高压电器 /oa 基于超宽频电压测量的1 100 kV GIL绝缘子闪络电压时频特征试验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002001 特高压GIL设备是特高压输电工程的重要组成单元,故障精确定位是缩短GIL设备绝缘击穿故障抢修时间,提高特高压输电可靠性的关键。为满足特高压GIL故障精确定位需求,研究特高压GIL设备内部绝缘击穿时所产生暂态电压的波形时频特征是基础。文中利用真型1 100 kV GIL设备构建试验平台,通过模拟盆式绝缘子表面缺陷诱发GIL设备内部绝缘闪络。采用超宽频带的电压测量系统准确测量盆式绝缘子闪络过程中电压突变,通过分析击穿过程暂态电压波形的时域和频域特征,揭示特高压GIL设备盆式绝缘子闪络的电磁波激发机理。同时还对比分析了不同极性电压下,闪络诱发暂态电压波形时频特征的变化规律。通过试验分析发现,特高压GIL设备盆式绝缘子击穿时暂态电压的上升沿低于110 ns,陡度大于5 kV/ns,激发电磁波的高频分量可达4 MHz。因此通过准确测量击穿电压,可大幅提升电压行波定位的精度,为实现特高压GIL设备10 m级故障精确定位奠定坚实基础。 2020年02月14 00:00 2020年02期 1 6 2017092 丁登伟<sup>1</sup>, 刘卫东<sup>1,2</sup>, 张紫薇<sup>1</sup>, 何 良<sup>1</sup>, 袁明虎<sup>1</sup>, 张 晨<sup>1</sup> 母线通流温升对GIS内绝缘特性影响的仿真研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002002 GIS母线通流产生温升发热现象,进而引起SF6的流动使其分布不均。SF6击穿特性受其分布不均性的影响极大,极易在分布不均的局部区域出现击穿现象,从而引发绝缘故障。为此文中开展了母线通流温升对GIS内部绝缘特性的影响研究。建立了考虑集肤效应、涡流损耗、电导率温升效应的1 100 kV GIS气室电磁场—温度场—流场耦合模型,求解了SF6在GIS母线通流温升条件下的流动情况。结果表明:母线通流温升的确使SF6分布不均,温升越高区域SF6分布越稀薄,绝缘水平下降越厉害。为定量得到GIS内部绝缘状态,在分析SF6击穿特性基础上,根据绝缘裕度的概念建立了绝缘裕度计算模型,得到了GIS内部绝缘特性。计算结果表明:母线通流温升使GIS内部绝缘水平大幅下降,从14.51 kV/mm降到9.92 kV/mm,有被击穿的危险。这表明母线通流温升对GIS内部绝缘水平的影响不能忽略,这一点在今后的GIS内绝缘设计中应予以高度重视。 2020年02月14 00:00 2020年02期 7 14 2635517 吴细秀<sup>1,2</sup>, 程诗敏<sup>1,2</sup>, 周 帆<sup>1,2</sup>, 吴士普<sup>2</sup>, 冯 宇<sup>2</sup> GIS套管对平面电磁波耦合特性的仿真分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002003 变电站放电产生的电磁波进入GIS设备内部,严重干扰了局部放电特高频(ultra-high-frequency,UHF)检测。研究干扰电磁波进入设备的传播特性对于抗干扰技术的提升意义重大,但是目前尚无此方面的研究工作报道。套管是外部电磁波干扰进入设备的主要通道之一,利用时域有限差分方法仿真分析了电磁波经过套管进入GIS设备的传播特性。首先,建立了252 kV套管与GIS腔体仿真模型,在模型侧面设置了平面电磁波源,在GIS内部设置了电场强度点探针;其次,计算了电磁波传播过程中仿真空间内各点的场强及其动态变化,展示了电磁波进入套管与GIS的动态画面;最后,分析了进入GIS内部的电磁波信号的强度、频谱分布特征及其与外部平面电磁波源极化方向的关系。仿真结果表明:套管中心的导杆在电磁波耦合过程中起到了主要作用,当平面波电场方向平行于导杆时GIS内部电磁波干扰信号最强,谐振电磁波的波长大于等于导杆长度的2倍。研究结果对于查找与排除UHF干扰源具有重要的指导意义。 2020年02月14 00:00 2020年02期 15 20 2079014 陈 晔<sup>1</sup>, 叶兆平<sup>1</sup>, 郑书生<sup>2</sup> 电快速瞬变脉冲群发生器的特征根建模方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002004 在电磁兼容设计中,为了对电子单元的电快速瞬变脉冲群抗扰度性能进行预测,须分别建立干扰源发生器及耦合装置的仿真模型。文中的研究目标是研究和验证基于特征根理论的电快速瞬变脉冲群发生器建模方法。对于干扰源发生器的建模,文中根据电网络理论,采用特征根法建立发生器脉冲形成网络的传输函数,其中,以两个负实根表征脉冲形成电路的非振荡物理过程,两共轭复根表征其衰减振荡过程,特征参数均由生产厂家提供的发生器开路校准波形确定。基于传输函数,采用CAUER法进行电网络综合,并根据匹配校准波形进行归一化运算,最终建立发生器的等效电路。对于标准耦合夹的建模,以矢量网络分析仪对耦合装置的端口散射参数(S参数)进行测量,在相应频段内以矢量匹配法对S参数的测量结果进行有理函数逼近,建立耦合网络的宏模型,并进而转换为SPICE等效电路。基于以上建模方法对两平行信号线的共模及差模干扰进行了仿真与实验对比,对比结果验证了文中方法的有效性。 2020年02月14 00:00 2020年02期 21 26,33 1910386 翟小社<sup>1</sup>, 刘 畅<sup>2</sup>, 李仁峰<sup>2</sup>, 姚晓飞<sup>1</sup> 开关电弧非平衡态电导率的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002005 电弧等离子体电导率是影响电弧能量的关键因素之一。文中从微观角度出发,通过库伦碰撞模型对SF6电弧等离子体内电子温度与重粒子温度进行计算,针对热力学非平衡态特点对Saha方程、Guldberg-Wagge方程进行修正,根据SF6放电时存在的电离、解离平衡计算得出不同压强、不同温度下的电子数密度;改进Spitzer电导率计算模型,得到压强为0.1~1 MPa、温度为300~20 000 K范围内非平衡态双温度SF6电弧等离子体电导率,并在压强为0.6 MPa下与平衡态电弧电导率计算结果进行对比。研究结果表明:当温度为7 000 K时等离子体内部开始出现电子,并随着温度的升高电子密度迅速达到峰值;压强为0.6 MPa下,温度小于10 000 K时,非平衡态双温度等离子体电导率与平衡态等离子体电导率计算结果相差较大,这是由于非平衡态条件下,电子温度与重粒子温度相差很大,不能用单一温度同时表征两种粒子的发展过程。在等离子体内粒子电离不充分时,非平衡态双温度电弧等离子体模型更能够准确描述电弧的动态发展过程。研究结果可应用于滤波器组、电容器组断路器等开断容性小电流的气流场数值计算中。 2020年02月14 00:00 2020年02期 27 33 1591054 石 岩<sup>1,2</sup>, 崔博源<sup>1</sup>, 陈 允<sup>1</sup>, 林 莘<sup>2</sup>, 张 进<sup>3</sup>, 钟建英<sup>4</sup>, 吴昱怡<sup>1</sup> 快速自适应边界元方法计算不平坦大地上方高压直流输电线路标称电场 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002006 高压直流输电线路的标称电场计算是其电磁环境分析的基础。考虑输电线路下方不平坦地形影响,文中提出一种快速填充矩阵元素的自适应边界元计算方案,其根据计算结果估计后验误差,从而可自适应的划分边界单元。为避免在自适应计算过程中反复计算矩阵元素,文中采用自适应叉积近似方法加速矩阵元素的填充,降低了计算存储的要求,同时,采用了预条件处理技术,提高了边界元方程组迭代求解器的计算效率。数值算例证明了文中方法的正确性和有效性。文中方法可为分析高压直流输电线路在复杂地形条件的电磁环境奠定基础。 2020年02月14 00:00 2020年02期 34 39 1519586 郑中原<sup>1</sup>, 苏 展<sup>1</sup>, 路 菲<sup>1</sup>, 金 岩<sup>2</sup>, 刘 彤<sup>3</sup>, 邹 军<sup>3</sup> 直流断路器模拟试验回路的设计与仿真 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002007 目前针对实验室内测试换流式直流断路器的开断性能,多采用工频的合成回路进行试验,其等价性有待商榷。文中提出采用叠加振荡电流源来模拟实际直流短路电流的方案。针对设计参数为额定电流2 kA,短路电流20 kA,最大电流上升率6 kA/ms的直流系统,分别计算了低频、高频电流源回路及电压源回路的相关参数,通过PSCAD搭建了整体的系统模型,分析了各模块间的动作时序,并成功进行了开断试验,对实际直流断路器及其测试平台的设计有一定的参考价值。 2020年02月14 00:00 2020年02期 40 46 1605046 田 阳<sup>1</sup>, 朱 玉<sup>2</sup>, 田 宇<sup>1,2</sup>, 李志兵<sup>1</sup>, 董恩源<sup>2</sup> 基于综合赋权与WRSR的高压开关柜状态评估方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002008 高压开关柜作为配电网络中应用最广泛、使用数量最多的配电设备之一,为保证高压开关柜稳定运行及电网安全,需要对其状态进行准确评估。文中提出了一种综合赋权与加权秩和比(WRSR)相结合的新的开关柜状态评估方法。首先根据高压开关柜的绝缘状态、电气状态、机械状态和历史记录等信息,建立状态评估体系,运用层次分析法和熵权法相结合分别计算指标主客观权重并实现综合赋权;其次建立基于加权秩和比(WRSR)的开关柜状态评估模型,该模型构建简便,且具有强大的信息统计分析功能,可以实现状态分类及定量评估;最后运用该评估方法进行了实例分析,同时实现对多个开关柜的状态评估,并根据评估结果对多个开关柜的状态进行排序,进而制定相应的检修策略,有效地提高了检修效率。 2020年02月14 00:00 2020年02期 47 52 1416829 吴 晗<sup>1</sup>, 李时莹<sup>2</sup>, 亓彦珣<sup>1</sup>, 庞先海<sup>3</sup>, 张建涛<sup>4</sup>, 谢 庆<sup>1</sup> 断路器开断短路电流累积烧蚀效应研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002009 断路器在多次开断短路电流后,准确评估电流能量对灭弧室弧触头的烧蚀程度是一个困扰运维人员的技术难题,特别是在不解体断路器灭弧室的条件下,采用电气试验手段以何种特征参量准确反映弧触头的寿命状态是该难题的关键。文中重点研究断路器开断短路电流后触头的累积烧蚀效应,采用4台真型500 kV柱式断路器作为研究对象,结合动态电阻测试手段,在短路开断合成回路中跟踪检测断路器电寿命试验过程中弧触头状态的演化趋势,研究得到了电寿命试验前后弧触头烧蚀特性,以及表征弧触头状态的特征参量(有效接触位移、接触电阻和累积电流开断能量)的关联性,揭示了短路电流累积开断效应对断路器寿命状态的影响规律,可为运维人员评估断路器灭弧室状态以及制定后续检修策略提供依据。 2020年02月14 00:00 2020年02期 53 61 2053404 张长虹, 杨 旭, 黎卫国, 陈伟民, 陈 蔚, 黄大为 FLN36型负荷开关转轴改性及刚度校核的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002010 机械特性是高压开关重要的设计参数,尤其是利用单一转轴进行三相驱动的结构形式。文中以FLN36型负荷开关转轴为研究对象,对其材质、结构进行优化,通过有限元仿真分析、相应试验校核,最终将转轴材质定义为30%GF含量(质量分数)的PC工程塑料,壁厚为2 mm,强化转轴强度和刚度,减小开关三相分合闸不同期,改善机械特性,提高了开关的安全可靠性,为同类产品的设计优化提供了参考。 2020年02月14 00:00 2020年02期 62 68 3053527 刘 辉<sup>1,2</sup>, 曹志民<sup>1,2</sup>, 刘永庆<sup>1,2</sup>, 赵 莹<sup>1,2</sup> 基于BP神经网络的线路绝缘子表面泄漏电流预测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002011 污闪事故严重威胁着电力系统的安全稳定运行,而绝缘子表面泄漏电流与污闪之间存在比较密切的联系,文中希望通过神经网络模型对泄漏电流进行预测进而对防污闪工作进行指导。通过对泄漏电流在线监测系统得到的线路多年运行数据进行分析,得到了影响泄漏电流的典型因素及其作用规律。利用BP神经网络算法对某一地区泄漏电流实测数据进行训练,得到较为理想的神经网络模型,使用该模型能够对下一年份线路泄漏电流值进行预测。通过江苏省实际运行线路绝缘子泄漏电流数据的预测结果,验证了该预测方法的有效性和正确性。 2020年02月14 00:00 2020年02期 69 76 1945913 王黎明<sup>1</sup>, 李 旭<sup>1</sup>, 曹 彬<sup>1</sup>, 高 嵩<sup>2</sup> 特高压换流站直流场复合绝缘子动力特性测试研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002012 复合绝缘子因其强度高、韧性好,还具有良好的抗震性能及外绝缘性能,在国内多项超、特高压工程中得到了大量应用。充分调研了国内外关于复合材料电气设备的抗震研究现状,以800 kV新松换流站复合绝缘子为研究对象,分析了玻璃纤维增强树脂复合材料电气设备材料特性、法兰胶装型式及弯曲刚度等特性。进一步介绍了锤击法和环境激励法等电气设备动力特性现场测试方法测试原理和适用性,分别采用多点激励单点拾振法和多点激励多点拾振法对2只800 kV和1只400 kV复合绝缘子进行动力特性现场测试,采用模态参数识别方法得到了绝缘子前几阶自振频率、振型及阻尼比。此外,还初步探讨了在带电状态下如何实时监测和检测电气设备动力特性的测试方法。上述研究对今后开展复合电气设备抗震设计及评估具有很好的参考、借鉴作用。 2020年02月14 00:00 2020年02期 77 84 1977642 任冠雄<sup>1</sup>, 曹枚根<sup>2</sup>, 冯国栋<sup>2</sup>, 余荣兴<sup>1</sup>, 陈超泉<sup>1</sup>, 张若愚<sup>2</sup> 基于修正Cole-Cole模型的氧化锌压敏电阻老化状态评估 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002013 为了将频域介电响应法(FDS)用于氧化锌压敏电阻老化状态的无损检测,在实验室环境下对氧化锌压敏电阻进行冲击老化试验,测量其介电频谱,并引入了带直流电导的多驰豫Cole-Cole模型拟合分析氧化锌压敏电阻的介电频谱。通过双驰豫Cole-Cole模型拟合常温下的介电谱发现,其中存在α驰豫过程和β驰豫过程,其对应的活化能约为0.68 eV和0.34 eV,对应着非本征晶间相缺陷驰豫和本征氧空位缺陷驰豫,α驰豫强度Δεα随冲击次数的增加而增强,而β驰豫过程不受冲击老化的影响;在拟合高温下(393 K)的介电频谱时新发现γ驰豫过程,其活化能约为0.73 eV,对应着非本征晶界面缺陷驰豫,随着老化程度的加深,驰豫强度Δεγ、形状参数γ增大,驰豫时间τγ和活化能减小;直流电导σDC随着冲击次数的增加而变大,其对应的活化能约为0.72 eV,随着冲击次数的增加而减小。因此,可通过修正的多驰豫Cole-Cole模型参数σDC、Δεα、Δεγ、τγ、γ和直流电导活化能、γ驰豫活化能综合评估氧化锌压敏电阻的老化状态。 2020年02月14 00:00 2020年02期 85 92 2053426 李春茂, 陈子宣, 杨 雁, 陈锡成, 朱 航, 高 波, 吴广宁 基于氮化铝陶瓷添加的高导热纳米油变压器挂网应用试验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002014 通过在变压器油中添加热导率高的氮化铝(AlN)陶瓷纳米颗粒,可以提高基础油的热导率;但随着混合油的热导率增大,其电气性能有所下降。文中选取的添加浓度,在满足设备电气性能的同时,也使混合油的导热性能大为提升。文中提出了纳米油变压器实际应用方案,通过试验研究了纳米油变压器自然负载、低负载运行及过负载运行工况等实际挂网运行性能,对比研究了纳米粒子的添加对变压器稳态和短时温升提升效果的差异,研究发现氮化铝纳米陶瓷粒子的添加能够加强变压器内部热量的传导,提高变压器的散热效率,但在较低的负荷工况下稳态温升降低幅度小于变压器高负载工况下短时温升的降低幅度。 2020年02月14 00:00 2020年02期 93 100,107 2011091 任 欢<sup>1</sup>, 寇晓适<sup>1</sup>, 马 伦<sup>1</sup>, 赵 磊<sup>1</sup>, 周远翔<sup>2</sup>, 王 琪<sup>2</sup> 变压器3种励磁涌流抑制措施效果比较 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002015 变压器空载合闸过程中容易产生励磁涌流,对变压器和电网中其他设备正常运行都具有很大威胁。文中首先对变压器励磁涌流产生的原理进行了分析,推导了单相变压器励磁涌流的近似表达式,并介绍了改进Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型的理论以及使用J-A模型计算励磁涌流的方法。随后,基于PSCAD仿真软件,使用改进J-A模型,对预先消磁、合闸电阻、选相合闸3种变压器励磁涌流抑制措施进行了仿真,并分析了方法的效果及适用情形,为抑制变压器励磁涌流时方法的选择提供了参考。 2020年02月14 00:00 2020年02期 101 107 1874580 王 伟<sup>1</sup>, 魏菊芳<sup>1</sup>, 方 琼<sup>2</sup>, 刘力卿<sup>1</sup>, 何思名<sup>3</sup>, 关永刚<sup>3</sup>, 邹 军<sup>3</sup> 基于时域介电法的变压器油纸绝缘老化特征参量分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002016 为提取表征油纸绝缘老化状态特征参量,将时域介电法更好地应用于油纸绝缘老化状态无损检测,在实验室条件下对不同老化程度的油纸绝缘试样进行极化去极化电流法(PDC)试验,并求得其等效模型参数;然后提出系统极点Pi作为油纸绝缘老化特征参量,并建立其与油纸绝缘老化状态关系;最后验证了系统极点用于评估油纸绝缘老化程度评估的可行性。研究结果表明:扩展Debye模型参数对油纸绝缘老化程度比较敏感,特别是时间参数大于1 000 s的极化支路,其时间常数随着老化时间的增加而呈现递增规律;对于时间常数大于1 000 s的极化支路,极点与绝缘纸聚合度之间存在指数函数关系,且极点值越小的极化支路,拟合优度越高;优化得到的系统相对极点P与聚合度之间存在更好的指数函数关系,且此参数不受变压器几何尺寸的影响。极点验证试验验证了系统极点应用于变压器老化状态评估的可行性。 2020年02月14 00:00 2020年02期 108 113,121 1806945 陈明星, 高 波, 胡广才, 刘琛浩, 吴广宁 变压器油对老化硅橡胶憎水迁移特性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002017 硅橡胶材料特有的憎水迁移性是复合电力设备能够防治污闪事故的重要原因,而油的存在会加重污秽积累。为此,文中高温硫化硅橡胶(HTV)料为研究对象,通过加速热老化得到老化试样,利用人工涂污研究老化对HTV憎水迁移特性的影响,并结合扫描电镜和红外光谱分析其影响机理;对浸油处理后的HTV试样进行人工涂污,分析浸油量和表面油污对HTV试样憎水迁移特性的影响。结果表明:热老化使HTV表面出现孔洞和沟壑,内部疏松,破坏了HTV主链Si-O键及侧链的甲基,影响了小分子的迁移通道,稳态憎水性能变差;浸油后,小分子迁移速变慢,随着吸油率增大,污秽表面的憎水恢复时间th先减小后增大,5号试样浸油50 h后稳态憎水角下降至76°;表面油污的存在阻碍了小分子的迁移,使得硅橡胶憎水迁移性基本丧失,5号老化试样表面稳态憎水性下降至69°。上述结果显示,变压器油严重阻碍了硅橡胶的憎水迁移性能,亟需研制耐油型复合硅橡胶。 2020年02月14 00:00 2020年02期 114 121 1702322 黄科宇<sup>1,2</sup>, 汪 可<sup>3</sup>, 李金忠<sup>3</sup>, 杨 雁<sup>1</sup>, 张书琦<sup>3</sup>, 刘琛浩<sup>1</sup>, 高 波<sup>1</sup> 换流变压器在多参数下的油流带电现象及其对击穿强度影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002018 大容量和超高压变压器主要采用强迫油流循环传热与散热方式。为了进一步揭示油流静电现象对该种散热方式的变压器的危害,文中建立了油流带电测试平台。在测试过程中,研究了变压器油在不同温度、流速和施加交直流电压对新的和干燥的变压器油击穿场强的影响。实验结果表明,强迫油流循环系统中,流动的变压器油的带电量随温度升高和流速的增加而增加,在温度为50 ℃,出现拐点,即温度高于50 ℃,变压器油的带电量随温度升高而减小;施加直流电压时,变压器油流电流随流速增加而增加,当流速为6.9 m/s时,变压器油流带电的极性发生反转。油流静电现象会导致油的击穿场强降低。因此,应采取有效措施来抑制特高压换流变压器的油流带电引起的危害。 2020年02月14 00:00 2020年02期 122 127 1996494 刘道生<sup>1,2,3</sup>, 刘 宁<sup>1</sup>, 叶 敬<sup>1</sup>, 李家晨<sup>1</sup>, 王仕会<sup>1</sup> 振荡型有界波模拟器特性阻抗的计算及其影响因素研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002019 为了研究VFTO对GIS二次设备的影响,需要通过振荡型有界波模拟器对VFTO辐射场进行模拟。模拟器是典型的平板传输线结构,必须保证波的传播路径中特性阻抗连续才能防止发生波的折反射现象,为此需要确定特性阻抗的大小,文中将通过反射系数法对其进行计算。采用CST软件建立振荡型有界波模拟器的模型,在其首端施加上升沿极陡的阶跃信号,对工作空间中心点处的电场波形进行记录,得到入射波与反射波的幅度,根据反射系数与特性阻抗之间的关系可以对特性阻抗的数值进行计算。利用这一方法,分析过渡段长度和电磁场形成装置首末端尺寸对特性阻抗的影响。结果表明,通过反射系数法对特性阻抗进行计算准确度较高并且应用方便,过渡段长度和首末端尺寸均能够对特性阻抗造成影响,过渡段越长,首末端尺寸越小,波的传播路径中阻抗的一致性越好。 2020年02月14 00:00 2020年02期 128 134,141 1865097 刘丽娟<sup>1</sup>, 伍小刚<sup>2</sup>, 朱崇铭<sup>2</sup>, 邹 军<sup>1</sup> 轨地过渡电阻对钢轨互阻抗频谱特性的影响研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002020 城市轨道交通的杂散电流会导致周边金属设施发生不同程度的电化学腐蚀,而走行轨对地过渡电阻是控制杂散电流大小的关键。文中通过研究走行轨之间互阻抗的频谱特性,探寻过渡电阻的测量方法。首先建立了地铁钢轨仿真模型,得到了钢轨短接线位置、土壤电阻率、过渡电阻对钢轨互阻抗频谱特性的影响规律,提出了用钢轨互阻抗判别钢轨对地过渡电阻不达标的方法。研究发现:钢轨短接线将影响低频段互阻抗的频谱特性,短接线离测量点越近,其影响越大,短接线距注入点500 m时测量频率需要达到4 kHz以上;土壤电阻率对钢轨过渡电阻频谱特性主要影响在100 kHz以下;通过对比不同频率钢轨互阻抗与50 Hz互阻抗的比例关系,提出在100 kHz及以上时,该阻抗比的值大于18.2时,可以认为其对地过渡电阻小于3 Ω·km。文中研究发现可用钢轨互阻抗的频谱特性检测钢轨对地过渡电阻,为城市轨道交通过渡电阻的检测提供了新的思路。 2020年02月14 00:00 2020年02期 135 141 1973052 曹晓斌, 沈 豪, 陈 友, 陶 鑫 含风电特高压直流系统单极接地故障暂态特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002021 大型风电能源基地通过特高压直流工程外送时,风机的接入使电网运行特性更加复杂多变,有必要研究单极接地故障下含风电场的特高压直流系统暂态特性。文中建立了风电接入的特高压直流系统电磁暂态仿真模型,通过等效模量法分析了单极接地故障下直流侧过电压的产生机理,讨论了交流侧及风机并网点电压波动的原因;在此基础上,研究了接地点位置、端部阻抗、功率输送等因素对系统电磁暂态特性的影响及规律。结果表明,双极运行下单极接地故障发生在线路中点时,健全极过电压最大;直流滤波主电容对健全极过电压影响较大;故障时无功功率不平衡导致风机接入点电压升高,该过电压与系统功率输送有关,可引起风机高压脱网并使故障继续扩大。文中获得了含风电特高压直流系统及风机的暂态特性及影响因素,对于指导过电压的抑制具有重要的参考价值。 2020年02月14 00:00 2020年02期 142 149,157 1661366 杨 楠<sup>1</sup>, 崔 伟<sup>1</sup>, 王智伟<sup>1</sup>, 李武璟<sup>1</sup>, 牛拴保<sup>1</sup>, 刘财华<sup>2</sup>, 王泽宇<sup>2</sup>,胡仁芝<sup>2</sup>, 惠思思<sup>3</sup>, 宋 莹<sup>3</sup> 特高压跳线串带电作业人体电场分布特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002022 特高压直流跳线通常采用双V型悬垂串,结构复杂,增加了带电作业进出等电位的难度。为研究跳线处进出等电位的最佳路径,文中对作业人员进出等电位过程中的体表电场分布特性进行了仿真计算。研究中选取了进出等电位的8条路径,计算作业人员采用不同路径进入等电位时,体表场强值的动态变化。根据静电场仿真结果,人员偏开高压端大环1 m,从塔身水平进入等电位时体表场强平均值最低且畸变最小,安全系数最高;从横担垂直进入有发生电晕放电的危险,应尽量避免。综合考虑跳线处结构特点和实际作业情况,推荐偏开高压端大环1 m从塔身水平进入为最佳等电位进入路径。 2020年02月14 00:00 2020年02期 150 175,182 2090251 孙文秀<sup>1,2</sup>, 丁玉剑<sup>2</sup>, 姚修远<sup>2</sup>, 毛 艳<sup>2</sup>, 律方成<sup>1,3</sup> 大档距多分裂输电导线扭转刚度计算分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002023 大档距输电线路弧垂较大,弧垂对多分裂导线扭转刚度的影响不可忽略。文中分别采用LINK单元和BEAM单元模拟子导线和间隔棒,建立了大档距多分裂导线的精细有限元模型。通过输电线路的找形分析考虑导线自重、弧垂对初始张力和几何构型的影响,建立了扭矩与扭转角的关系,从而确定了多分裂导线的整体扭转刚度。与已有的试验结果对比表明,文中基于找形分析的有限元模型所得扭转刚度具有较高的精度。在此基础上,进一步研究了不同档距和不同初始张力下的扭转刚度变化规律,分析了目前常用的Nigol扭转刚度计算公式的误差及其产生的原因,指出了Nigol方法不适用于大档距分裂导线扭转刚度的计算。文中方法可较为精确地确定大档距多分裂导线的扭转刚度,为大档距输电线路抗翻转和抗舞动设计计算提供参考。 2020年02月14 00:00 2020年02期 158 162 1638503 李 清<sup>1,2</sup>, 马 伦<sup>1</sup>, 解 健<sup>2</sup>, 楼文娟<sup>2</sup>, 李梦丽<sup>1</sup> 基于提升故障穿越能力的UPFC重启策略研究及应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002024 统一潮流控制器(UPFC)是最新一代柔性交流输电系统装置,综合了FACTS 元件的多种灵活控制手段。受限于电力电子设备绝缘能力,UPFC故障穿越能力有限。文中在介绍UPFC串联侧故障快速隔离技术的基础上,提出了UPFC配合交流保护重启策略,发生影响UPFC运行的故障时,利用特征量进行故障区域和类型判别,判别为交流电网异常时,进一步根据故障特性,并检测电网运行状态和UPFC运行能力,执行UPFC故障穿越或短时闭锁后自动重启的策略。接着以500 kV 苏南 UPFC工程为例,介绍了该策略的具体实现方案。将该策略在南京西环网UPFC工程及苏南UPFC工程应用,结果表明,文中所提UPFC配合交流保护故障重启策略,具有良好的应用可行性和电网适应性,显著提升了UPFC工程的故障穿越能力。 2020年02月14 00:00 2020年02期 163 169 2903856 林金娇, 李 鹏, 高 磊, 张 弛, 袁宇波 基于雷击灾害的输电网可靠性综合评估模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002025 研究了输电网在雷击灾害下的可靠性评估问题。根据雷击灾害等级,利用线路分段模拟方法建立了输电线路可靠性模型;根据概率论与数理统计原理及高压输变电设备的绝缘配合使用导则建立变电站设备的可靠性模型;提出了基于复杂网络理论的输电网各元件可靠性指标权重设置,最终建立了输电网在雷击灾害下的可靠性综合评估模型。以某地区局部高压输电网为例,验证了该综合评估模型的科学实用性,对权重系数与雷击灾害下输电网可靠性关系进行了灵敏度分析,并根据算例结果,对电力系统防雷设计提出了建议。 2020年02月14 00:00 2020年02期 170 175 1497676 陈嘉宁, 吴振杰, 王源涛, 唐 剑, 杨 翾, 方 响, 刘 剑  基于多级电容充电的输电线路电场感应取能装置的研制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002026 输电线路在线监测装置的供电系统是影响监测系统稳定运行的重要因素。为了使输电线路能够长期免维护自主供电运行,文中研制了一种基于电场感应取能的电源装置。文中利用有限元分析软件Ansoft Maxwell进行了软件设计及仿真,并对照仿真模型进行了高压实验,结果表明,文中开发的电源装置能够完成从输电线路电场中获取能量的功能,具有较高的取能功率和转换效率。该电源装置可用于电力杆塔上功耗较低,间歇运行的在线监测设备,为智能电网末端监测装置的电源设计提供了一种解决方案。 2020年02月14 00:00 2020年02期 176 182 2379552 江 翼<sup>1</sup>, 刘正阳<sup>1</sup>, 肖 黎<sup>1</sup>, 何宁辉<sup>2</sup>, 高 强<sup>3</sup> 大截面导线重覆冰区不均匀冰纵向荷载特性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002027 现行规程给定的不平衡张力的设计值与实际工程取值差异较大,为了研究大截面导线重覆冰区不均匀冰纵向荷载特性,建立连续档不平衡张力计算模型,编制VB计算程序,参照典型的特高压直流输电线路工程设计条件,计算了直线塔和耐张塔的不平衡张力,对影响直线塔不平衡张力的档距、高差、悬垂串长、导线直径、覆冰率、档距不均匀性、覆冰厚度等因素进行敏感性分析。针对大截面导线重覆冰区,建议增大耐张塔不平衡张力取值,降低直线塔不平衡张力取值,其中直线塔不平衡张力可根据使用条件进行分级取值。 2020年02月14 00:00 2020年02期 183 188 1564550 李梦丽<sup>1</sup>, <sup>2</sup>, 柏晓路<sup>3</sup>, 李 清<sup>1</sup>, <sup>2</sup>, 黄欲成<sup>3</sup>, 吕中宾<sup>1</sup>, <sup>2</sup>, 李 健<sup>3</sup>, 徐维毅<sup>3</sup> 长距离330 kV电缆护套交叉互联接地方式研究及回流缆优化布置方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002028 随着电压等级的升高和电缆的增长,为了实现330 kV电缆线路设计的合理化、规范化,给出护套保护器等装置的选型依据,文中研究了长距离330 kV电缆的两种护套交叉互联方式。首先根据已有的330 kV电缆参数和隧道敷设方式,使用电磁暂态分析软件EMTP-ATP进行仿真建模,对正常运行时线路各点护套感应电压进行分析,得出其分布规律和两种不同护套接地方式的感应电压特征。其次,探讨了系统发生单相短路接地故障时,故障线路和非故障线路的护套故障感应电压波形特点以及分布规律,将两种接地方式下的感应电压数据进行了对比,并探讨了电缆线路的增长对分布规律和感应电压值的影响。最后,针对单端经保护接地方式提出回流缆布置方法,并研究了增设回流缆和采取回流缆换位对系统的影响。根据仿真研究可得,护套两端直接接地方式在稳态以及暂态故障时感应电压值相对较低,且有较高的经济性,可以作为330 kV电缆护套的首选接地方式。若采用单端接地方式,增设回流缆可以减小故障时电缆护套感应电压,采用回流缆换位可以减小稳态运行时的环流大小。 2020年02月14 00:00 2020年02期 189 196 2005243 张军强<sup>1</sup>, 董卓元<sup>1</sup>, 盛 飞<sup>1</sup>, 姚新宇<sup>1</sup>, 李晓婷<sup>1</sup>, 高永亮<sup>1</sup>,李江涛<sup>2</sup>, 刘书瀚<sup>2</sup>, 孙 义<sup>2</sup> 复合绝缘子老化状态核磁共振分析方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002029 复合绝缘子在电力系统中使用越来越广泛,但是随着运行时间的增长容易老化,威胁电力系统的安全运行。为了方便快捷地检测复合绝缘子的老化程度,文中设计了一种低磁场核磁共振的传感器和万向旋转夹具,专门适用于复合绝缘子伞裙护套的结构。测量样品为挂网运行不同时间的硅橡胶复合绝缘子,采用CPMG脉冲序列激励,得到样品的CPMG回波衰减数据。采用反拉普拉斯变换法对测量的CPMG回波信号进行反演,以横向弛豫时间作为反映复合绝缘子老化状态的特征量,并与红外光谱法测量结果进行对比。结果显示:复合绝缘子核磁共振测量结果与红外光谱内外层吸收峰吻合,两种结果在一定程度上都能反映复合绝缘子的老化程度。其中随着绝缘子的老化程度越高,核磁共振的T2值越小,红外光谱的吸收值也越低。 2020年02月14 00:00 2020年02期 197 201,209 1912842 夏云峰<sup>1</sup>,  宋新明<sup>1</sup>, 何 为<sup>2</sup> 反射镜像法应用于电力设备红外检测的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002030 电力设备红外检测是通过测量设备的温度分布情况来判断设备运行状态的检测方法。然而,由于测试时存在被遮挡或测试视野不佳的部位,导致有一些缺陷无法及时发现,最终引发设备事故的情况。文中提出的利用反射镜像法进行红外测试,通过红外光的反射,大幅增加红外检测视野,扩大检测范围。通过理论分析与试验研究,研制了一种新型电力设备红外检测辅助装置,并给出了利用镜像法进行红外检测的应用范围及试验数据处理原则。最后,通过实例验证了该方法的有效性。 2020年02月14 00:00 2020年02期 202 209 1913677 王亚舟, 严玉婷, 陈正强, 吴 迪 替代高压电器设备用环氧树脂的热塑性材料特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002031 热塑性材料基于材料性能高、环保性好和成型工艺简单等优点,逐渐成为行业内积极研究用于取代环氧树脂的新型绝缘材料之一。目前国内外尚未针对应用于高压电器绝缘件制造的热塑性材料形成体系性的技术要求。文中选择了4种玻纤增强热塑性材料,从机械性能、电学性能和热学性能三方面与环氧树脂进行对比,同时研究玻纤在塑料注射成型中的取向和吸水性对材料性能的影响。结果表明,热塑性材料具有良好的机械、电学和热学性能,随着玻纤取向的增大,机械性能不断降低。为热塑性材料在高压电器设备中的应用提供技术基础。 2020年02月14 00:00 2020年02期 210 214 1370418 谢雷钢, 张骁萌, 闵 超 基于无线热点测温法的干式空心电抗器匝间绝缘状态带电诊断方法应用研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002032 综述了国内研究、技术人员针对干式空心电抗器匝间绝缘各类检测方法及应用。结合干式电抗器故障过程中存在的温升效应,提出基于无线热点测温法的干式空心电抗器匝间绝缘状态带电诊断方法。制作温升样机、构建仿真计算模型,开展仿真计算、试验模型测温比对,证明该方法的有效性。通过对退运电抗器返厂试验、解体及现场挂网运行形式对该诊断方法进行验证,该方法适用于现场条件下干式电抗器运行状态诊断及重要干式电抗器运行状态实时监测。 2020年02月14 00:00 2020年02期 215 220 1587836 霍 峰<sup>1</sup>, 段长君<sup>1</sup>, 周广东<sup>2</sup>, 岳永刚<sup>1</sup> 带双侧隔离开关的新型12 kV开关柜研制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002033 为了解决手车移开式开关柜电场不均、隔离手车可靠性不易提升等问题,提出了一种新型空气绝缘金属封闭开关设备的设计方案,该方案集中了移开柜和固定柜的优点,它的主要特点是从柜前看三相主回路后中前纵向布置,主回路主要采用圆形导体,真空灭弧室两侧设有直动式隔离开关。对该方案的设计实现思路进行了分析,采用有限元方法对电场进行了仿真,结果显示该方案电场分布明显优于通常采用矩形铜排的开关柜。制造了采用该方案的12 kV/ 1 250 A产品样机,并通过了全套试验,该样机达到了柜宽仅500 m、主导电回路缩短从而节约大量有色金属、整机局部放电量<10 pC的效果,实现了中压空气绝缘开关柜兼具小型化、双隔离和优异绝缘性能的特点,促进了中压开关柜的多元化发展。 2020年02月14 00:00 2020年02期 221 225 1652051 朱志豪, 袁端磊, 费 翔, 马明乐, 冯祥伟, 王海燕, 祁海洋 关于充气柜加强筋的设计及优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002034 文中针对40.5 kV的SF6气体绝缘环网柜的断路器气箱充气后变形量过大,焊缝局部集中应力超过材料许用应力,存在漏气风险的问题。通过计算加强筋的截面惯性矩来分析加强筋的设计对气箱结构强度的影响,然后采用Ansys软件对现有断路器气箱进行结构强度仿真分析,得出现有断路器气箱的变形量以及局部应力分布情况。在不增加加强筋数量、不调整加强筋焊接位置的原则下,改变断路器气箱加强筋的设计方式,通过多次仿真分析及优化设计,得出一种结构强度较好的断路器气箱的加强筋设计及布局方案,减小断路器气箱的变形量,并且使断路器气箱各个部位的局部应力在材料许用范围内。 2020年02月14 00:00 2020年02期 226 231 2152669 李福荣 基于力矩与转角检测的GW4-126型隔离开关典型机械故障诊断 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002035 高压隔离开关是电力系统中一种重要的电力设备,而目前针对高压隔离开关机械故障的检测与诊断,尚无行之有效的检测诊断技术,为此文中开展隔离开关机械故障检测诊断技术研究。文中以某GW4-126型隔离开关为试验研究对象,在不破坏改变隔离开关原有轴系基础上提出一种隔离开关操作力矩与转角检测技术,测得隔离开关处于正常状态、轴承卡涩、三相不同期、合闸不到位等典型机械状态的操作力矩—转角曲线,对比分析得出隔离开关机械状态改变时其对应的操作力矩—转角曲线会发生相应的改变,由此提出基于操作力矩—转角曲线的纵向比较法与横向比较法来判断隔离开关机械状态,为隔离开关的机械故障检测与诊断提供参考,以及时发现隔离开关机械故障隐患,防止事故扩大造成更大的损失。 2020年02月14 00:00 2020年02期 232 239 2173633 刘春来<sup>1</sup>, 周涛涛<sup>2</sup>, 马宏明<sup>1</sup>, 张汉城<sup>2</sup>, 邱志斌<sup>3</sup>, 黄聿琛<sup>4</sup> 一起GIS盆式绝缘子应力开裂导致绝缘击穿故障 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002036 GIS设备在电力系统中应用广泛,其安全运行具有十分重要的工程意义。文中针对某变电站一起间隔母线气室(220 kV GIS)盆式绝缘子击穿故障,采用扫描电子显微镜、能谱仪等检验手段全方位对气室绝缘击穿原因进行深入分析,并结合返厂解体和设备装配工序检查,明确了该次故障是由于设备装配过程中三相导体不对中产生的额外应力引起盆式绝缘子裂纹导致的,并根据此次故障分析结论,提出了此类故障的防治建议。 2020年02月14 00:00 2020年02期 240 245 2306023 刘 通, 李洪涛, 刘建军, 宋思齐, 林元棣 一起220 kV GIS设备异响缺陷分析与处理 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202002037 文中针对一起220 kV GIS设备在运行过程中产生的异响缺陷,结合现场停电解体检查,对可能引起设备异响的原因做了详细的分析和验证。结果表明,内部放电及内部紧固件松动导致的设备异常振动都可引起设备异响及局部放电检测结果超标,该次缺陷的原因为设备在安装时没有将卡簧装入卡簧槽,造成卡簧始终卡在导杆上,在长期的运行过程中产生了不可恢复的变形,伴随着导杆的热胀冷缩,卡簧与导杆存在的微弱位移使得卡簧最终落入卡簧槽,然而形变使得卡簧与卡簧槽尺寸不匹配,在高电压、大电流情况下,屏蔽罩与卡簧在电磁力的作用下产生异常振动,引发设备异响。总结该缺陷的经验,为了避免同类缺陷的再次发生,建议在设备生产制造阶段进一步完善设备安装工艺管控措施,在设备运维阶段加强放电类及机械类缺陷检测与诊断分析,在设备出现缺陷时第一时间明确缺陷原因,并采取针对性措施,严防缺陷发展为故障。 2020年02月14 00:00 2020年02期 246 251 1749417 刘 媛, 贾勇勇, 杨景刚, 宋思齐, 高 山, 李洪涛