多层长渡越时间轴向绝缘堆的闪络概率分析

 对基于J.C.Martin经验公式的多层长渡越时间轴向绝缘堆的闪络概率分析方法进行了分析与总结。在对比各种类似分析方法优劣的基础上，提出了一种较为成熟的针对多层长渡越时间轴向绝缘堆的闪络概率分析方法，为类似绝缘堆结构的设计提供了理论依据。同时，对其中的不确定因素和存在的问题也进行了较为详细的分析和讨论，为闪络概率分析方法的进一步完善奠定了基础。     

变电站绝缘子污秽在线监测系统的设计

采用长期实时监测运行中绝缘子污秽泄漏电流的方法来监测变电站绝缘子的污秽程度。所开发的泄漏电流传感器频带宽度为 1 50 k Hz,且在 1 0 0～ 5× 1 0 5μA范围内具有足够的线性度 ;基于工控机的高速数据采集和处理系统能够适应泄漏电流的大范围内变化 ,实时监测绝缘子污秽程度 ,当绝缘子污秽过度时能够及时报警 ,从而可以减小变电污闪的几率 ,提高供电系统的可靠性     

有机硅-SiO2复合涂层表面结构对其凝露和闪络特性的影响

通过在有机硅树脂中添加不同粒径(2μm、300 nm、20 nm/300 nm和20 nm)的SiO₂,制备了具有不同表面结构的有机硅-SiO₂复合涂层,并设计进行了涂层的凝露实验和闪络实验,系统地研究了涂层表面结构对其凝露和闪络特性的影响。研究结果显示,随着添加SiO₂粒径的减小,复合涂层表面粗糙度明显增加,静态接触角θ逐渐增大,20 nm SiO₂复合涂层(θ=152°)表现出超疏水特性。凝露实验表明,20 nm SiO₂复合涂层表面的液滴出现时间延长至1 min,凝露30 min时涂层表面99%的液滴尺寸小于150μm,防凝露效果良好。闪络实验表明,随着添加SiO₂粒径的减小,复合涂层表面闪络电压增大;20 nm SiO₂复合涂层的闪络电压增加至15.4 kV,是有机硅树脂涂层的2倍,表现出优异的防闪络特性。     

圆形平板电极与薄膜层叠结构的沿面闪络性能

强电磁脉冲模拟装置中用于脉冲压缩的陡化电容器常采用电极与薄膜介质层叠的结构,其主要绝缘失效模式为沿面闪络。采用圆形平板电极,在SF₆绝缘环境中和加载电压为前沿约30 ns的纳秒脉冲电压的条件下,实验研究了陡化电容器关键结构参数和气压对沿面闪络性能的影响。结果表明:（1）电极厚度、气隙和表面涂覆均不能明显改变层叠结构的沿面闪络电压;（2）气压可以提高层叠结构的沿面闪络性能,但是存在饱和趋势;（3）薄膜介质层数与沿面闪络电压近似线性比例关系;（4）增长薄膜介质伸出长度能显著提高沿面闪络电压。基于流注理论对上述结果进行了探讨,认为极不均匀场中,闪络起始主要由高场强区域决定,但是闪络通道的形成和发展主要由闪络路径上的背景电场决定,因此减小层叠结构三结合点处电场对闪络性能影响不大,但减小闪络通道发展路径上的背景电场,可以有效提高层叠结构的沿面闪络电压。     

考虑绝缘闪络和杆塔的冲击电晕对输电线路中雷电波传播的影响研究

在中国设计变电站设备的闪电绝缘时,并未考虑由于冲击电晕效应使入侵波在沿传输线上传播时发生的衰减和畸变,因此对于电气的绝缘要求过于严格,对于交流传输线产生的电晕的研究十分的有必要。在电晕模型中加入了更加符合实际情况的传输线的杆塔模型和绝缘子闪络模型;这一模型更好地模拟出了实际的电晕对传输线的影响过程。利用上述原理建立了基于ATP-EMTP仿真软件应用实际的传输线上的电晕模型。通过仿真计算发现,由于电晕的存在,雷电波波头时间被拉长而且幅值减小,即波形发生了衰减和畸变。雷击点距测量点的距离越远、波头时间越长、畸变现象越严重。考虑了绝缘子闪络和有杆塔时模拟得到的输电线路有电晕情况下的雷电压波形,结果显示幅值小了79.8%;对于指导输电线路终端设备安装电涌保护器具有十分重要的现实意义。     

高重复频率猝发多脉冲加载下交联聚苯乙烯真空沿面闪络特性

基于高重复频率强流多脉冲加速器的应用需求,针对交联聚苯乙烯（XLPS）材料在猝发多脉冲下的真空沿面闪络特性开展了实验研究。采用放置于平板电极中的XLPS圆台样品,在脉宽120 ns的单个脉冲和间隔500 ns的三脉冲加载下开展了真空沿面闪络实验,通过对实验平台和实验规范的优化设计,有效提升了实验效率和数据有效性,观测到了样品发生真空沿面闪络前的试样电压顶降现象和前序脉冲闪络对后续脉冲的显著影响,获得了XLPS材料在相应条件下真空沿面闪络的统计数据。在实验基础上,对XLPS材料在高重复频率多脉冲加载下的真空沿面闪络特性进行了分析,为高重复频率多脉冲加速器的绝缘设计提供了实验依据。     

轴向分层绝缘堆环间过电压因子计算方法探讨

对Z箍缩装置中轴向分层绝缘堆在发生层间沿面闪络情况下均压环间过电压因子的计算方法进行了探索。在对国外Z装置绝缘堆计算方法进行推测与对比的基础上，得到了基于静电场模拟的过电压因子的计算方法，为绝缘堆全堆闪络概率的准确分析提供依据。     

输电线路覆冰闪络原因分析与解决方法探讨

线路覆冰已成为输电线路事故的主要原因之一。本文对覆冰形成、分类和除冰方式等方面进行说明,并讨论了计算线路覆冰数据变动的数据模型和绝缘子覆冰闪络的电路模型,对比了输电线路覆冰在线监测方法。     

电极熔蚀导致的气体开关绝缘子性能劣化

气体开关导通时,电极材料熔融或汽化并从电极表面移出,导致开关绝缘子被染污,并可能诱发开关内绝缘闪络事故,直接影响气体开关寿命和脉冲功率系统稳定性。在开关内嵌入有机玻璃圆环,收集黄铜电极熔蚀产物,并研究其对开关绝缘子表面形貌和沿面绝缘强度的影响。实验结果表明,电极熔蚀会产生大量金属蒸汽和溅射液滴,且熔蚀产物具有明显的轴向分布特性,其中,金属蒸汽冷凝并附着在绝缘子表面,形成细微的金属粉末;溅射液滴轰击绝缘子表面,在局部区域形成密集的表面裂纹和金属颗粒嵌入物。在两种电极熔蚀产物的共同作用下,开关绝缘子表面绝缘电阻下降,闪络场强降低;同时,绝缘子表面轴向不同区域的绝缘电阻差别很大,引起绝缘子表面电压分布不均和局部电场增强,最终导致开关绝缘子闪络电压降低,闪络概率增大。     

高功率微波介质窗表面矩形槽抑制二次电子倍增

为深入研究高功率微波(HPM)作用下介质窗沿面击穿破坏的物理机制,探索提高闪络场强阈值的方法和途径,开展了介质窗表面矩形刻槽抑制电子倍增的理论与试验研究。首先根据动力学方程建立了介质窗表面电子倍增模型并分析了介质窗槽内电子运动轨迹,考虑了矩形槽结构对表面微波电场的影响,理论分析表明在闪络击穿的起始和发展阶段矩形槽可有效抑制电子倍增。在S波段(2.86 GHz,脉宽1μs)下开展了介质窗表面矩形刻槽的击穿破坏试验,试验结果发现表面矩形刻槽可大幅度提高微波传输功率,在槽深(1.0mm)一定时不同的刻槽宽度(0.5 mm和1.0 mm)对应的微波功率抑制范围不同。采用PIC-MC仿真模拟槽内倍增电子的时空演化,仿真结果很好地验证了试验现象。