最新刊期

    2024年第60卷第2期

      研究与分析

    • 特高压直流GIL绝缘设计与研究

      黎斌, 刘琳, 梁作栋, 李丽娜, 曹少华, 梁芳蔚, 李传扬, 何金良, 张长虹
      2024, 60(2): 1-25. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.001
      摘要:高压直流电器随电压等级升高其绝缘结构设计难度显著增大,不能简单地沿用交流绝缘件增大尺寸来处理;否则不仅会增大产品尺寸和成本,在绝缘件运行存在温度梯度时其表面还会积聚大量电荷,使电场分布产生更严重畸变。近年来众多研究企图通过调整绝缘件质量或覆盖表面涂层来改善直流绝缘件电场分布,虽获得一些研究成果,但还不能被产品设计使用。文中强调通过调整绝缘件形状来改善电荷聚集和电场分布的观点,由此提出了结构尺寸小,电场分布好的“椎盘/椎盆”新的直流绝缘件设计,并对其结构和电场作了优化设计计算。对GIL基本母线单元母线中支撑件设计作了分析与论证。此外,对产品内绝缘的金属微粒的防治强调防重于治的设计思想,并提出了相应的防治措施。文中对高压直流产品设计必须用的各种场强设计允许值提出了研究方案。文中提出的椎盘/椎盆绝缘件也适于其他超/特高压直流气体绝缘电器选用。  
      关键词:特高压直流绝缘结构;椎盘/椎盆绝缘子;表面电荷与电场优化   
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      更新时间:2025-04-26
    • 叶奕君, 郭嘉俊, 张子健, 吕文杰, 艾泽光, 崔鹏, 谭佳明, 杨爱军, 王小华, 荣命哲
      2024, 60(2): 26-37. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.002
      摘要:直流断路器是轨道交通直流牵引供电系统的核心保护设备,是直流供电系统安全运行的保证,确保其稳定运行至关重要。文中针对直流牵引断路器机械结构特点,进行了断路器机械故障模拟实验,选取分合闸线圈电流及振动信号作为监测物理量,研究其机械故障机理与特征提取方法。研制信号采集硬件装置,搭建直流断路器机械故障模拟实验平台,模拟6种常见的机械故障。采集不同故障下的线圈电流及振动信号进行特征提取后进行故障机理分析,为低压直流断路器机械故障诊断提供理论支撑。  
      关键词:直流断路器;机械故障;电流信号;振动信号;特征提取   
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      更新时间:2025-04-26
    • 李振华, 贾思琦, 童悦, 张涛, 许修齐
      2024, 60(2): 38-50. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.003
      摘要:隔离开关开合操作时产生的特快速暂态过电压/过电流可能会严重威胁电网的可靠性,但目前尚缺乏对隔离开关特快速暂态过程的电磁干扰变化特征及变化规律的研究。文中以隔离开关分合容性小电流试验的暂态电压、电流数据为基础,提取了对应的宏脉冲波形和单脉冲波形的特征数据,通过概率密度函数拟合以及样本累积经验分布的KS检验对暂态波形特征数据进行了全面的统计分析。结果表明,分、合闸操作的宏波形持续时间概率密度分别服从GEV、inverse Gaussian分布;VFTO、VFTC单脉冲的最大峰值分别为50 kV、370 A,上升时间分别在ns级和μs级,单脉冲间隔时间为ms级;分、合闸单脉冲次数呈现为正态分布。研究结果可为开关类强电磁骚扰标准试验源的研制及系统级电磁兼容试验标准的制定提供科学依据。  
      关键词:隔离开关;特快速暂态;波形参数;概率密度估计;统计分析   
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      更新时间:2025-04-26
    • 夏加富, 叶奕君, 郭嘉俊, 谭佳明, 杨爱军, 王小华, 荣命哲
      2024, 60(2): 51-61. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.004
      摘要:直流断路器机械故障诊断算法是直流断路器机械状态在线监测系统的核心部分。文中进行了直流断路器机械故障模拟实验,采集不同故障下的线圈电流及振动信号,对其进行特征提取后,将电流特征、振动短时能量特征、小波包频带能量特征排列组合,利用支持向量机构建故障诊断模型。文中使用主成分分析法及Relief-F算法对不同特征组合降维,进一步分析特征组合降维后的诊断效果,并通过K-Fold交叉验证算法评估单一特征和特征组合训练输出的诊断模型选取分类性能最优的诊断模型。  
      关键词:直流断路器;机械故障诊断;支持向量机;特征降维;交叉验证   
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      更新时间:2025-04-26
    • 恒压下GIS固体绝缘界面气隙缺陷放电严重程度评估

      唐志国, 李阳
      2024, 60(2): 62-68. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.005
      摘要:为了研究GIS绝缘子界面气隙缺陷的放电发展过程,文中设计了空洞气隙缺陷模型,搭建了一套GIS气隙缺陷放电长期测试平台。基于缺陷模型的击穿电压对带有缺陷的试品施加90%Ub、60%Ub、30%Ub的交流恒压,使用UHF检测系统采集放电数据直至试品击穿。提取放电次数、放电幅值、放电时间间隔分析放电状态特征,发现GIS气隙缺陷放电发展过程存在两个阶段,前期放电幅值缓慢增大,放电脉冲逐渐稀疏,放电发展较为平稳;后期放电幅值急剧减小,放电脉冲密集,放电发展剧烈,采用k-means聚类算法及BP神经网络建立了气隙缺陷局放发展阶段的划分规则。研究表明,放电次数、放电幅值、放电时间间隔3种统计参量呈现阶段式单调性的趋势,可以用3种统计参量前向差分绝对值作为特征参量来评估GIS气隙放电严重程度;对GIS恒压试验进行聚类分析将放电过程划分为平稳劣化阶段和加速劣化阶段,随着外施电压水平的降低,平稳劣化阶段被压缩,加速劣化阶段占比升高。  
      关键词:GIS绝缘子;气隙放电;恒压法;状态划分;评估   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于LSTM-MIV神经网络的SF6断路器触头电寿命预测

      马飞越, 李澳, 吴诚威, 于家英, 陈磊, 倪辉
      2024, 60(2): 69-77. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.006
      摘要:文中基于LW30-40.5型SF6断路器全寿命烧蚀试验数据,采用归一化异常指数F反映断路器触头剩余电寿命,0表示电寿命完备,1表示电寿命耗尽。根据断路器分闸动态电阻—行程曲线,提出了将动态电阻—行程曲线上行程大于8 mm且电阻值大于500 μΩ的第一个峰值点作为断路器主触头接触阶段与弧触头接触阶段分界点。据此得到反映断路器触头异常指数F的5个特征参数,采用皮尔逊相关系数法对特征参数进行独立性分析。通过LSTM神经网络建立了基于特征参数与异常指数F之间的回归预测模型,F回归预测均方差和绝对平均误差分别为0.014 921和0.013 053,采用MIV方法确定了各特征参数对异常指数F影响权重。  
      关键词:SF6断路器;电寿命;动态电阻;LSTM-MIV神经网络;回归预测   
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      更新时间:2025-04-26
    • 不同着火位置对高压开关柜火灾影响的数值研究

      张佳庆, 祝现礼, 过羿, 尚峰举
      2024, 60(2): 78-84. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.007
      摘要:基于流体动力学计算软件文中研究了不同着火位置对高压开关柜火灾的影响,分析了柜内温度场、无量纲温度因子、烟气分布及总热释放率火灾特征参量。计算结果表明,手车室发生火灾时最高温度低于电缆室或母线室最高温度,且不同着火位置下顶壁或侧壁无量纲温度因子差异明显,可用来进行早期火灾安全预警的诊断手段。烟气场和总热释放速率分布表明,电缆室和手车室着火时,其烟气可充满整个高压开关柜柜体,而母线室着火时烟气仅充满整个母线舱室。另外,电缆室火灾具有较大的总热释放率,因其相邻手车室可燃构件也被引燃进而释放更多的热量。通过文中的研究结果,可进一步认识和了解高压开关柜火灾蔓延发展趋势,也可为高压开关柜的早期安全预警提供技术和理论支撑。  
      关键词:高压开关柜;火灾;着火位置;火灾安全;火焰热释放速率   
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      更新时间:2025-04-26
    • 辛昭昭, 马平, 陈志彬, 元复兴, 刘景博
      2024, 60(2): 85-93. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.008
      摘要:罐式洁净空气绝缘开关设备是理想的环保开关升级解决方案,相较于箱式结构产品,其绝缘性能更优,但是其大电流发热温升问题仍较为突出。文中结合一种40.5 kV罐式洁净空气绝缘充气柜产品,从降低发热功率角度对其弹簧触指电连接和三相母线进行了建模和比较计算。采用有限元法建立了一种V字形弹簧触指电连接模型,计算了交变电磁场对并联触指分流的影响,比较了双弹簧触指和单弹簧触指的通流和功耗差异,量化计算了触指材料对发热的影响,确认了一种优选的钴青铜双触指电连接方案。通过建立三相母线的三维电磁场模型,研究了集肤效应和邻近效应对三相导体发热功率的影响,比较了可选的铝合金材料,确认选用一种高导电铝合金空心导体作为优选的设计方案,并计算比较了母线导体的交流电阻和直流电阻差异。文中所得结论和建模仿真方法,对交流大电流环保电器产品的触指及导体设计具有指导意义。  
      关键词:弹簧触指;三相母线;交变电磁场;发热功率;仿真分析   
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      更新时间:2025-04-26
    • 李龙江, 吴小钊, 李俊豪
      2024, 60(2): 94-101. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.009
      摘要:为了实现气体绝缘开关柜的绝缘介质由SF6向干燥空气等环保型气体转变,开发一种结构小型化、绝缘水平满足要求的干燥空气绝缘开关柜中使用的固封极柱是亟需解决的问题。文中分析了40.5 kV SF6固封极柱置于干燥空气绝缘开关柜中的相间及对地电场分布,结果显示灭弧室动、静端盖板以及绝缘拉杆附近的气—固沿面电场严重超标,易造成沿面闪络。依据气—固复合绝缘理论,采取增加均压屏蔽网、改进绝缘壳体外观结构、重新设计绝缘拉杆等措施进行电场优化。通过仿真分析,优化设计后的固封极柱灭弧室端盖附近沿面最大场强由3.4 kV/mm降至2.03 kV/mm,绝缘拉杆沿面最大场强由4.1 kV/mm降至1.7 kV/mm。对优化前后的固封极柱进行了局部放电和雷电冲击耐压试验,局部放电试验的起弧电压由35 kV提升到62 kV,雷电冲击耐压试验的峰值耐受电压由145 kV提升到218 kV,证明了优化方案的可行性,为后续40.5 kV及更高电压等级的类似固封极柱的研发及优化提供了有关参考。  
      关键词:干燥空气绝缘;固封极柱;仿真分析;沿面电场;均压屏蔽;结构优化;局部放电;雷电冲击   
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      更新时间:2025-04-26
    • 不同磁场条件下直流接触器电弧开断特性的仿真研究

      黄一凡, 王立军, 王凯, 张润铭
      2024, 60(2): 102-107. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.010
      摘要:直流接触器是实现分断、功率切换以及故障保护等功能的关键器件。文中以某直流接触器为例,建立了直流接触器氢气电弧特性仿真的二维磁流体动力学模型,该模型综合考虑了外部负载电路、触头运动以及非均匀外部磁场等因素对接触器电弧特性的影响,仿真研究了不同磁钢厚度下密闭式直流接触器内电弧开断过程中的电流电压变化曲线以及温度场分布。研究结果表明,在不同磁钢厚度的非均匀磁场作用下,450 V/400 A、充气压力为4 atm(1 atm=101 kPa)的直流接触器内部电弧的燃弧时间有所不同,并且随着磁钢厚度增大,磁场强度变强,燃弧时间缩短,磁钢厚度为5.5 mm时的燃弧时间最短。  
      关键词:电弧特性;直流接触器;温度分布;磁场强度   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于动态时间规整的变压器绕组变形故障诊断方法研究

      谭珊, 赵仲勇, 杨建, 蔡敏, 郭金龙
      2024, 60(2): 108-118. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.011
      摘要:绕组变形是导致变压器故障的主要原因之一,频率响应分析法是一种常用的检测绕组变形故障的方法。文中针对实际应用中,因频率响应数据解释不足导致的绕组故障诊断效果不佳、抗噪性能差和故障程度指标与实际故障程度的单调性不良等问题,提出了基于动态时间DTW(dynamic time warping)规整路径与K最邻近算法(KNN,K-nearest neighbor)的变压器绕组状态判别法、基于DTW偏离度的变压器绕组故障程度表征法。通过在一台实际变压器及一台模型变压器上的运用,验证了其在绕组状态判别及绕组故障程度表征方面的性能。通过对比实验,分析了该方法在绕组状态判别中的准确性,抗噪性,以及在故障程度表征上的灵敏性与线性相关性。结果表明,在这两个案例中,与现行变压器绕组故障诊断标准相比,文中方法有更高的准确率,更能反映变压器绕组变形故障的程度,有着更好的抗噪性能。  
      关键词:变压器;频率响应;DTW算法;绕组变形;故障诊断   
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      更新时间:2025-04-26
    • 换流变压器有载调压开关防爆试验研究与分析

      陈洪波, 曹培, 高凯, 曹燕明, 苏钟焕, 王群伟, 董弘川, 李凌南
      2024, 60(2): 119-126. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.012
      摘要:为研究有载调压开关的防爆能力,以换流变压器有载调压开关为研究对象,搭建了有载调压开关的防爆试验系统。在开关内部设置了一对电极,当试验大电流通过电极之间的细小铜丝使其发生熔断后,电极之间形成电弧通道。通过调整电弧电流、电弧间距、燃弧时长,从而获取了不同故障能量并测量了在此能量下的开关内的压力。计算并对比了在对应能量下开关油室的压力。试验研究表明:①开关的防爆能力有限,建议提高开关盖板强度,结合爆破膜对开关进行防爆;②为避免随着电弧能量增大使弧压变化过大,建议减小电极间距;③为避免电极烧蚀,建议使用比热容小、熔点低的材料,为保证电弧稳定,建议将电极改为半球形之间。  
      关键词:换流变压器;有载调压开关;燃弧;防爆;能量;电极   
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      更新时间:2025-04-26
    • 不同类型冲击电流对ZnO压敏电阻老化的影响研究

      赵江泽, 赵洪峰, 程宽, 王昊, 谢清云
      2024, 60(2): 127-132. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.013
      摘要:为了比较不同类型冲击电流对氧化锌(ZnO)压敏电阻直流老化的影响,将相同类型的ZnO压敏电阻样品分别开展2 ms方波(峰值为2 kA)耐受试验和4/10 μs冲击电流(峰值为100 kA)试验。实验结果表明,在1~3轮(3~9次)的冲击耐受下,2 ms方波对ZnO压敏电阻的老化特性能起到一定优化作用,而4/10 μs大电流冲击则使得ZnO压敏电阻老化特性持续劣化。利用扫描电子显微镜(SEM)、光谱仪、数字源表研究其微观结构以及电气性能参数变化。结合实验结果分析原因,4/10 μs冲击电流对ZnO压敏电阻的损伤程度大于2 ms方波冲击电流的损伤程度,更容易引起ZnO压敏电阻的老化,在1~3轮(3~9次)2 ms方波耐受下,可以改善压敏电阻老化特性,其原因在于冲击电流产生热效应使构成晶界势垒亚稳定成分填隙锌离子在晶界发生反应而降低其浓度,得到比冲击前更稳定的晶界结,从而提高了其老化特性。  
      关键词:ZnO压敏电阻;冲击电流;老化特性;热处理;晶界势垒   
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      更新时间:2025-04-26
    • 复合绝缘子酥朽断裂事故的分布规律研究

      卢明, 高超, 李子岳, 吴焱松, 梅红伟, 王黎明
      2024, 60(2): 133-142. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.014
      摘要:论文在调研了2010—2020年国网范围内发生的复合绝缘子酥朽断裂事故的基础上,总结了复合绝缘子酥朽断裂事故在中国的地域分布特征,研究了自然环境因素以及运行条件与酥朽断裂事故的关联关系。复合绝缘子酥朽断裂事故集中分布在中国东部沿海及南方地区。根据统计,90%左右的事故绝缘子都位于年降水量在500 mm以上的地区,事故发生前处于相对湿度60%以上的环境中。酥断事故在任何环境温度下均有发生的可能,但仍集中分布在20 ℃以上的环境温度下。除了环境温度、湿度,酥朽断裂事故的分布与地形、海拔、风力等其他自然因素并无明显的相关性。与酥朽断裂相关性较大的运行条件是电压等级和串型。通过电场计算,高压侧局部场强过大是造成酥朽断裂事故集中分布在500 kV电压等级线路绝缘子的重要原因,但不是V串500 kV复合绝缘子酥朽断裂事故多发的原因。  
      关键词:复合绝缘子;酥朽断裂;自然环境;运行状况;电场计算   
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      更新时间:2025-04-26
    • 超特高压GIL三支柱绝缘子研究述评

      陈静, 臧春艳, 龚禹璐, 宋冬冬
      2024, 60(2): 143-155. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.015
      摘要:大力发展超特高压GIL设备是“双碳”背景下解决中国大量输电需求的一个重要解决途径。但由于超特高压GIL应用历史较短,其关键性组件的可靠性还有待提高,特别是近年来GIL三支柱绝缘子闪络或击穿事故频发,面临着故障机理不明、优化方法不足、检测手段缺失等严峻现状。文中在简单介绍超特高压GIL三支柱绝缘子组成结构及类型的基础上,统计了近年来中国在运GIL工程中出现的相关故障,重点从材料选型、工艺改进、结构优化、试验与检测技术提升等多个角度,系统分析了当前超特高压GIL三支柱绝缘子在设计、制造、安装、运行及维护各阶段所存在的问题,梳理和提出了多样化的改进措施,并对后续研究给出了建议方向,可为超特高压GIL三支柱绝缘子的产品升级和故障率降低提供有益的参考。  
      关键词:GIL;特高压;三支柱绝缘子;环氧复合材料;表面电荷   
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      更新时间:2025-04-26
    • 考虑电压采集电磁信号干扰的氧化锌避雷器在线监测

      李宝银, 吴宏亮, 龚子豪
      2024, 60(2): 156-162. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.016
      摘要:为实时监测氧化锌避雷器运行状态,提出考虑电压采集电磁信号干扰的氧化锌避雷器在线监测方法。利用经验模态分解方法去除原始电压信号中的电磁噪声,消除电磁干扰;利用谐波分析法对电压与电流信号实施快速傅里叶变换操作,简化运算,获取避雷器的阻性、基波阻性以及三次谐波电流,由此判定氧化锌避雷器运行状态。实验证明:该方法可以有效去除电磁噪声以及无用信息,保留了有效信息,测量误差也未超过0.25%,能够有效监测出氧化锌避雷器的运行状态。  
      关键词:电压采集;电磁干扰;氧化锌避雷器;谐波分析法;离散频谱校正   
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      更新时间:2025-04-26
    • 李刚, 肖剑桥, 阎对丰, 王培人, 孙昊, 张宝强
      2024, 60(2): 163-168. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.017
      摘要:随着“双碳”政策的提出,对于环保型SF6替代气体的探索受到了越来越广泛的关注,各类气体的绝缘特性是我们关注的一个重要参数。但是由于电弧的不稳定性,断路器中电弧放电的电子数密度很难被测量,且电弧电子数密度又是确定断路器开断成功与否的重要参数。汤逊散射作为一种等离子体的光学诊断方法,具有无需基于平衡态假设且精度较高的优点。文中利用汤逊散射的方法成功测量了,在250 A、200 V的条件下通过拉弧形成的电弧,在空气、N2、CO2、SF6四种不同气体中的径向电子数密度的分布。发现在燃弧阶段,4种气体介质中电弧的径向电子数密度分布差别不大,电弧中心的电子数密度在1×1023 m-3左右,电弧边界的电子数密度约为6.0×1022 m-3;整体而言,SF6的径向电子数密度要小于空气的,这与SF6的强电负性有关。  
      关键词:气体电弧;光学诊断;汤逊散射;电子数密度   
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      更新时间:2025-04-26
    • 纳米TiO2改性纤维素纸板在油流环境下的带电特性研究

      刘道生, 王广康, 牛腾霄
      2024, 60(2): 169-177. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.018
      摘要:经纳米TiO2改性纤维素纸板可以增强其击穿场强与抗老化性能,是当前电气绝缘领域研究的热点。纸板中添加纳米粒子对于变压器油流带电影响仍不明确;因此,为了揭示纳米粒子对油流带电影响与抑制机理,需测量与分析纳米改性纸板中的油流带电特性。文中以TiO2改性纸板与未改性矿物油为研究对象,通过旋转圆盘系统测量其摩擦产生的静电电流。根据控制变量法研究了温度、纳米粒子质量分数和流速等因素对带电程度的影响,分析了纳米粒子对于油流带电影响机理;采用有限元分析方法分析了变压器油道仿真模型,对比了不同质量分数下的纳米TiO2改性纸板制作的油道模型内部电场分布情况。研究结果表明:与未改性纸板相比,纤维素基体中添加质量分数为1%的纳米TiO2粒子可以抑制油流带电程度,使得油道内部积累电荷后的电场分布畸变程度最小。研究结果可以为抑制变压器中的油流带电提供新方法。  
      关键词:纳米改性;油流带电测量;有限元分析;绝缘纸板;电场分布   
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      更新时间:2025-04-26
    • 低抖动大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关

      黄超, 闫文博, 易爱平, 李高鹏, 陈正阁, 汪由胜, 柴童星
      2024, 60(2): 178-183. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.019
      摘要:为了发展结构简单、便于维护的大功率气体火花开关,研制了大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关,该开关采用电晕放电均压方式,由9个相同的间隙构成。利用有限元分析方法对9间隙电晕均压气体火花开关的电场进行了分析,发现适合长度的电晕针对开关主间隙的电场影响很小,且加载触发脉冲时可在中间间隙形成了强烈的畸变电场。在理论分析的基础上,开展了开关击穿特性研究,实验结果表明电晕均压有利于提升开关的稳定性,开关自击穿电压分散性降低,自击穿电压略微增大;同时多间隙开关实现了良好的触发导通,在工作电压60~85 kV(工作欠压比56.8%~80%)范围内,开关的击穿延时抖动均小于20 ns,当工作电压达到80 kV以上时,抖动可小于10 ns。文中设计的大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关可用于直线脉冲变压器等脉冲功率系统,使用的基于电场模拟对电极结构进行优化的方法对设计其他类型的开关具有借鉴意义。  
      关键词:脉冲功率技术;多间隙气体火花开关;低抖动;电压均压   
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      更新时间:2025-04-26
    • 柔性石墨接地材料工频热稳定性能试验研究

      陈四甫, 张俊杰, 陈瑞斌, 余飞宏, 尹李健, 郭洁, 务孔永
      2024, 60(2): 184-191. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.020
      摘要:针对电力系统中广泛使用的金属接地材料在运行中存在的腐蚀严重、运维费用高等问题,新型耐腐蚀型柔性石墨非金属接地材料成为一个较为热门的研究方向。柔性石墨接地材料的电气及热特性与传统的金属接地材料差异较大,其在工频电流下的热稳定性能也与金属材料有所区别,成为了制约柔性石墨接地材料截面选取以及结构设计的主要因素。为了得到较为准确的柔性石墨接地材料热稳定性能,文中针对柔性石墨接地材料在不同短时工频电流作用下的电气及热特性变化展开实验研究,获得了相应的热稳定温度阈值和热稳定系数参考值。研究结果表明:柔性石墨接地材料最高允许工作温度(即热稳定温度阈值)约为300 ℃,与传统金属接地材料较为接近;而其热稳定系数约为2.94,相比金属接地材料较低,因此在设计接地体时,柔性石墨材料的接地体截面应超过金属接地材料接地体截面,才能保证通流容量满足实际需要。  
      关键词:石墨基柔性接地体;工频热稳定性;热稳定系数   
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      更新时间:2025-04-26
    • 张振乾, 杨韧, 徐留玉, 徐孟元, 高超, 李小全, 张万军
      2024, 60(2): 192-199. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.021
      摘要:SF6气体绝缘开关设备电弧放电下O2对SF6分解产物具有显著影响,但其影响规律及相关作用机制目前尚不清楚。针对这一问题,文中利用18O2作为示踪剂开展了电弧放电实验,利用GC-MS分析了放电过程中和放电后含18O同位素物质的变化规律,明确了电弧放电下SF6分解产物的形成途径及18O2对SF6分解产物的影响,阐明了其深层化学反应机理。结果表明,电弧放电下O2杂质会在不同程度上促进SOF2、SO2、SO2F2、CO2的生成,其中O2主要以分解后的O原子参与SOF2、SO2、CO2的生成反应,以O2分子和分解后的O原子共同参与SO2F2的生成反应。SOF2和SO2F2的生成主要由放电过程中发生的复合反应主导,SO2的生成主要由放电后发生的分子间反应主导,CO2的生成则来自两者的共同作用。  
      关键词:SF6分解产物;电弧放电;影响规律;氧同位素示踪法   
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      更新时间:2025-04-26

      技术讨论

    • 服役输电线路风致响应及寿命预测分析

      张刚, 戴建强, 谢强, 李珊, 赵龙, 李中凯, 李景华
      2024, 60(2): 200-209. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.022
      摘要:庞大的输电系统是国家最重要的基础设施之一,确保其在长期风荷载作用下的安全性和可靠性,是应该重视的关键问题。采用Abaqus建立了输电塔线体系的精细化有限元模型,对风荷载进行了模拟,考虑受压杆件失稳,通过动力计算方法分析了塔线体系响应并据此确定了其薄弱位置。进一步地,以薄弱杆件的应力时程为指标,基于Miner线性准则描述的损伤规律,采用雨流法预测了不同风速下塔线体系的寿命;随后研究了风荷载模拟关键参数对结构预测寿命的影响,对线路进行整体上的评估。结果表明:以构件失效作为塔线体系结构整体破坏的准则,可为塔线体系的寿命预测提供一定的参考;结构的预测寿命主要由薄弱构件(变坡处主材)控制;此外,风荷载模拟参数对预测寿命有较大影响,持时不同预测寿命差距较大,Kaimal谱模型预测寿命比随机Fourier谱更偏于保守;粗糙长度与预测寿命负相关。  
      关键词:输电塔线体系;风振响应;雨流法;寿命预测   
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      更新时间:2025-04-26
    • 考虑多源协同的主动配电网故障恢复策略

      黄代雄, 汪志军, 袁俑斌, 余奕夫, 周伟
      2024, 60(2): 210-215. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.023
      摘要:随着科技的发展,主动配电网中面临了多项重要问题,首先,随着大量柔性负荷和电动汽车的接入,负荷种类显著多元化,增加了电网管理的复杂性。其次,可再生能源的随机性和波动性对电网的故障恢复提出了重要挑战。为了应对这些问题,研究提出了一种针对各种能源互动的主动配电网故障恢复策略。该策略建立了一个优化模型,以最大数量可控分布式电源行动和最小功率损失为目标,同时满足系统安全约束。为了建立该模型,使用了改进的二进制粒子群算法和遗传算法。通过在IEEE33节点配电网模型上的仿真分析,实验结果表明,该策略能够有效降低电网损失,并最大程度地恢复失电负荷,为面对可再生能源和多元化负荷挑战的电网管理提供了一种潜在的解决方案。  
      关键词:主动配电网;柔性负荷;可再生能源;故障恢复;粒子群算法   
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      更新时间:2025-04-26
    • 基于微能量收集的电力设备无线测温技术研究

      刘斌, 张国彦, 丁仁杰, 孙添资, 翟小社, 耿英三, 张高潮
      2024, 60(2): 216-222. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.024
      摘要:针对电力设备无线测温技术的需求,文中设计了一种基于新型磁电发电装置的无线温度在线监测系统。该系统利用电力系统周围的杂散磁场为整套无线监测系统供电,并设计了新型压电摩擦耦合悬臂梁结构以提高磁场能收集的效率,同时温度测量模块采用低通滤波提高收集灵敏度,采用低主频工作模式及定时唤醒功能降低信号处理和传输能耗,兼具低功耗的温度采集功能和电气隔离的数据传输能力,保证整套设备的稳定可靠运行。实验测得电源模块在4 Oe,50 Hz的交变磁场下可产生峰峰值开路电压160 V,短路电流14 μA整流后输出3.3 V稳定电压,在该电源供电下无线测温装置每5 s可收发一次温度数据。  
      关键词:温度在线监测;微能量收集;耦合悬臂梁结构   
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      更新时间:2025-04-26
    • 使用添加剂提高开关柜用环氧材料憎水耐电痕特性的研究

      谢勇, 张煜程, 吴晟昊, 费龙菲, 刘北军
      2024, 60(2): 223-228. DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2024.02.025
      摘要:为了沿海地区空气绝缘开关柜用环氧绝缘件找到一种合适的具有较好憎水性、耐电痕特性的环氧配方材料,以适应盐雾、潮湿的环境条件,文中对开关柜常规用的注射用环氧配方,分别加入2%活性SiO2纳米颗粒、2%Al2O3纳米颗粒及6%Al(OH)3颗粒,通过对配方的接触角、耐电痕特性的测量,得出环氧树脂材料配方内掺杂活性SiO2纳米颗粒、Al2O3纳米颗粒及Al(OH)3颗粒后可以有效提高憎水性、耐电痕特性,将原配方的耐电痕性能从1A0提高到1A2.5,同时机械性能有轻微的改变。  
      关键词:开关柜;添加剂;环氧配方;憎水性;耐电痕   
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      更新时间:2025-04-26
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