开展了工频耐压试验和温升试验,工频耐压试验结果表明设计的样机绝缘水平足够,温升试验结果表明与仿真结果误差小。仿真与试验均表明设计具有较好的绝缘性能和载流能力。
关键词:变压器套管;插拔式结构;电容心子;电—磁—热耦合;型式试验
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更新时间:2025-06-12
单组冲击次数对交流滤波器避雷器用ZnO电阻片老化性能的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
孙泉, 张杰, 韩永霞, 刘云蔚, 杨乐
2025, 61(6): 149-155. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.017
摘要:因交流滤波器避雷器在使用中频繁动作,其核心部件ZnO电阻片通过多次冲击电流时呈现老化现象,而ZnO电阻片的交直流参考电压、泄漏电流的变化与冲击电流幅值、冲击电流波形、冲击次数以及间隔时间等密切相关。因此文中对比分析了ZnO电阻片在8/20μs雷电冲击电流2次一组和20次一组作用下交直流伏安特性的变化规律。试验结果表明:无论是直流伏安特性还是交流伏安特性,2次一组冲击相较于20次一组冲击对ZnO电阻片的老化性能影响更明显。此外,当直流参考电压U
1mA
下降5%时,0.75U
1mA
下泄漏电流I
L
远小于50 μA,即I
L
在单独表征ZnO避雷器老化状态时存在不足;而持续运行电压下的泄漏电流阻性分量幅值随着冲击组数近似呈现线性上升趋势,其作为在线监测评估指标可以很好表征冲击老化状态,且U
1mA
变化5%时其变化率约为70.6%。
关键词:ZnO电阻片;冲击老化;单组冲击次数;雷电冲击电流;交流滤波器避雷器;直流非线性系数;参考电压;泄漏电流阻性分量
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更新时间:2025-06-12
电力储能检测用SnO
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/Pd薄膜型氢气传感器及其性能研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
穆石磊, 蒋建杰, 邓鹤鸣, 周开运, 李佳丽, 严雪莹, 韩磊
2025, 61(6): 156-163. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.018
摘要:为了提升电力储能系统中早期故障氢气浓度检测的精度与效率,进而确保储能设备的安全运行和高度稳定性,文中采用磁控溅射共溅射技术制备了系列SnO
2
/Pd薄膜型氢气传感器。通过采用不同射频溅射功率(130 W和150 W)在陶瓷片上制备了SnO
2
掺杂Pd的金属氧化物半导体薄膜,进行了全面的气敏性能测试。结果显示,150 W功率的样品(样品B)在相同氢气浓度下展现出更佳的响应性和较高的工作温度,而130 W功率的样品(样品A)则表现出更优异的长期稳定性。两种传感器均具备良好的选择性,能有效区分油中其他干扰气体,准确检测氢气浓度变化。该新型薄膜型气敏传感器具有优异的性能特点,可为电力储能、变电站、氢能源行业以及环境保护等领域的实时氢气监测提供可靠的技术手段。
关键词:磁控溅射;氧化锡/钯;薄膜型;传感器;电力储能检测;半导体薄膜
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更新时间:2025-06-12
基于多物理场耦合的冬季电缆加热保温计算分析与实验研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李华春, 李俊树, 马震, 刘磊, 康晓伟, 刘畅, 朱占巍, 李华强
2025, 61(6): 164-171. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.019
摘要:电缆在低温环境下,其绝缘材料如交联聚乙烯、橡胶等材料的脆性增加,在敷设过程中受到外力更易出现开裂,威胁电缆安全运行。文中基于一款成盘电缆加热保温拖车,建立了电缆低温环境降温模型与拖车加热保温模型,对保温拖车在不同工况下的保温效果进行计算分析,并对电缆升降温过程实验验证。结果表明:为满足敷设标准要求,电缆在出车前温度应不低于20 ℃;针对电缆升降温过程的仿真计算与实验验证结果与温度变化趋势一致,证明仿真模型与结果的准确性;保温拖车行车和驻车不同加热模式均能对成盘电缆起到良好的保温效果。加热保温拖车相较于传统成盘电缆加热保温措施具有更好的保温效果和更高的灵活性,降低了电缆冬季敷设成本,为电缆冬季敷设加热保温措施发展提供新的方向。
关键词:电缆敷设;低温环境;电缆加热;多物理场耦合;温度分布
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更新时间:2025-06-12
海陆缆过渡接头接地电流三相不平衡问题分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
丛贇, 蔡勇, 孙璐, 乐彦杰, 高震, 刘宗喜, 沈琦
2025, 61(6): 172-180. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.020
摘要:针对海陆缆过渡接头处护套接地电流存在三相不平衡的问题,以某220 kV海陆缆混合线路为例,研究过渡接头处护套接地电流三相不平衡的原因。通过理论分析、仿真计算和试验验证发现回流缆的布置及接地方式是导致护套接地电流三相不平衡的主要原因。根据研究结果,提出回流缆布置及接地方式的改造方案,有效解决过渡接头处护套接地电流三相不平衡的问题,保障海陆缆安全稳定运行。
关键词:过渡接头;三相不平衡;混合线路;接地电流;回流缆
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更新时间:2025-06-12
多电缆出线精细化建模及复杂工况接地电流计算
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李吉生, 顾小龙, 余银辉, 梁霄, 郑智慧, 邓冶强, 王羽
2025, 61(6): 181-190. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.021
摘要:核电站中压厂用电系统包含各种型式电缆,数量高达数百根,涉及范围广,运行环境复杂,系统发生单相接地故障概率高,大量电缆的投入会使得系统电容电流超过标准,引起厂用电系统绝缘故障甚至是弧光接地。核电厂中压厂用电系统运行工况高达数百种,实际中并不能针对所有工况进行接地电流试验测试。首先,文中根据国内某核电站厂用电系统接线图,搭建电缆数量超过600条的多电缆出线的精细化接地电流仿真计算模型,电缆电容仿真计算值与实测值的误差最大为5.5%,基于此模型计算中压厂用电系统数百种工况下的接地电流以及系统过电压,得到接地电流超过标准的运行工况,可用于指导实际核电站运行工作。其次,对接地电流超标的运行工况进行真型试验测量,并和仿真计算结果进行对比验证,其中金属性接地最大误差不超过4%,高阻接地最大误差不超过12%。最后,对接地电流超标的运行工况提出抑制措施,为核电站厂用电系统的电缆维护与安全运行提供参考。
关键词:核电站;厂用电系统;接地电流;电缆绝缘故障;真型试验
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更新时间:2025-06-12
脉冲DBD体系SF
6
降解过程操作参数影响研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
樊立波, 黄佳斌, 韩荣杰, 王宇非, 罗少杰, 向新宇, 李亚龙, 张晓星, 陈铁义, 史宇超, 宣羿, 来益博, 蒋建, 陈怡然
2025, 61(6): 191-199. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.022
摘要:强温室效应气体六氟化硫(SF
6
)的降解处理是环境保护领域的一个研究热点。为研究微秒脉冲介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体降解SF
6
的过程,文中搭建了微秒脉冲介质阻挡放电SF
6
降解及检测实验平台,考察了脉冲电压与频率两个电学参数及SF
6
初始体积分数对SF
6
降解过程的影响。结果表明,脉冲电压与频率的提升可有效增加体系放电功率,电压的增加可有效提升单脉冲放电能量与最大转移电荷量。频率和电压的上升促进了SF
6
降解过程,在频率由14 kHz提升至15 kHz时SF
6
降解率有一次明显提升,相较于14 kHz提升约44%。此外,在15 kHz条件下系统具有最佳的能量效率,此时脉冲电源驱动的反应器稳定运行温度低于交流电源。通过产物检测发现,脉冲放电条件下主要降解产物为SO
2
F
2
与SOF
4
,随着放电功率的提升,SOF
4
产量逐渐下降。相关研究结果为脉冲DBD处理SF
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提供了实验支撑。
关键词:微秒脉冲;介质阻挡放电;SF
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降解;放电特性;产物分析
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更新时间:2025-06-12
基于多目标约束的分布式储能容量配置技术研究
封面论文
封底论文
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AI导读
高翔, 安育伦, 张义涛, 程鹏, 周维
2025, 61(6): 200-209. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.023
摘要:储能作为防止新能源并网引起电网波动问题的调节资源,存在考虑目标单一、不能全面考虑到配电网中的多项因素等局限性。针对此问题,文中提出了一种多目标优化的分布式储能配置模型。模型首先选取储能综合成本、电压波动、网损、负荷波动作为优化目标。接着根据储能配置流程,使用层次分析法对各目标函数赋权,确定最终的适应度函数。最终选取优化效率高的灰狼算法作为优化算法求解分布式储能的最优配置,同时在IEEE33节点配电网中验证算法的有效性,对优化效果以及各目标函数权值的敏感性进行分析。实验结果表明,配置方案下电压波动情况减少7.96%,负荷波动情况减少25.86%,网损情况降低了5.9%,证明了配置方案在降低网损、减少电压波动等方面的均具有效性。
关键词:分布式储能;容量配置;多目标优化;灰狼算法;层次分析法
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更新时间:2025-06-12
技术讨论
12 kV开关柜产品碳足迹比较分析
封面论文
封底论文
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陈慎言, 钱立骁, 李宏伟
2025, 61(6): 210-218. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.024
摘要:鉴于产品碳足迹(CFP)正成为新的产品评价维度,文中以两家公司公开的6种12 kV开关柜CFP为基础,比较分析具有代表性的空气绝缘、SF
6
气体绝缘和环保气体绝缘3种绝缘方式,在不同系统边界和阶段的碳足迹,表明CFP主要集中在原材料获取和产品使用阶段共约占80%~92.5%,并受产品结构、绝缘方式及气体介质影响,其中SF
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和环保气体绝缘开关柜CFP仅为空气绝缘开关柜的31%~35%,环保气体开关柜比SF
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气体绝缘开关柜低8%~12.5%;通过这两主要阶段碳足迹和主要构成材料的简化比较分析,指出产品设计基本决定原材料获取和产品使用阶段碳足迹,也基本决定CFP,因此产品设计需要平衡和优化好这两个主要阶段才能降低CFP,并指出中国产品的材料使用效率仍需提高,并进一步指出要通过CFP更好实现产品的比较、评价和选择,建议建立符合GB/T 24067—2024附录B要求的相对统一的比较评价模型。
关键词:产品碳足迹;空气绝缘开关柜;SF
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气体绝缘开关柜;环保气体绝缘开关柜;产品设计
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更新时间:2025-06-12
数字孪生技术在换流站智能运维中的应用
封面论文
封底论文
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陈宇慧, 付天任, 林丹
2025, 61(6): 219-227. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.025
摘要:随着电力系统数字化转型的逐步推进,数字孪生技术在电力系统中多领域得到了应用。文中阐述了通过三维映射设备本体及其运行数据的高度融合,数字孪生技术充分挖掘现有数据价值,搭建了换流站智能运维多业务场景应用平台,实现了换流站运维业务全流程数字化闭环管控。文中分析了数字孪生技术在智能运维方面的多项显著优势,旨在提升运维效能,降低潜在故障风险,优化资源利用,提供更准确的风险预警和决策支持,进而起到提质增效目的,提高了电网的运行可靠性。
关键词:数字孪生;换流站;智能运维系统;数字电网
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更新时间:2025-06-12
基于直流GIS设备的对称双极海上换流站紧凑化布置研究
封面论文
封底论文
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张勇, 胡金, 夏泠风, 刘超, 陈迪超
2025, 61(6): 228-235. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.026
摘要:随着海上风电装机容量不断增大,采用高可靠性的双极拓扑方式可以降低单极停运时的电量损失,但其接线复杂、设备多、阀侧设备需承受直流偏置电压的特点,使其海上换流站的建设成本过高。文中研究了基于直流GIS设备的海上换流站换柔直变阀侧和直流场区域紧凑型布置方案,并与对称单极拓扑进行全寿命周期技术经济对比。研究结果表明,采用直流GIS可以显著优化对称双极海上换流站的尺寸质量及造价,大幅提升全寿命周期经济性平衡点的离岸距离,扩展对称双极在大容量深远海海上风电送出的应用场景。
关键词:海上换流站布置;双极拓扑;直流GIS;全生命周期经济性
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更新时间:2025-06-12
4 000 m高海拔1 100 kV GIS复合套管研制
封面论文
封底论文
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随祥旭, 卢鹏, 刘旭, 王丽娟, 方启, 王磊, 刘斯腾, 王小东
2025, 61(6): 236-244. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2025.06.027
摘要:川渝特高压交流工程是世界上目前海拔最高的特高压交流工程,首次面临高海拔、重覆冰、高地震烈度三重挑战,低海拔特高压变电站1 100 kV GIS复合套管应用于高海拔地区将面临着外绝缘不足和地震易损性更高的难题。为破解这些难题,文中研究了4 000 m高海拔1 100 kV GIS复合套管研制关键技术,提出了高海拔套管外绝缘电压和干弧距离的修正方法,分析了套管内外绝缘关键部位场强的合理性和伞裙表面电场的优化规律,并通过多种试验手段验证产品的内外绝缘和抗震性能可靠性,有效支撑川渝特高压交流工程建设。
关键词:4 000 m高海拔;复合套管;外绝缘;伞裙表面
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更新时间:2025-06-12
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