35kV超导可控电抗器电流引线设计

35kV高温超导可控电抗器工作于70K液氮温区,通过控制超导线圈的工作状态来实现电抗的调节。线圈工作时,电流引线的焦耳热以及传导热是引线漏热的主要来源;当超导线圈开路时,线圈及电流引线则要承受高达十几千伏的感生电压,因此,电流引线的漏热优化以及电气绝缘水平是设计的重点。文中结合电流引线运行工况,设计了35kV超导可控电抗器电流引线,仿真结果表明,该设计漏热量低且温度分布均匀。此外,针对线圈开路时引线的高压情况确立了APG注射环氧绝缘的方案,有效的保证了绝缘水平。     

高压径向均压绝缘堆设计

以形成线储能结合脉冲压缩方式产生数MV高压输出,是脉冲功率系统中常见的技术途径,其中绝缘堆是该类装置工程成败的关键。分析了几种径向均压绝缘堆的均压机制,基于静电场分析程序对径向均压绝缘堆结构进行了优化设计,给出了径向电阻的设计方法。研究表明:采用均压环且均压环与径向电阻电气接触的绝缘堆结构可以获得较均匀的径向电场分布,而径向电阻是绝缘堆设计的关键。在有效作用时间100ns的4.5MV加载电压下,优化设计的绝缘堆阴极三相点电场控制在25kV/cm,Martin电场约120kV/cm,低于理论击穿值。     

书讯:《纳秒脉冲固体电介质击穿特性及机理》北大核心CSCD

对于大多数高压电气设备,固体电介质是不可缺少的组成部分,其作用包括机械支撑和电气绝缘两方面,提高固体电介质的绝缘能力具有重要意义。然而对于固体电介质体击穿现象,其研究还有待进一步加深,特别是在微秒和纳秒等短脉冲条件,固体电介质的击穿呈现出与静态或工频不同的现象,使得这一研究变得更为复杂。此外,随着脉冲功率技术的迅猛发展,如何评估和设计绝缘结构,使其具有满足使用要求的寿命也是在建立脉冲功率装置时非常关心的问题。     

深冷温区环氧树脂和聚四氟乙烯电阻率与击穿特性研究

电阻型超导直流限流器的主要部件是限流单元和电气终端,其采用的低温绝缘材料主要是玻璃纤维加强环氧树脂和聚四氟乙烯。针对环氧树脂和聚四氟乙烯样品在深冷温区的绝缘特性进行研究。利用三电极法对两种材料的电阻率随温度和场强的变化规律进行了测量,对两种材料的击穿耐压进行测试并观察其击穿痕迹,进一步利用Weibull分布对试验结果进行分析,试验结果表明:电阻率随温度和场强变化,击穿耐压符合Weibull分布。     

温度对聚酰亚胺直流击穿特性与闪络特性影响的研究

随着超导技术的迅速发展,高温超导电力设备的工作温度已经可以控制在液氮温度附近,绝缘材料的电气特性是影响电力设备工作性能和运行可靠性的重要因素。聚酰亚胺由于其优异的电气性能和力学性能,广泛应用于常温下电力设备绝缘,而其作为低温绝缘材料应用的研究目前鲜有报道。因此,在液氮温度下聚酰亚胺的绝缘性能研究具有十分重要的意义。文中选取室温附近(300K)和液氮温度(78K)两个温度点,对聚酰亚胺的直流击穿性能和沿面闪络特性进行了测试。研究结果表明温度对聚酰亚胺绝缘材料的直流击穿场强和沿面闪络强度均有一定影响。     

微型SMES用超导储能磁体试验研究

超导储能磁体是超导储能系统(SMES)的关键部件,因此有必要在SMES系统运行前对超导储能磁体进行系统试验研究.本文以第二代高温超导(YBCO)线材设计制作的超导储能磁体为试验对象,通过降温试验、临界电流测试、储能量测试和对地绝缘测试等试验测试并分析了超导储能磁体的电气和低温绝缘性能.试验结果表明:超导储能磁体基本性能...     

变电站直流系统绝缘监察仿真装置的设计

针对电力系统实验不能在现场模拟操作而使学生能更好的了解电力系统的现象,研究设计了一种变电站直流系统绝缘监察仿真装置.该装置能模拟直流系统金属性和非金属性接地,利用警铃和光字牌的声、光效果来模拟直流接地时绝缘监察装置发出的音响信号和灯光信号,及早发现绝缘降低并处理.该装置能完成电气类学生的专业课实验,填补了本专业在直流接地方面教学中的空白,实现了学生能在课堂上操作模拟现场现象,将教学和现场实践有机结合,到达较好的教学效果.     

GBH-1纵场四倍压回路的放电调试及其特性测量

一、前 言 GBH-1是个拉长截面的环形等离子体实验装置,提高纵场(主压缩场)回路的电场强度能有效地加热等离子体.为此我们提出了一个新的倍压放电技术——二剖口四倍压放电回路[1].我们对没有真空室的GBH-1的纵场回路作了放电调试,以检验装置的力学性能和电气绝缘性能. 二、放电     

阳极化膜用于等离子体电光开关放电腔绝缘模拟研究

 壳体金属化是等离子体电光开关实现阵列结构的必须,放电腔的绝缘是壳体金属化的技术关键和难点。分析了等离子体电极电光开关放电腔的主要放电过程和特性;介绍了几种厚度阳极化膜层的击穿电压和用于电光开关放电腔绝缘模拟实验的情况和结果。初步分析了影响阳极化膜用于等离子体电极电光开关放电腔绝缘的主要因素,实验表明60μm厚度的阳极化膜可以满足电光开关放电腔绝缘的实用要求。     

GSI加速器超导二极磁体的绝缘结构及其力学分析

主要介绍超导二级磁体的绝缘结构,绝缘材料的特性,绝缘结构的形成工艺(VPI)。用有限元分析软件ANSYS对绝缘结构进行了力学分析。     

高场强下金属化膜电容器绝缘电阻特性

分析了高电场强度下金属化膜电容器绝缘电阻的特点,得出高电场强度下金属化膜电容器绝缘电阻是电容器介质膜泄漏和自愈过程的综合反映。针对高场强下的应用条件提出一种金属化膜电容器绝缘电阻的测试方法,并对高场强下电容器的绝缘电阻进行测试。测试结果表明:在300~400 V/m工作场强范围内金属化膜电容器绝缘电阻随工作场强增大会急剧减小,由于自愈的作用,绝缘电阻下降幅度随场强增加会逐渐变缓;在20~50 ℃工作温度范围内,金属化膜电容器绝缘电阻随温度升高会急剧减小,同样由于自愈的作用,绝缘电阻下降幅度随温度增高会逐渐变缓。分析得出,高温高场强下金属化膜电容器介质膜泄漏将会导致电容器电压出现明显下降,影响电容器和脉冲功率系统的储能效率。     

Impact of ultrasonic treatment process on pour point of vegetable oils based liquid insulation

This study presents an application of ultrasonic technology in the high voltage liquid insulation domain towards the reduction of pour point of vegetable oil samples for the utilization of vegetable oils as liquid insulation in cold climate areas on power transformers. Pour point reduction has been achieved by processing the vegetable oil samples by using ultrasonic treatment process with 100 W and 30 kHz ultrasonic waves for various exposure times of 15, 30, 45 and 60 min. Edible vegetable oils such as sunflower oil, palm oil, sesame oil and non edible vegetable oils such as honge oil, neem oil and punna oil are considered as two categories of vegetable oils for this experimental investigation. Ultrasonic treatment process results in the reduction of pour point of vegetable oils to meet out the standard value of pour point for liquid insulation as per IEEE Standard C57.147, 2018. A significant reduction in pour point temperature of vegetable oil samples have been obtained with an increased exposure time. The obtained variations in pour point after exposure with ultrasonic waves may be due to the possible changes in crystallization kinetics of fatty acids components of vegetable oil samples due to energy input of ultrasonic waves. The experimental results have given a way towards the positive encouragement and development with ultrasonic treatment for achieving low pour point vegetable oils as liquid insulation in power transformers for applications on cold climatic areas.     

Influence of space charge related to water trees on the breakdown voltage of power cable insulation

A three-dimensional computation of the electric field and breakdown voltage in power cable insulation containing water trees and space charges is presented. The breakdown voltage and the conductivity of cylindrical samples of cable insulation containing water trees were measured. The samples have been aged in wet environment under ac voltages of frequencies comprised between 1 and 5 kHz. Exponential and parabolic spatial variations of permittivity and space charge density and the electrostatic, electro-kinetic and quasi-stationary regimes of the electric field were considered. The best correlation between the experimental breakdown voltage and the calculated one has been obtained in quasi-stationary regime.     

直流高压加速管轴向绝缘的优化设计

 为了降低500 mA直流高压加速管高梯度区的电位梯度，对加速管轴向绝缘结构进行优化设计。首先分析了沿面闪络的机理和该加速管轴向绝缘体结构。根据SEEA理论并通过数值模拟，发现阴极、真空和绝缘体三结合点处电场畸变是产生高场强的原因，并分别对4种绝缘体结构进行模拟分析，最终确定出比较理想的结构：绝缘体沿面与阴极电极夹角为+45°，绝缘体两端开槽并均匀嵌入金属电极环，绝缘体均匀嵌入阳极电极片内。     

磁流体动力学磁控进气道流场分布数值模拟

采用磁流体控制的办法能提高超燃冲压发动机的推进性能。结合了Maxwell方程组和描述流体力学规律的Navier-Stokes方程组,并对这些方程进行了简化,建立了适用于计算磁流体动力学(MHD)超燃冲压发动机磁控进气道流场分布的数值模拟模型。研究了在特定工况下,流场特征、电势、电流以及提取功率等参数的变化。磁流体发生器能够降低管道出口马赫数和流向速度,降低出口处的总焓,但是出口处的温度有所提高。在电极上,电势保持常数,而绝缘壁面的电势较高,电场在电极端点出现周期性的极性。y方向电流在电极板附近很高,而在绝缘板上几乎为零。电流主要从正电极流向负电极,而且沿着x方向略有减小。y方向电流最大值出现在绝缘壁面上,而绝缘板上的z方向值几乎为零。z方向电流最大值出现在管道的边角处,而在绝缘壁面上几乎为零,电流在绝缘壁面的法线分量为零。     

Growth of dendrite branches in polyethylene insulation under a high voltage versus the branch conductivity

Based on experimental data for electrical aging of cast polyethylene insulation under the action of a high voltage, it is concluded that the branches of dendrites (aging defects) growing in the insulation may be both conductive and nonconductive according to experimental conditions. A method of numerical simulation of the electric field around breakdown channels is described. Potential distributions in the neighborhood of dendrites are calculated for a number of high voltages. It is shown that the growth of dendrites with nonconductive branches slows down gradually as the branch diameter increases and the electric field strength drops. Conversely, the growth of conductive-branch speeds up, since the high potential is localized at their thin ends and the field strength rises.     

Electric stress distribution in paper oil insulation due to sulphur corrosion of copper conductors

Failure of paper oil insulation due to formation of copper sulphide in transformer windings is a serious issue affecting the performance and life of large transformers. Though chemical effects leading to corrosion are well understood, quantification of electric stress and its correlation to formation and migration of copper sulphide has not been reported in literature. Hence electric stress distribution under copper corrosion using FEM simulation has been studied and discussed in this paper. The simulation results are compared and correlated to experimental findings. The study clearly points towards increase in electric stress in unaffected paper and non-uniform electric stress distribution in paper–oil insulation system. Implications of using enamel coating on copper conductor as a mitigation technique to combat copper corrosion is also discussed.     

基于卷积神经网络的气体绝缘组合开关盆式 绝缘子螺栓松动检测方法*

盆式绝缘子是GIS的关键绝缘器件,它与两侧气室法兰通过螺栓进行紧固连接,当螺栓松动时会导致盆式绝缘子应力分布不均,严重时会引起绝缘子破裂,从而影响GIS运行的安全性和可靠性。文章搭建了盆式绝缘子螺栓松动超声波检测系统,以获取不同螺栓不同工况下的超声信号,基于卷积神经网络对超声信号进行特征提取,并且与BP神经网络的训练结果进行对比分析。实验结果表明,卷积神经网络可以自动提取GIS盆式绝缘子螺栓松动特征量,对十种螺栓松动工况的识别准确率达到100%,相比于BP神经网络具有较高的识别准确率,该方法可以直接用于盆式绝缘子螺栓松动检测。     

真空隔热油管接箍传热实验与模拟研究

真空隔热油管井筒的传热计算是稠油开采领域的重要研究课题.注蒸汽采油井筒内,隔热油管是靠接箍连接在一起的,接箍虽然很短,但其隔热性能较差.目前,隔热油管接箍段引起的散热损失均按经验比例计算,本文对隔热油管接箍的传热进行了深入研究,提出用接箍视导热系数来衡量接箍的隔热性能.并通过现场实验、fluent模拟和理论计算相结合的方法,得到带衬套的接箍视导热系数为0.4 W/(m·K)左右.在实验条件下,接箍散热损失占总散热损失的比例大于1/3.因此,应采用必要措施提高接箍的隔热性能,以保证整个隔热油管的隔热效果.     

水蒸汽喷嘴荷电器在烟道中应用的研究

利用传统的Laval喷嘴,采用燃煤锅炉的功余饱和蒸汽作为预荷电器的传输煤质,对高压电晕针的位置,过热蒸汽的温度、压力与有效电流之间的关系进行了研究,并将水蒸汽正、负荷电器布置于旋风水膜除尘器改造工程的烟道中,经现场测试达到静电除尘器国家环保排放标准。