最新刊期

    2026年第62卷第9期

      高压开关与GIS/GIL设备技术

    • 贺春, 何金, 赵思源, 杨志超, 陈允, 段晓辉, 段启超, 王宁, 夏慧, 李进
      2026, 62(9): 1-14,32. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.001
      摘要:气体绝缘组合电器(GIS)与气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)中的环氧树脂绝缘件(盆式绝缘子、支柱绝缘子等)是设备的核心部件,其长期运行可靠性面临严峻挑战。生产阶段形成的潜隐性缺陷(浅表性缺陷、界面缺陷及残余应力缺陷)是导致绝缘件开裂、击穿甚至炸裂故障的主要原因,而传统出厂试验(耐压局放、X射线、水压试验)对此类缺陷的检测能力严重不足。文中系统综述了上述3类潜隐性缺陷的形成机理,分析了气泡成核、填料沉降及界面应力失配等关键诱因;评述了太赫兹时域光谱、激光超声及声弹效应等新型无损检测技术的原理、适用性及工程化瓶颈。研究表明,现有检测技术存在明显盲区,新型检测方法虽具潜力但尚需突破检测效率、穿透深度及复杂结构适应性等难题,未来应围绕“机理厘清—检测突破—抑制优化”主线开展系统研究,为提升绝缘件制造质量与设备本质安全提供理论支撑与技术路径。  
      关键词:气体绝缘组合电器/气体绝缘金属封闭输电线路;盆式绝缘子;潜隐性缺陷;无损检测   
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      更新时间:2026-09-10
    • 李洪涛, 尹泽, 庄添鑫, 沈靖宇, 程豪, 马慧
      2026, 62(9): 15-20. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.002
      摘要:文中的目标是提出基于分形理论的真空击穿后电极表面微观形貌特征分析方法。首先通过雷电冲击实验获得真空击穿后棒—板电极表面的微观形貌特征,其次通过结构函数法估计电极表面的分形维数,继而根据分形维数分析电极表面的形貌特征。结果表明,分形维数可用于描述电极表面的微观形貌特征,分形维数可用结构函数法进行估计。曲面横、纵两个方向的估计分形维数基本一致,说明经过雷电冲击耐压试验后的电极表面形貌各向同性较好。板电极表面的分形维数受击穿能量大小影响,与击穿电压无明显关系。棒电极尖端表面分形维数在不同实验条件下保持一致,约为2.91。因此,雷电冲击下真空击穿所形成的表面具有相似的形貌特征,分形维数可用于描述此现象。  
      关键词:真空间隙;电极表面状况;微观形貌特征;分形理论;耐压强度   
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      更新时间:2026-09-10
    • 地质活动对长距离高落差GIS/GIL形变特性的影响规律

      赵佳艺, 李平, 谭晓蕾, 李翔, 张乔根, 吴治诚
      2026, 62(9): 21-32. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.003
      摘要:在高海拔、高落差等地形复杂区域,地热、地质沉降及地震等地质活动会使气体绝缘开关设备(GIS)与气体绝缘输电线路(GIL)的形变与受力特性显著复杂化,严重时引发开裂或塑性变形,威胁气体绝缘输电系统安全运行。以550 kV GIL为例,构建水平段、竖井段、斜井段及弯管段基本单元,建立竖直落差100 m、东西相距40 m、南北相距20 m的长距离高落差整体管道模型,将3类活动分别等效为温度荷载、管道土壤接触点强制形变荷载及各向惯性加速度荷载,经多工况静态求解得到各节点形变。研究表明,地热作用下直线段轴向形变随温度近似线性增长,65℃时最大达70 mm,斜井段超40℃后顶部出现过应力;地质沉降下水平段轴向形变基本不变而竖向形变随沉降增大,整体模型在沉降由15 mm增至16 mm时出现形变突变;地震下垂直段最大形变达12.77 mm,远超水平段的0.2 mm,弯管结构表现出明显的减震与荷载分散作用。在此基础上,基于熵权法探讨了膨胀节的较优安装位置,高温下中部水平段布置改善效果较好。研究揭示了不同地质活动下GIS/GIL形变响应的规律差异,可为复杂地形下GIS/GIL的结构设计与运行安全评估提供参考。  
      关键词:气体绝缘输电线路;气体绝缘开关设备;长距离高落差;地质活动;形变特性   
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      更新时间:2026-09-10
    • 均压方式对双断口真空断路器短燃弧开断特性的影响

      管臣, 穆双录, 王琼, 吉波波, 姚晓飞
      2026, 62(9): 33-42. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.004
      摘要:文中建立了双断口真空断路器短路电流开断实验系统,设置7组变量对照试验,系统研究了电容均压、阻容均压两种均压方式对短燃弧时间、临界熄弧开距、断口分压特性及非同期击穿暂态过程的影响规律。试验结果表明:与无均压工况相比,电容均压与阻容均压均可显著缩短短燃弧时间、减小临界熄弧开距,提升短燃弧开断性能;电容均压下,增大均压电容可改善断口电压均衡性,但性能提升呈饱和趋势;阻容均压下,开断性能随串联电阻增大先提升后下降,电阻为40 kΩ时综合性能最优。非同期击穿暂态过程分析表明,阻容均压可使击穿断口快速恢复承压,改善断口电压分配,而电容均压与无均压工况无此特性;纯电容均压的开断性能由分压均匀性主导,阻容均压则由分压均匀性与非同期击穿后的快速电压恢复共同决定。文中研究结论可为双断口真空断路器均压方案遴选、均压支路参数匹配设计提供理论支撑与工程实践参考。  
      关键词:双断口真空断路器;短燃弧开断;均压方式;短燃弧时间;临界熄弧开距   
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      更新时间:2026-09-10
    • 李强, 刘伟, 张延超, 刘剑, 付宸, 马慧
      2026, 62(9): 43-49,59. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.005
      摘要:文中研究不同磁场方式下真空电弧电压特性及其直流开断性能,获得不同磁场方式对真空电弧直流开断性能和燃弧过程中电弧电压变化的影响规律。实验研究了不同磁场方式作用下真空电弧的直流开断性能,结果表明在脉振横向磁场作用下的平板触头直流开断能力最强,最大可开断DC为900 V/900 A;在脉振横向磁场作用下的平板触头成功直流开断DC为400 V/400 A;在纵磁触头与螺旋槽触头条件下,直流开断能力较弱,无法开断直流电流。研究对比了不同磁场方式作用下真空电弧开断过程电弧电压变化规律,结果表明横向磁场作用下的真空直流开断过程中的电弧电压具有很强的不稳定性,易发生剧烈的振荡。横磁类型触头的电弧电压在燃弧过程中发生了剧烈振荡,特别是外施横磁平板触头在8 kA电流条件下电弧电压振荡幅值最高可达250 V。  
      关键词:磁场方式;真空电弧;直流开断;电弧电压特性   
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      更新时间:2026-09-10
    • 快速机械开关合闸振动与形变特性研究

      莫永鹏, 游雨欣, 邹灏, 郑武纬, 史宗谦
      2026, 62(9): 50-59. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.006
      摘要:快速机械开关合闸过程电磁驱动力较小,较分闸过程更易受外部因素干扰,长期运行下可能导致合闸性能下降甚至失败。然而当前对合闸特性的研究较为有限。该文对某快速机械开关样机展开深入实验研究,从振动及形变角度研究其长期运行下的合闸特性。首先,搭建了合闸特性实验平台,获取其长期运行下的运动、振动与形变数据。其次,研究了电容电压与摩擦系数对合闸运动的影响,结果表明合闸电容电压小幅下降会显著降低合闸平均速度,电压下降约3%时速度降低约23%。接着,对合闸振动信号进行了时频域分析,发现分合闸线圈所在平面的振动信号最为明显,信号冲击主要集中在0~5 kHz频段,其中0~2 kHz频段的冲击较强,且合闸电容电压与摩擦增大均会减小信号频谱峰值。最后,结合应力仿真对形变数据进行分析,结果表明保持装置连杆形变随开关动作次数增加而缓慢增大,左侧形变程度及速率均大于右侧,机构连杆未出现明显形变。  
      关键词:快速机械开关;合闸特性;电容电压;振动信号;形变特性   
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      更新时间:2026-09-10
    • 高压断路器数字化样机技术

      黄镭, 耿英三, 王建华, 张国钢, 刘志远
      2026, 62(9): 60-68,78. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.007
      摘要:高压断路器是电力系统控制与保护的关键装备,具有高电压、大电流、结构封闭、动作过程瞬态性强以及内部状态难以直接测量等特点,给状态评估与智能运维带来挑战。文中围绕高压断路器数字化样机的关键技术进行综述,分析数字孪生关键技术及数字化样机的功能定位;从开断、绝缘、温升和机械动作等物理域归纳高压断路器的数字化需求,阐述低侵入感知条件下内部不可测状态的重构需求,并从实时性、物理可解释性、模型一致性3个方面总结数字化样机面临的技术挑战;进一步梳理面向在线应用的实时推演/反演建模、模型校正与一致性评估以及物理—数据融合建模方法。最后,对高压断路器数字化样机在多源数据融合、快速模型构建、可信评估和标准化方面的发展趋势进行展望。  
      关键词:高压断路器;数字化样机;推演;反演;物理—数据融合   
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      更新时间:2026-09-10
    • 550 kV GIL弹簧触指结构的多物理场耦合分析与优化设计

      吴芊婳, 杨昊, 周福升, 高超, 丁瑞芳, 赵杨震
      2026, 62(9): 69-78. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.008
      摘要:弹簧触指作为高压电气设备中的关键电连接部件,其性能直接影响设备安全性和可靠性。文中探究了簧丝直径、弹簧圈数和触头座尖角槽角度对弹簧触指性能的影响,发现簧丝直径和尖角沟槽角度对触指电接触性能影响显著。增大簧丝直径可降低接触电阻和电流密度,但可能导致局部过热;增大尖角沟槽角度可降低接触电阻和接触温升,但可能导致电流密度过高。为获得最佳性能,文中采用NSGA-II遗传算法进行优化,以最小化接触温升为目标,优化结果表明,簧丝直径1.5 mm,弹簧圈数135圈,尖角沟槽角度135°时,触指性能最优。文中揭示了弹簧触指结构参数对电接触性能的影响规律,并提出了基于多目标遗传算法的优化方法,为GIL触指结构设计及热故障分析提供了理论依据。  
      关键词:弹簧触指;多物理场耦合;接触温升;结构优化;遗传算法   
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      更新时间:2026-09-10

      绝缘介质与放电机理研究

    • 刘梦娜, 刘熙, 刘熊, 杨旭, 周正钦, 王谦, 叶文郁
      2026, 62(9): 79-88,107. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.009
      摘要:为揭示多元混合绝缘油在雷电冲击击穿后的关键性能劣化规律及微观裂解机理,搭建了雷电冲击击穿试验平台,测试了不同油隙条件下油品的理化性能、介电性能及溶解气体体积分数,并基于ReaxFF反应力场开展了分子动力学模拟,分析了击穿放电产生的高温强电场耦合作用下油分子的裂解路径与特征气体生成机制。结果表明:随油隙增大,击穿后油品性能劣化加剧,其中酸值增幅最为显著,长间隙条件下较初始值升高近190%,可作为冲击老化程度的敏感指标;介质损耗因数与体积电阻率在长间隙下分别劣化约53%和40%,颗粒浓度显著增加且集中于5~15 μm粒径范围;H2与C2H2为主要特征气体,其体积分数随放电能量增加持续上升。分子模拟表明,低电场下裂解以单键逐步断裂为主,强电场通过增强分子极化和化学键断裂概率加快裂解过程并诱发芳香烃开环反应,但特征气体生成路径仍遵循传统热裂解机制。研究结果可为多元混合绝缘油的工程应用及绝缘状态评估提供理论依据。  
      关键词:多元混合绝缘油;雷电冲击;产气特性;裂解;反应动力学;变压器;性能演化;机理   
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      更新时间:2026-09-10
    • GIS内X射线诱导带电粒子源项与放电敏感区关联模拟

      彭兆裕, 王山, 龙云峰, 马宏明, 杨舟, 邱鹏锋, 李旭, 孙再超, 杨凯越, 罗光鸿
      2026, 62(9): 89-98. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.010
      摘要:X射线辅助局部放电检测可通过辐射电离提供初始电子,降低微小缺陷放电的统计时延,从而提高隐蔽缺陷的激发和检出概率。针对GIS内部金属、气体和固体绝缘多介质并存条件下辐射诱导二次带电粒子源项尚不明确的问题,文中基于Geant4建立包含SF6气体、中心导体、金属外壳、金属嵌件和环氧绝缘子的GIS真型粒子输运模型,对0.1、1、5、10 MeV入射光子开展蒙特卡罗输运计算。通过统计能量沉积、γ光子相互作用过程、二次电子及正电子产生通道和带电粒子空间分布,分析预电离源项形成规律及其与潜在放电敏感区域的空间关系。结果表明:100 keV光子主要受入射端金属外壳屏蔽约束,二次电子射程较短,预电离源项主要集中于外壳和金属嵌件附近;1 MeV时康普顿散射占比达89.84%,二次电子分布向中心导体、绝缘子和气隙邻近区域扩展;在文中GIS几何模型和入射方向条件下,5~10 MeV光子使中心导体附近成为主要能量沉积和相互作用区域,并出现电子—正电子对产生。研究结果可为X射线辅助GIS缺陷检测参数选择及辐射—放电耦合建模提供源项依据。  
      关键词:GIS;X射线;Geant4;SF6;康普顿散射;二次电子;能量沉积   
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      更新时间:2026-09-10
    • 基于铜箔—多层油纸绝缘结构的局部放电特性研究

      原子超, 赵正宇, 武宏斌, 任富强, 李清泉
      2026, 62(9): 99-107. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.011
      摘要:电力变压器主绝缘、绕组层间及绕组导体附近绝缘均为油纸绝缘结构,纸层厚度、油纸界面数量和铜箔导体层分布不同,局部放电特征存在显著差异。为分析相近绝缘厚度下结构差异对交流局部放电的影响,制备单层厚油纸、多层薄油纸和铜箔—多层薄油纸试样,采用脉冲电流法于针板电极模型测量局部放电起始电压(PDIV),获取相位分辨局部放电和时间分辨局部放电谱图,并统计放电重复率和平均放电量。结果表明,3类试样PDIV分别为5.73、8.42、10.19 kV;加压120 min时,多层薄油纸放电重复率最高,约82次/s,铜箔—多层薄油纸平均放电量最高,约199 pC。多层界面增强放电重复率,铜箔层提高放电强度,应联合谱图和统计特征来评估放电发展状态。  
      关键词:电力变压器;油纸绝缘;针板电极;局部放电   
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      更新时间:2026-09-10
    • 基于调制周期与通道注意力网络的混合气体识别方法研究

      刘伟丰, 刘玉芳, 钱志祥, 任天翼, 钟理鹏, 汪沨, 刘杰, 武予然, 赵东辉
      2026, 62(9): 108-116. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.012
      摘要:温度调制技术能够显著提升金属氧化物半导体气体传感器的选择性,增强其识别能力。然而,现有方法对温度调制过程与气体吸附—反应动力学共同作用下形成的结构化动态响应信息利用不足,且预测过程可解释性有限。为此,提出一种基于传感器—周期注意力机制的混合气体体积分数预测方法。通过在调制周期维度建模响应演化规律,在传感器通道维度刻画多通道交互关系,并通过可学习重要性加权机制融合关键传感器—周期特征,实现混合气体体积分数联合预测。以电缆缓冲层烧蚀释放气体为对象的实验结果表明,所提方法较所选对比模型具有更优预测性能,体积分数预测决定系数达到0.99。同时,能够反映不同时序响应对预测结果的贡献,为混合气体动态响应分析提供可解释依据。  
      关键词:气体传感器阵列;温度调制;可解释性分析;气体体积分数识别;注意力机制;金属半导体氧化物传感器   
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      更新时间:2026-09-10
    • 杨魏吉, 王子丰, 朱照政, 岳秋艺, 张鹏飞, 何雨洁, 王子硕, 刘定新
      2026, 62(9): 117-128. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.013
      摘要:介质阻挡放电能够在空气中稳定产生多种活性粒子,广泛应用于能源转化、环境治理、生物医学等领域。理想的空气介质阻挡放电激励电源应实现放电参数的稳定控制,具有较高的活性粒子产率和能量效率。文中设计了一种叠加高频振荡的高压正弦电源,通过控制振荡单元的开关管通断产生LC并联谐振,与逆变单元产生的高压正弦波相叠加,实现在波峰处叠加高频振荡的高压正弦波输出。实验测试表明,叠加高频振荡的高压正弦电源样机输出的正弦波峰峰值约为4 kV、频率约为5 kHz,振荡幅值约为2 kV、频率达300 kHz。在相同功率下,与传统正弦电源相比,该电源激励空气介质阻挡放电产生的短寿命活性粒子更多,氮氧化物的产率更高,更有利于放电向氮氧化物模式转化。  
      关键词:介质阻挡放电;高频振荡;高压正弦电源;活性粒子;放电模式   
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      更新时间:2026-09-10
    • 基于有限元分析的油纸绝缘套管不均匀受潮FDS特性研究

      姜炯挺, 李超, 冯馨缘, 许璐琳, 张大宁
      2026, 62(9): 129-138. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.014
      摘要:针对传统频域介电谱(FDS)分析基于均匀受潮假设,难以准确反映油纸绝缘套管实际存在的不均匀受潮问题,提出了一种基于有限元仿真与实验相结合的不均匀受潮介电响应分析方法。利用Comsol建立双单元叠层FDS仿真模型,并建立套管的均匀与不均匀受潮模型,系统分析水分含量及其空间分布对介电响应的影响。结果表明,不均匀受潮会使tanδ-f曲线出现明显损耗峰及波动特征,且不均匀程度越大,损耗峰频率及曲线交点频率越高,介电响应对末屏局部受潮较为敏感。仿真与实验一致性良好,为油纸绝缘不均匀受潮状态的识别与定量评估提供了新的技术手段,对提升电力设备绝缘状态精准诊断具有重要意义。  
      关键词:油纸绝缘;不均匀受潮;频域介电谱;有限元分析;套管;水分;介电常数;状态评估   
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      更新时间:2026-09-10

      电力设备故障识别、预测与保护技术

    • 基于频域特征分析的电容器塔抗鸟害保护策略改进研究

      邹洪森, 樊润奇, 郝治国, 刘若鹏, 杨晨, 谌卓, 王挺
      2026, 62(9): 139-149. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.015
      摘要:针对高压直流输电系统中换流站滤波电容器塔不平衡保护易受鸟害影响,以及传统物理驱鸟手段长期有效性不足的问题,开展鸟害故障机理与识别方法研究,以提升保护系统在复杂环境下的运行可靠性。分析了电容器塔内部故障与鸟害瞬时故障的产生机理差异,并基于故障波形特征进行频域分析,提取了能够有效区分两类故障的关键频域指标。构建了与实际运行工况相符的电容器电磁仿真模型,揭示了故障过程中电容器单元的过载特性与耐受边界。在此基础上,提出了一种针对性的不平衡保护改进策略,通过改进故障判别算法与跳闸延时逻辑,弥补了现有保护在躲避鸟害瞬时过程方面的不足。仿真与测试结果表明,该策略在保持对内部故障快速响应的同时,能够显著抑制由鸟类活动引起的保护误动作。该研究为换流站电容器塔不平衡保护在复杂环境下的可靠运行提供了改进思路与方法基础。  
      关键词:滤波电容器塔;不平衡保护;鸟害故障;频域特征;优化策略   
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      更新时间:2026-09-10
    • 面向山火风险的林区配电线路树线故障研究综述

      张亮, 贾娟, 黄程, 夏明, 徐庚琛, 廖林西, 唐茂平, 阳弘毅, 张华, 林牧, 熊嘉宇
      2026, 62(9): 150-166. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.016
      摘要:由于全球气候变化,高温、低湿叠加极端天气,山火发生风险和过火面积都成倍增加,近年来频发的山火已成为全球性的重大灾害,在人员伤亡、财产损失、生态环境、社会治理等多个层面造成深远影响。统计表明配电线路故障已成为引发山火的重要致因,且破坏性强、造成的损失最大。为明晰林区配电线路树线故障致灾过程、支撑山火风险防控,文中针对面向山火风险的林区配电线路树线故障进行综述,从树线故障演化机理、检测识别、风险预测、引发山火4个层面展开。首先剖析林区配电线路树线故障机理,揭示树线故障演化依次经历接触导通、炭化燃弧、引燃成灾3个阶段,是由热—电—化学耦合作用驱动的渐进致灾过程;其次在机理研究基础上,分析电气波形、局部放电、磁场及多模态融合4类树线故障检测技术;进而梳理统计模型、数据驱动模型及数据受限场景预测方法的差异化应用特性;最后综合多类影响因素开展故障引发山火风险的评估,并总结展望相应防范措施。未来利用卫星遥感、无人机巡检、三维激光点云扫描等科技手段,监测融合气象、植被、线路、地形等多源火险因子,动态、定量、精细评估山火风险,并进行时空风险预测推演,是科技赋能救灾、减灾、防灾的重要方向。  
      关键词:林区配电线路;树线故障;山火风险;故障检测;风险评估   
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      更新时间:2026-09-10
    • 基于堆叠自编码器的雷电冲击下电抗器匝间短路预测

      宗万里, 刘香江, 杨哲, 苏洋, 郭是凯华, 董西宏
      2026, 62(9): 167-178. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.017
      摘要:现有研究对干式空心电抗器匝间短路故障的成因分析主要聚焦于制造缺陷与长期老化,而对雷电冲击这一具体诱因缺乏定量分析与故障溯源手段。文中以±800 kV干式空心电抗器为研究对象,首先采用多导体传输线理论与高频分布参数模型,结合Ansys电磁仿真与Simulink波过程分析,揭示了雷电冲击下电抗器绕组的匝间电压分布规律;文中将堆叠自编码器与高斯过程相结合,应用于雷电冲击下干式空心电抗器匝间电压分布的快速预测;与现有基于主成分分析的线性降维方法及单层自编码器相比,SAE-GP模型通过深度堆叠结构有效捕捉了匝间电压分布中的非线性空间特征,在小样本条件下实现了更高的预测精度与故障定位准确率。最后,以浙江某换流站电抗器雷击事故为例,利用故障录波数据验证了所提方法在故障溯源中的实用性,为干式空心电抗器的雷电冲击故障溯源及主动预警提供了理论依据与技术支撑。  
      关键词:干式空心电抗器;分布参数;电压分布;匝间短路;雷电波形参数;堆叠自编码器;高斯过程;正交试验   
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      更新时间:2026-09-10
    • 面向换流变压器故障溯源的可解释知识图谱推理方法

      吴婉豪, 王家文, 张永浩, 武宏斌, 李清泉, 任富强
      2026, 62(9): 179-185,198. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.018
      摘要:换流变压器是高压直流输电系统的关键设备,其故障演化过程具有非线性和强耦合特征。针对运维文本数据利用不足和诊断过程缺乏可解释性的问题,提出一种可解释知识图谱推理方法(IKGR)。首先,采用ALBERT-BiLSTM-CRF从检修记录和故障报告等非结构化文本中抽取实体,并依据图谱模式层和物理因果约束组织关系三元组,构建换流变压器故障溯源知识图谱。其次,设计双智能体强化学习推理模型,引入软奖励机制,并利用短期同策略轨迹缓冲区同步更新双智能体参数,实现多跳故障溯源。实验结果表明, IKGR的根因排序指标Hits@10达到94.8%,并可生成包含设备部件、故障状态、保护动作和试验方法的推理路径,为换流变压器故障处置和运维决策提供路径级解释。  
      关键词:换流变压器;故障溯源;知识图谱;双智能体强化学习;可解释人工智能   
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      更新时间:2026-09-10
    • 郜晓娜, 周鑫, 邓志强, 林小竺, 杨涵
      2026, 62(9): 186-198. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.019
      摘要:为解决变压器空载合闸时全域瞬态磁场难以现场实测、传统有限元分析计算效率低下、单一模型预测精度不足的问题,通过有限元仿真构建覆盖7组合闸角工况的560组有效样本数据集,采用随机森林完成输入特征重要性筛选,借助主成分分析将10 418维磁场数据压缩至300维,搭建CNN-Transformer混合预测模型,通过一维卷积提取励磁涌流局部瞬态特征,结合多头注意力机制捕捉全局时序依赖,实现全域瞬态磁场端到端快速重建。实验结果表明,该模型平均绝对误差低至0.004 2 T,平均绝对百分比误差为0.42%,决定系数达0.987,单样本预测耗时4.5 ms,计算效率较传统有限元方法提升超105倍,极端工况下全空间平均绝对误差为0.003 2 T,最大误差不超过0.01 T,全工况下决定系数均不低于0.982。该模型预测精度高、泛化能力强、计算效率高,可有效实现变压器励磁涌流瞬态磁场快速精准预测,为变压器状态评估与保护整定提供技术支撑。  
      关键词:变压器;励磁涌流;瞬态磁场预测;CNN-Transformer;主成分分析   
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      更新时间:2026-09-10

      电力装备仿真、热与电磁特性分析

    • 纳米晶中频变压器振动来源及非正弦激励下噪声特性研究

      朱叶鑫, 王娜, 李丽, 张凡, 汲胜昌
      2026, 62(9): 199-208. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.020
      摘要:针对非正弦激励下纳米晶中频变压器产生的高频噪声问题日益突出,变压器整体振动来源及噪声特性尚不明确的问题,文中通过测量空载和短路工况下变压器铁心、绕组及压板的振动,明确了振动的主要来源及传递特性,并通过测量不同电压激励下变压器顶面及4个侧面的噪声声压,确定了主要噪声辐射面,研究了电压激励对噪声水平及频谱特性的影响。研究结果表明,在空载和短路工况下,变压器铁心振动幅值均显著高于绕组和压板,铁心是主要振动源,其振动通过结构耦合传递至绕组和压板;除铁心外,绕组和压板也是重要的噪声辐射部位,铁心振动经结构耦合引发绕组和压板振动并辐射噪声;局部压紧力分布不均是导致振动噪声信号中基频分量产生的主要原因。  
      关键词:中频变压器;非正弦激励;振动来源;噪声特性   
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      更新时间:2026-09-10
    • 典型外部故障下晶闸管控制移相器绕组电磁力分布特性

      蔡祥, 姚永乐, 李群, 陈实, 王同磊, 庞磊
      2026, 62(9): 209-220. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.021
      摘要:晶闸管控制移相器磁路耦合复杂,系统故障时电磁力冲击是威胁移相器绕组可靠性的关键因素。文中在移相器绕组典型外部故障时电磁暂态特性分析基础上,建立移相器绕组电磁力计算模型,研究了故障下移相器漏磁场和电磁力分布特性,分析了并联变压器档位和绕组排布顺序对电磁力分布特性的影响。结果表明:对于串联变压器,在并联变压器网侧单相接地故障下辐向和轴向电磁力最大值分别出现在绕组约1/5和1/2处,分别达到587.8 kN和994.8 kN,在外部线路单相接地故障下辐向和轴向电磁力最大值分别出现在绕组约1/2处和端部,分别达到441.5 kN和938.9 kN,电磁力在故障发生后数个周期内保持较大值,并与电流保持同步衰减;对于并联变压器,两种故障工况下电磁力分布类似,辐向和轴向电磁力最大值分别出现在绕组1/3~1/2处和绕组端部,电磁力在故障发生后集中分布在第一个周期;移相器档位变化与并联变压器绕组顺序不同均会改变漏磁场分布,进而影响电磁力,档位变化可导致电磁力最大值相差达14 kN,而优化绕组排列顺序可使电磁力合力最大值降幅接近50%。文中研究成果为移相器结构优化提供了参考,对工程应用具有重要指导意义。  
      关键词:晶闸管控制移相器;典型故障;电磁力分布;有限元法   
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      更新时间:2026-09-10
    • 基于相似原理求解隧道电缆稳态温升的计算方法研究

      傅晨钊, 司文荣, 赵莹莹, 梁永春
      2026, 62(9): 221-227. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.022
      摘要:文中提出了一种基于相似原理求解电缆温升的计算方法。利用相似性与气体辐射特性等传热学知识,将隧道电缆温升计算涉及的对流与辐射相对分离。通过比例缩放,实现利用小尺寸模型下的对流特性反映大尺寸模型的对流传热特性,结合辐射散热系数求解,联立建立表示隧道电缆组温升特性的隐函数方程组,将场域的仿真计算转化为方程组的求解,从而在较少计算资源下进行电缆温升的快速计算。算例验证表明,该方法可信,误差可控,极大提高计算准确性与效率。  
      关键词:相似原理;隧道电缆;温升   
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      更新时间:2026-09-10
    • 晋科, 吕中宾, 张梦熹, 张少锋, 夏大伟, 李珍平, 丁国君
      2026, 62(9): 228-236. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2026.09.023
      摘要:结温是影响晶闸管长期运行可靠性的重要因素,快速准确地计算晶闸管结温对评估晶闸管长期运行的可靠性具有重要意义。为此,文中结合晶闸管换流阀的并联冷却水路结构,分析晶闸管结到冷却液热阻和水流量间关系,提出了一种考虑并联冷却水路结构支路长度差异的阀组件各级晶闸管结温计算方法。首先,基于对晶闸管及散热器结构的分析,获得晶闸管到冷却液的热阻与冷却水流量之间的关系。其次,考虑晶闸管冷却系统的并联水路结构,分析阀组件各级冷却水路的水流量,并结合热阻和水流量的分析结果构建晶闸管结温迭代计算模型。最后,通过实际换流站数据进行结温计算验证,并采用等效电路仿真和有限元仿真验证了文中方法的准确性。  
      关键词:晶闸管;并联水路;热阻;结温计算   
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      更新时间:2026-09-10
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