电瓷避雷器 /oa 基于ANFIS评估MOV功率损耗 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001001 MOV静态下的功率损耗是影响其热稳定的重要因素,在考虑了老化因素对MOV功率损耗的影响后提出了老化程度变量并将其量化的新方法,并利用自适应模糊推理系统(ANFIS)将电压(V)、温度(T)、老化程度(AD)作为网络的输入,实验测量数据作为训练样本对MOV的功率损耗进行评估。研究表明:ANFIS可有效评估MOV的功率损耗,其最大相对误差为8.15%,为MOV功率损耗特性研究提供了新的途径; MOV静态下的功率损耗随着其老化程度的增大而增加,且与温度成正相关; 功率损耗的增加率在65 ℃附近出现拐点,MOV的温度低于此温度时功率损耗随着温度的增加较缓慢,MOV的温度高于此温度时功率损耗随着温度的增加较快,拐点温度取决于MOV的老化程度。 2020年02月20 00:00 2020年01期 1 6,15 1923109 牛春霞<sup>1</sup>, 于忠江<sup>2</sup>, 杨仲江<sup>2</sup> 考虑火花放电效应的典型接地材料冲击特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001002 雷击是造成输电线路发生跳闸和停运事故的主要原因。“防雷在于接地”,对输电线路的接地网的冲击接地特性进行研究改进对于防止雷击事故有着不可或缺作用。本文在不考虑火花放电效应和考虑火花放电效应两方面对钢、铜、石墨复合接地材料的接地网冲击接地阻抗进行对比分析。同时,采用ATP-EMTP建立了考虑火花效应时的接地散流模型,研究了土壤电阻率、接地网面积及冲击电流幅值对接地网冲击接地特性的影响。研究结果表明:考虑火花放电效应时,接地材料的冲击接地阻抗相比不考虑火花放电有所降低。不同接地材料冲击接地阻抗同时受火花放电效应与电感效应的影响,二者的强弱关系与冲击电流的幅值有明显关系。相对于传统金属接地材料,石墨复合接地材料冲击接低阻抗小。 2020年02月20 00:00 2020年01期 7 15 1417393 高晓晶<sup>1</sup>, 胡元潮<sup>2</sup>, 周 蠡<sup>1</sup>, 李智威<sup>1</sup>, 熊川羽<sup>1</sup>, 王雅文<sup>1</sup>,安韵竹<sup>2</sup>, 刘振武<sup>3</sup> 氧化锌电阻片在脉冲电流下的残压分散性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001003 大能量吸收场合用氧化锌避雷器采用多柱并联结构,由于氧化锌电阻片之间电学性能分散性的影响导致各并联柱之间存在分流不均匀现象,制约了避雷器整体的能量吸收能力。研究了商用氧化锌电阻片在不同脉冲电流波形(4/10 μs、8/20 μs、2 ms方波)和能量下残压的分散特性以及相应的失效方式,包括单次脉冲和重复脉冲两类实验。单一脉冲下,不同脉冲波形下的残压分散性随脉冲能量呈现两段特性,即小于阈值能量时残压分散性基本不变化,大于阈值后迅速增大。重复脉冲下,氧化锌电阻片晶界出现劣化,但残压分散性基本保持不变。在大电流区,氧化锌电阻片晶界被击穿,其电流-电压特性主要受晶粒电阻控制。因此,电阻片的残压分散性主要受氧化锌晶粒电阻分布以及脉冲下热特性影响。氧化锌电阻片在4/10 μs、8/20 μs脉冲波形下的主要失效形式为沿面闪络,在2 ms方波下主要发生穿孔和炸裂。 2020年02月20 00:00 2020年01期 16 22 1466614 周万迪<sup>1</sup>, 张 升<sup>1</sup>, 张 磊<sup>2</sup>, 冯 恺<sup>2</sup>, 蔺家骏<sup>2</sup>, 武康宁<sup>2</sup>,刘文凤<sup>2</sup>, 李建英<sup>2</sup>, 李盛涛<sup>2</sup> 电位分布法带电检测500 kV氧化锌避雷器内部缺陷的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001004 MOA作为电力系统中限制过电压的主要设备之一,其性能的优劣直接关系到电力设备的安全运行。对MOA的不同运行状况、不同受潮部位进行了试验分析,通过光纤场强测试仪对MOA在不同运行状况下的沿面纵向场强及电位分布特性进行了研究,确定了避雷器在正常及不同受潮部位下沿面纵向场强及电位的分布特性。通过现场试验验证了光纤场强法在MOA带电检测中的有效性,同时也为MOA现场带电检测提供了新的途径。 2020年02月20 00:00 2020年01期 23 28,35 1293322 邓 维<sup>1</sup>, 史志强<sup>2</sup>, 刘卫东<sup>1</sup>, 魏绍东<sup>1</sup>, 罗日成<sup>3</sup>, 毛凤麟<sup>4</sup>, 刘 研<sup>4</sup> 含悬浮金属板的棒-板-棒组合间隙操作冲击放电特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001005 电力系统中,存在一些悬浮导体构成的间隙,其放电特性较典型间隙更为复杂多样,放电特性规律尚未得到明确。设计了含悬浮金属板的棒-板-棒组合间隙试验装置,研究棒-板-棒组合间隙在操作冲击电压作用下的放电特性,分析不同电压极性、不同金属板位置下组合间隙的击穿电压并基于高速光学影像分析其放电过程现象。研究表明,金属板位于组合间隙不同位置时,其击穿电压变化较大,且在正负不同极性操作冲击作用下,其变化规律呈现出明显差异性; 同时还观测到,当悬浮板靠近高压电极时,会出现单侧高压极棒-板间隙多次击穿这一特殊现象,电场仿真结果表明,单侧高压极棒-板间隙击穿后,有助于低压极起晕并产生流注通道向前发展。 2020年02月20 00:00 2020年01期 29 35 1543762 朱真兵<sup>1</sup>, 王欣<sup>1</sup>, 张恒志<sup>1</sup>, 常 伟<sup>1</sup>, 扎西曲达<sup>1</sup>, 吴 敏<sup>2</sup>, 林 卿<sup>2</sup>, 姒天军<sup>3</sup>, 孙泽中<sup>4</sup>, 鲁海亮<sup>4</sup> 改性硅酸盐复合接地材料及其在输电线路杆塔接地中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001006 针对金属接地材料存在的不耐腐蚀、与土壤结合不紧密、易偷盗等问题,研制了一种改性硅酸盐包覆碳钢的复合接地材料,兼顾了改性硅酸盐材料的防腐性能以及金属的良好导电性。通过模拟不同pH环境下的腐蚀试验表明,在不同pH值土壤中,改性硅酸盐都能对碳钢起到良好的保护作用,其防腐效果优于镀锌钢,在pH=5的土壤中优于铜,pH=9的土壤中优于镀铜钢。通过不同地区土壤取样腐蚀试验,表明改性硅酸盐在盐碱土壤和酸性红土壤中能对碳钢有较好的腐蚀保护作用。现场埋样试验结果表明,改性硅酸盐材料能比较有效的降低天津盐碱土壤对碳钢腐蚀,复合接地材料的防腐效果超过铜、镀锌钢。将改性硅酸盐与金属材料结合制成新型复合接地体,应用于南昌红壤地区的220 kV输电线路杆塔接地工程改造中,改造结束后测得接地电阻为7.8 Ω,满足相关标准中接地网工频接地电阻不超过10 Ω的要求。 2020年02月20 00:00 2020年01期 36 41,46 1492182 王湘汉<sup>1,2</sup>, 刘 蕊<sup>3</sup>, 谭 波<sup>1,2</sup>, 刘帮虎<sup>1,4</sup> 电阻片介电常数对GIS罐式避雷器电位分布的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001007 为了实现超特高压交流无间隙金属氧化物GIS罐式避雷器(以下简称GIS罐式避雷器)的小型化,制造商多采用高梯度电阻片。由于影响避雷器电位分布影响权重最大的因素是电阻片介电常数,而高梯度电阻片的显著特征之一就是相对介电常数较小,这样会使避雷器的电位分布更容易受杂散电容的干扰而更加不均匀,从而影响避雷器的运行可靠性。以某500 kV GIS罐式避雷器为原型,建立三维电场仿真模型,利用有限元计算软件COMSOL仿真研究比较了使用传统电阻片和高梯度电阻片避雷器的电位分布的差异,分析了电阻片相对介电常数对避雷器电位分布的影响和规律,研究结果对超特高压GIS罐式避雷器设计和参数选取具有重要参考价值。 2020年02月20 00:00 2020年01期 42 46 1256942 万 帅<sup>1</sup>, 许 衡<sup>1</sup>, 惠 康<sup>2</sup>, 曹 伟<sup>1</sup>, 谷山强<sup>1</sup>, 余飞宏<sup>2</sup>, 郭 洁<sup>2</sup> 海上风电场220 kV海底长电缆送出线工频及操作过电压研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001008 过电压是威胁电缆线路安全的重要因素。由于海底长电缆线路的高电容特性,可能产生较为严重的过电压。结合工程实际,基于ATP-EMTP对两种典型的海上风电场及其输电的220 kV 海底长电缆线路进行建模,并对海缆参数进行修正,对不同系统容量、不同长度、不同电缆类型下的海底电缆线路的工频过电压及2%统计合闸过电压进行仿真计算,同时计算了断路器发生一次重燃的分闸过电压。结果发现,在仅配置避雷器的情况下就能将操作过电压抑制在安全范围内,决定海底长电缆线路绝缘水平的主要因素是工频过电压。 2020年02月20 00:00 2020年01期 47 53 1127043 金作林<sup>1</sup>, 陈小月<sup>1</sup>, 文习山<sup>1</sup>, 郭卫<sup>2</sup>, 任志刚<sup>2</sup> 氧化锌压敏陶瓷制备过程中造粒除尘粉料的再回收利用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001009 除尘料是喷雾造粒过程中产生的一种粒径较小的粉料,直接使用影响粉料的干压成型,且压制的产品性能差。将除尘料进行重新制浆,与正常氧化锌制备的浆料进行1:1混合,再喷雾造粒,制备出的氧化锌压敏陶瓷电性能达到正常料的水平,做到了除尘料的再回收利用,提高了材料利用率。 2020年02月20 00:00 2020年01期 54 58 1225425 田 冰, 朱成洋, 郭向洋 基于多层支持矢量机的金属氧化物避雷器在线监测系统 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001010 研究了基于多层矢量机(MLSVM)的金属氧化物避雷器在线状态监测系统,并对新投运的表面清洁的避雷器、紫外辐射老化避雷器、表面染污避雷器及压敏电阻老化避雷器进行试验研究,再提取特征量<i>i<sub>r</i>1<i></sub>/i<sub>t</i>1<i></sub></i>、<i>i<sub>t</i>3<i></sub>/i<sub>t</i>5<i></sub></i>和<i>i<sub>r</i>3<i></sub>/i<sub>r</sub><sub></i>5<i></sub></i>。其中比值<i>i<sub>r</i>1<i></sub>/i<sub>t</i>1<i></sub></i>可表征金属氧化物避雷器外部染污故障; 比值<i>i<sub>t</i>3<i></sub>/i<sub>t</i>5<i></sub></i>可表征金属氧化物避雷器压敏电阻老化故障; 比值<i>i<sub>r</i>3<i></sub>/i<sub>r</sub><sub></i>5<i></sub></i>作为避雷器紫外辐射老化故障衡量指标。将60%的测试数据用于训练MLSVM分类器,在分类器经训练后,将其余测试样本输入到MLSVM中,对样本进行分类。将分类结果与实际故障情况进行比对可知,MLSVM分类器具有良好的性能,可区分避雷器的不同故障状态,准确诊断避雷器的运行状况。 2020年02月20 00:00 2020年01期 59 65,70 1365817 张 昊, 王 睿, 于 灏 基于ATP-EMTP的配电线路避雷器防雷效果及保护范围仿真分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001011 由于10~35 kV配电线路的绝缘水平普遍较低,因此在我国配电线路雷电保护设计中经常采用氧化锌避雷器进行雷电防护。通过建立模型开展数值仿真计算,进行10 kV配电线路安装线路避雷器的雷电防护效果研究,分析不同避雷器类型、不同杆塔冲击接地电阻以及雷击位置等对避雷器防护效果的影响并并分析其保护范围。结果表明,加强线路绝缘、增加配电线路中的避雷器数量可显著提高整条配电线路的耐雷水平,是提高配电线路防雷效果的两个重要措施; 雷击位置对线路耐雷水平的影响则与避雷器雷电保护范围密切相关,当雷击位置距离线路避雷器较远时,线路耐雷水平的下降较为明显; 具有避雷器的配电线路,由于避雷器存在一定的保护距离,因此单纯依靠安装线路避雷器来提高耐雷水平则需要每隔6~8基杆塔安装一组避雷器。 2020年02月20 00:00 2020年01期 66 70 1109127 王志刚, 阮观强 基于改进EGM的&#177;800 kV输电雷电屏蔽性能优化配置研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001012 特高压直流输电线路沿途地形复杂、雷电活动差异大,雷电绕击已成为其安全运行的首要威胁。建立了一种综合考虑导线工作电压、风速、杆塔高度、地面倾斜角、地线保护角等因素的改进电气几何模型,开展了杆塔地面倾斜角与输电线路雷电屏蔽影响因素间优化配置关系的研究,仿真计算了&#177;800 kV直流输电线路雷电屏蔽失效率及绕击闪络率。计算结果表明:不同地面倾斜角下导线电压极性、杆塔高度、风速、避雷线保护角对线路雷电屏蔽性能的影响存在差异,对于保护角,倾斜角不大于15°、保护角不大于10°或者倾斜角范围在15°~30°、保护角不大于-5°时,可满足地闪密度为6.85次/km<sup>2</sup>·a时&#177;800 kV直流输电线路绕击闪络率不超过0.197次/100 km·a的要求。 2020年02月20 00:00 2020年01期 71 75,81 1169205 杨跃光<sup>1</sup>, 张建刚<sup>1</sup>, 徐剑伟<sup>2</sup>, 张予阳<sup>1</sup>, 熊志伟<sup>2</sup>, 鲁海亮<sup>2</sup> 10 kV串联间隙金属氧化物避雷器在配电网防雷中的优化配置 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001013 主要通过EMPT电磁暂态分析软件对10 kV串联间隙金属氧化物避雷器在配电网系统中安装使用时进行仿真分析,首先进行PS15绝缘子及10 kV环电极避雷器及穿刺避雷器产品的U50%放电电压试验,再仿真分析在不同接地条件下只安装单相产品对同级其它相绝缘子的影响及只安装一级对相邻级绝缘子的影响,分析得出无论是直接接地还是单独接地,当雷电流超过40 kA 后均会造成相邻相或相邻级的绝缘子闪络,建议全线安装或在雷击严重区段及易击点全线安装10 kV串联间隙金属氧化物避雷器,不需单独设置接地,条件允许可在末端设置接地。 2020年02月20 00:00 2020年01期 76 81 1347812 刘素芳<sup>1</sup>, 陈 康<sup>1</sup>, 刘思贤<sup>2</sup> 屏蔽线对直埋电缆直击雷的防护作用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001014 采用时域有限差分法(FDTD)论证了屏蔽线对直埋电缆预防直接雷击的保护作用。FDTD模型由一公里长的绝缘电缆以及屏蔽线构成,雷击地点设置在正上方。该模型仿真计算得到的结果与文献中的实验实测结果相吻合,由此可证实模型正确性。结果表明,屏蔽线能有效防止直埋电缆被直接雷击; 雷击点附近电缆上电压与接地电阻呈现非线性正相关关系; 土壤表面电离是决定屏蔽线上分流电流和绝缘电缆上电压大小的主要因素。另外,屏蔽线周围的土壤电离作用很小,屏蔽线的电阻率对电缆电压峰值影响不明显,但对波形持续时间有影响。 2020年02月20 00:00 2020年01期 82 87 1273867 夏怀民 回流路径对接地装置冲击特性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001015 为了明确接地装置冲击试验时回流极布置对冲击特性测试的影响,研究了回流路径对实际塔脚冲击特性的影响。测试了塔基的四种不同回流电极结构:单根电极、多根电极、环形电极、环形电极和多根电极的组合电极的冲击响应,同时与常用的单回路电极测试的结果进行了比较。研究表明:在不同的回流极结构下,测量得到不同的冲击接地电阻值和地电位升,相比单根回流极,多根回流极和环形回流极的组合可更好的地模拟雷电真实放电情况。 2020年02月20 00:00 2020年01期 88 92 1165827 陈斯翔<sup>1</sup>, 武利会<sup>1</sup>, 李 谦<sup>2</sup>, 周华敏<sup>1</sup> 边坡稳定性监测系统防雷设计及应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001016 针对边坡稳定性监测系统复杂工况条件下的设备防雷问题,分析直击雷和感应雷两种引起设备损坏的雷电危害和其危害方式。根据不同种类雷电危害的特点及监测设备的防护需求,设计采用由多针型避雷针、信号线屏蔽套管、防雷器、多级电源开关和人工接地网等装置构成的外部防雷措施和内部防雷措施结合的综合防雷系统,为边坡稳定性监测设备提供防雷保护,保证设备安全平稳运行。 2020年02月20 00:00 2020年01期 93 97,103 1295672 李建宇<sup>1</sup>, 成子桥<sup>1</sup>, 张 力<sup>2</sup>, 任 义<sup>2</sup>, 王振兴<sup>1</sup> 基于组合冲击试验的气体放电管与TSS管通流、差压变化研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001017 依据气体放电管与TSS配合使用原理,借助电力试验研究院雷电流冲击平台,采用组合波发生器(8/20 μs, 1.2/50 μs)对气体放电管和TSS的配合使用电路进行冲击试验。主要研究级间电阻对气体放电管和TSS管通流、残压影响的变化趋势,以及不同型号TSS管对气体放电管和TSS管通流、残压的影响。研究得出:TSS管通流随着级间阻值的增加而减小,而GDT通流与电阻无关; 同时得出不同型号TSS管对气体放电管和TSS管通流没有影响,且TSS管压越大,TSS残压值越大,GDT的残压随冲击电压总体呈逐渐上升趋势。气体放电管与配合使用电路中,冲击电压在超过盲区到 1.0 kV 左右范围中,配合电路发挥作用较大。 2020年02月20 00:00 2020年01期 98 103 1330762 宁 超, 杨 俊, 纪云龙, 杨 静 风电场接地系统雷电冲击特性的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001018 良好的接地系统对于风电机组的正常运行至关重要。基于风机接地圆环的不等电位模型研究雷电流波头时间与入地点、雷电流幅值、土壤击穿场强、土壤电阻率等因素对风电机组接地系统雷电冲击特性的影响规律以及多年冻土地区通过对接地网敷设垂直接地极的散流效果。结果表明:雷电流经风机接地圆环中心注入时具有更好的散流效果,雷电流波头时间越短,接地导体的电感效应越强烈,风机冲击接地电阻越大; 随着雷电流幅值的增加,土壤的火花效应得以加强,风机接地圆环面积越小,冲击接地电阻降低越明显; 土壤临界击穿场强越小,接地网附近土壤越容易发生火花效应,风机冲击接地电阻越小; 风机接地网存在有效的散流半径,当接地网半径超过15 m时,散流效果不再明显增强; 随着土壤电阻率的增加,风机接地圆环面积较小时的散流效果有限,冲击接地电阻几乎呈线性增长,而风机大面积接地圆环的冲击接地电阻增长有限,很快趋于饱和; 对于存在多年冻土现象的地区,垂直接地极的散流效果较好,垂直接地极的布置不应过于密集,以减小导体之间的屏蔽效应。 2020年02月20 00:00 2020年01期 104 110 1321649 姜龙杰<sup>1</sup>, 宋余来<sup>2</sup>, 元乙贺<sup>2</sup>, 杨 宁<sup>2</sup>, 王鹏宇<sup>2</sup>, 孔 深<sup>2</sup> 配网线路压缩灭弧防雷间隙的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001019 由于配网线路耐雷水平低,网络结构复杂,常常遭到直击雷和感应雷过电压的影响,导致线路跳闸和设备损坏,给电网运行安全带来极大的风险。为解决配电线路雷击跳闸的问题,研究了一种压缩灭弧防雷间隙:通过有效的绝缘配合使得雷电闪络能够准确地控制在设定的防雷间隙之中,利用雷电冲击电弧自身的能量进行压缩,产生“磁抽吸”效果使得大量气体被吸入压缩管道,在压缩管道内温度瞬间上升产生自膨胀气流,加速电弧突变拐点的能量耗散,使得电弧能在电力系统继电保护装置最快动作时间之前有效地熄灭。本文建立了灭弧过程中最为关键的压缩、温升、对吹模型; 在冲击电弧实验中,示波器的波形有效地证明压缩灭弧装置可以对冲击电弧进行能量分段并截断电弧; 在工频电弧实验中,通过与普通并联间隙的灭弧效果比较,发现压缩灭弧装置可以使工频电弧电压波形衰减周期更快、幅度更大,装置可以在1 500 μs内对2 kA的工频电弧进行截断并且熄灭。压缩灭弧防雷间隙在35 kV配电线路运行效果良好,能够有效地降低配电线路的雷击跳闸率。 2020年02月20 00:00 2020年01期 111 117 1412115 黄嘉曦<sup>1,2,3</sup>, 王巨丰<sup>1,2,3</sup>, 周 鑫<sup>1,2,3</sup>, 闫 珅<sup>[1,2,3]</sup>, 王 硕<sup>1,2,3</sup>, 余杰皓<sup>1,2,3</sup> 不同形状输电杆塔接地装置的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001020 输电杆塔接地装置形状的不同会引起其接地电阻、散流分布与跨步电压分布的不同,对人身安全产生影响。分别对四种不同形状的接地装置:方框型、圆环型、方框带四条斜射线型与方框带四角树枝状放射线型进行理论与仿真分析,比较五种接地装置接地电阻的大小、散流分布与跨步电压分布。得出冲击接地电阻:<i>R<sub>ch</sub></i>(分叉型)&lt;<i>R<sub>ch</sub></i>(射线型)&lt;<i>R<sub>ch</sub></i>(圆环型)&lt;<i>R<sub>ch</sub></i>(方框型),地电位最高且下降梯度最陡峭的区域与最大跨步电压分布在接地装置的边框及边框顶点、射线及射线分叉顶点和边框与接地引下线连接点的周围。 2020年02月20 00:00 2020年01期 118 122 1557859 洪书文, 潘子仁, 李 悦, 毛兴华, 周 威 基于暂态电网络模型的杆塔接地装置冲击降阻优化措施研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001021 为研究接地装置冲击降阻的有效措施,本文建立了接地装置时域暂态电网络模型,考虑冲击电流作用下土壤电离的作用,通过高阶有限差分法求解得到了接地装置的冲击电压响应,仿真计算结果与试验测量结果误差在10%以内,证明了仿真模型的正确性。采用该模型分析了接地装置射线角度,布置形式及射线长度在冲击降阻中的效果差异,得到主要结论如下:方框带射线的伸长射线与方框边之间存在一定的屏蔽效应,带一/两组射线时,射线角度分别设为45°/0°; 接地装置射线布置型式需综合考虑射线有效散流长度及导体间屏蔽效应的作用; 增加射线长度对降阻的作用具有明显饱和效应。 2020年02月20 00:00 2020年01期 123 128 1267437 李少东<sup>1</sup>, 蔡汉生<sup>2</sup>, 陈怀飞<sup>1</sup>, 刘 刚<sup>2</sup>, 文习山<sup>1</sup>, 胡上茂<sup>2</sup>, 鲁海亮<sup>1</sup> 输电线路杆塔与接地装置的雷击暂态响应建模分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001022 为准确分析输电杆塔的雷击暂态响应,以及雷电波在杆塔、线路中的折反射波过程,建立整体的分析模型显得尤为重要。针对典型110 kV输电线路,搭建了输电线路、输电杆塔以及接地装置的一体化暂态分析模型,将输电杆塔进行分块建模,建立其多波阻抗模型; 考虑典型接地装置的电感效应与火花效应,建立其暂态电路分析模型; 考虑绝缘子、输电线路、避雷线的影响,最终结合EMTP软件进行雷击暂态响应分析。结果表明考虑电感效应以及火花效应后的电路模型,可模拟接地装置的冲击特性; 输电杆塔横担电位峰值随高度的降低而减小; 杆塔与接地装置的阻抗不匹配、避雷线与杆塔的阻抗不匹配,导致横担、塔顶电位带有较大程度的振荡; 雷电波的反射时长与输电线路跨距相关。 2020年02月20 00:00 2020年01期 129 135 1384556 武利会, 陈道品, 陈斯翔, 何子兰, 陈邦发, 黄 静 RTV涂层对10 kV绝缘子电场分布的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001023 为了较全面地了解RTV涂层对绝缘子电场分布的影响,使用有限元法建立绝缘子模型进行数值计算,分析了RTV涂层的厚度、介电常数以及非均匀喷涂方式对10 kV支柱瓷绝缘子导线附近和支柱表面电场分布的影响。结果表明:绝缘子电场的分布不但受涂层厚度的影响还受涂层喷涂形状的影响,合适的喷涂方式有利于改善绝缘子电场分布; 随着涂层厚度的增加,涂料的介电常数对绝缘子电场分布的影响程度也越大。所得结果可为绝缘子涂层的优化提供新的理论依据。 2020年02月20 00:00 2020年01期 136 141 1608204 夏 欣, 淡淑恒<sup>1</sup>, 李翔宇<sup>2</sup> 基于Canny边缘特征点的接触网绝缘子识别方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001024 针对使用机器视觉技术对接触网绝缘子状态检测时的绝缘子识别问题,提出一种结合Canny边缘特征和SURF点特征的绝缘子识别算法。该算法首先提取图像边缘特征,然后使用SURF算法在边缘图像上提取特征点,并利用Haar小波对特征点进行描述; 对检测出的特征点使用欧氏距离比值法进行初匹配; 最后用RANSAC算法消除由噪声等干扰产生的错误匹配,从而实现接触网绝缘子智能识别。实验结果表明,该算法能在有背景干扰、小幅度旋转的目标图像中准确识别出绝缘子,为电气化铁路接触网绝缘子智能清洗的视觉识别定位问题提供了可行参考。 2020年02月20 00:00 2020年01期 142 148 2026209 姚晓通,刘 力,李致远 基于时间序列模型的劣化绝缘子红外热像检测方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001025 在使用传统红外热像法对绝缘子进行检测时,绝缘子的劣化特征并不稳定,容易导致漏检、误检。针对这个问题,本文提出了时间序列模型与红外热像处理技术相结合的劣化绝缘子识别方法。本方法使用中值滤波与线性平滑滤波优化图像质量; 采用OTSU分割法结合钢帽、盘面的形态差异将绝缘子钢帽部分进行提取,实现绝缘子钢帽温度的自动提取; 考虑到绝缘子温升受到多因素影响,采用ARIMA时间序列模型对绝缘子串温度时间序列进行拟合,对其温升变化进行预测,从预测结果中找到劣化特征明显的温度曲线进行判别; 试验结果表明,ARIMA模型对绝缘子温升的时间序列有较好的拟合效果,所提出的劣化检测方法对特征不稳定的劣化绝缘子有好的检测效果。 2020年02月20 00:00 2020年01期 149 155 1236900 周友维<sup>1</sup>, 姚建刚<sup>1</sup>, 王 欣<sup>1</sup>, 李凯迪<sup>1</sup>, 刘正庭<sup>1</sup>, 陆倚鹏<sup>1</sup>, 尹骏刚<sup>2</sup> 基于近义词分配的铁路接触网绝缘子识别与分类 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001026 为提高铁路接触网绝缘子检测中的图像识别精度并准确区分绝缘子类型,提出一种建立在“视觉词包模型”基础上,计算视觉单词语义距离并合理分配的绝缘子识别分类模型。首先应用潜在狄利克雷分布模型与相对熵计算视觉单词的语义相关性,然后根据底层特征与各单词的欧氏距离大小分配单词数目,最后采用支持向量机实现绝缘子的识别与分类。实验结果表明,该方法可以提高识别精度与分类效果。 2020年02月20 00:00 2020年01期 156 160 1228213 吴文海, 孙 磊, 王国志, 张 霆 110 kV悬式绝缘子式限压器的电场分布优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001027 悬式绝缘子式限压器是一种将带间隙线路避雷器和线路绝缘子集成一体的新型防雷装置,兼具限制雷电过电压和悬挂导线的功能,具有安装简便、性能稳定等优点。应用Comsol Multiphysics的电学模块,对系统电压下的110 kV悬式绝缘子式限压器进行了电位和电场的仿真分析。通过改变限压器的结构形式,对限压器的电场分布进行了优化。分析结果表明,阀片柱置于两端的两体结构的电场分布更均匀,满足国家电网公司特高压试验示范工程的场强控制要求。 2020年02月20 00:00 2020年01期 161 165 1211891 陈 康, 尹 彬 微生物对硅橡胶材料憎水性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001028 优异的憎水性是硅橡胶材料在电力设备中广泛应用的重要因素。按照标准规定的试验程序,在进行憎水性减弱试验时,出现了试样表面有油状附着层生成,憎水性随之丧失或明显减弱的现象。针对该现象设计、开展了多变量实验研究。实验结果表明,浸泡于不同实验用水中、处于不同实验温度和实验氛围下的一种高温胶和一种液体胶试样表面均有可能产生油状附着层,该附着层中至少含有细菌、真菌及其分泌物等,该附着层会使材料憎水性急剧下降或丧失。当试样表面附着层擦除后,憎水性立刻恢复。该附着层对材料憎水性试验结果和运行有重大影响,建议在硅橡胶材料生产、试验和运行过程中作为重点关注因素之一。 2020年02月20 00:00 2020年01期 166 173 1504346 谷 裕<sup>1</sup>, 石延辉<sup>1</sup>, 李西育<sup>2</sup>, 施毅舟<sup>2</sup>, 张骁萌<sup>2</sup>, 闵 超<sup>2</sup>, 魏劲容<sup>2</sup>, 游传榜<sup>3</sup> 大倾角绝缘子保护锌环的腐蚀特征研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001029 直流输电线路绝缘子通过安装锌环以减少金具的腐蚀,保障线路的运行安全。为了研究锌环寿命的影响因素,本文搭建了绝缘子直流腐蚀实验平台,研究了绝缘子处于不同悬挂角度时,其保护锌环的腐蚀特征及影响因素。发现锌环的腐蚀面积随着绝缘子悬挂倾角的增大而减少,腐蚀深度随着倾角的增加而增大,而腐蚀生成物将加速锌环的腐蚀; 绝缘子悬挂倾角增大后,锌环与绝缘子表面存水区域减少,腐蚀电流更加集中是造成该现象的主要原因。同时水流方向和锌环腐蚀生成物堆积更集中,改变了绝缘子表面电场分布,使该区域的电流密度增大,加剧该区域锌环的腐蚀,甚至造成锌环与绝缘子铁帽之间的放电。研究认为,当绝缘子处于大倾角悬挂时,可以增加最低点锌环厚度以提高其使用寿命。该研究成果可为直流输电线路绝缘子金具腐蚀防治提供参考。 2020年02月20 00:00 2020年01期 174 179 1465121 朱 军<sup>1</sup>, 陈 友<sup>2</sup>, 唐 平<sup>1</sup>, 曹晓斌<sup>2</sup>, 曾 奕<sup>1</sup>, 毛 强<sup>1</sup> 聚烯烃绝缘子材料的机械性能与电气性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001030 探索聚烯烃材料作为硬质复合绝缘子伞套基材的可能性。在聚丙烯和聚乙烯混合树脂中添加阻燃剂、硅油、抗氧化剂等助剂制成聚烯烃材料,评估其机械、电气和憎水性等性能; 进一步将聚烯烃材料用作伞套制成棒型悬式绝缘子,开展芯棒材料试验、装配好的芯棒的负荷-时间试验等设计试验,干雷电冲击耐受电压试验、湿工频耐受电压等型式试验。结果表明:聚烯烃绝缘子的主要机械性能和电气性能满足GB/T 19519—2014《架空线路绝缘子 标称电压高于1 000 V交流系统用悬垂和耐张复合绝缘子定义、试验方法及接受准则》的要求,是一类具有广阔应用前景的新型硬质复合绝缘子。 2020年02月20 00:00 2020年01期 180 185,191 1225861 史 佳<sup>1</sup>, 刘 甫<sup>1</sup>, 全一武<sup>1</sup>, 陈 超<sup>2</sup>, 严姗芝<sup>2</sup>, 严维逊<sup>2</sup> 不同电压等级下绝缘子积污特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001031 为了减少其它因素的影响,而只考虑电压等级对不同绝缘子积污特性的影响,以河南省境内的I函五线为依托,选择XP-100/146为参照绝缘子,研究了XWP2-100/160、FC160P-170、FC160D/146以及CA-872EZ/155这4种绝缘子在电压等级不同时的自然积污特性。将试验所测数据进行了归一化处理,并利用格拉布斯检验法剔除试验中的异常数据。分析得出电压等级越高,绝缘子越容易积污,XWP2-100/160、FC160P-170、FC160D/146、CA-872EZ/155 4种绝缘子的形状积污系数分别为3.05、1.12、2.94、1.32,污秽不均匀系数分别为2.02、1.59、7.42、5.24。本文的研究为形状积污系数的标定提供了参考。 2020年02月20 00:00 2020年01期 186 191 1243112 卢 明<sup>1</sup>, 刘泽辉<sup>1</sup>, 向 玲<sup>2</sup>, 周晨光<sup>2</sup>, 刘 博<sup>1</sup>, 高 超<sup>1</sup>, 宋礼斌<sup>3</sup> 基于流体力学的绝缘子自清洁结构设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001032 复合绝缘子运行过程中存在污秽累积和腐蚀硅橡胶伞裙的问题,绝缘子清洗也存在难度大成本高的问题。本文基于流体力学提出了一种适用于复合绝缘子的新型伞裙结构,从而达到提高绝缘子自洁能力的目的。这种伞裙主要依靠空气流过绝缘子时的循环运动来除去附着在绝缘子伞裙表面的沉积污秽物,通过空气动力结构的优化设计使得较大体积的颗粒物也能够被气流自然带离。该设计能够较好的应用于具有疏水性的硅橡胶涂层,试验结果表明当气流流过新型硅橡胶伞裙时,下降气流的速度总是大于上升气流的速度,从而使得颗粒沉积时间达到最短。结合硅橡胶的良好疏水性以及伞裙结构优势带来的良好自清洁性可以提高复合绝缘子的使用寿命。 2020年02月20 00:00 2020年01期 192 197,203 1402327 杨 俊, 李宝同, 段银环, 李晓萍 边缘检测在盘形悬式瓷绝缘子串红外图像上的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001033 针对盘形悬式瓷绝缘子串红外图像边缘缺失导致铁帽和伞盘误分割的问题,提出一种基于边缘检测的绝缘子串图像分割方法。首先对红外图像进行灰度化、中值滤波和去噪等图像预处理,然后通过比较多种边缘检测算法,采用PSNR方法确定了多尺度形态学梯度算法是对绝缘子串边缘提取中准确性和完整性最高的方法。接着对二值化后的图像确定最大连通区域,对其进行边缘分割得到绝缘子串区域。最后结合边缘检测确定面积阈值,采取区域提取方法对其进行铁帽和伞盘区域分割,得到铁帽和伞盘区域。通过大量样本训练,正确率达到90%以上,在实际应用中取得十分良好的效果,对提高绝缘子红外智能检测准确率有重要指导意义。 2020年02月20 00:00 2020年01期 198 203 1424274 刘 洋<sup>1</sup>, 陆倚鹏<sup>2</sup>, 高 嵩<sup>1</sup>, 毕晓甜<sup>1</sup>, 尹骏刚<sup>2</sup>, 朱向前<sup>3</sup>, 姚建刚<sup>2</sup> 穿墙套管固定法兰涡流损耗分析及优化研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001034 针对现有变电站穿墙套管固定法兰存在的涡流损耗大、温升明显的问题。对这种结构进行了优化,提出了在传统结构上开槽和设置永磁体整列的方案。对比分析利用该方法的改进结构和传统结构二者相同位置的损耗,得出改进结构能有效抑制其内部的涡流损耗。进而研究改进结构上槽体数量和设置不同的永磁体阵列对其内部磁感应强度的抑制效果,最终得出槽体为4并且设置永磁体阵列的法兰结构为最优方案。 2020年02月20 00:00 2020年01期 204 208 1568814 付启明<sup>1</sup>, 易 鹭<sup>1</sup>, 曲德宇<sup>1</sup>, 王富立<sup>2</sup>, 严柏平<sup>2</sup>, 赖来利<sup>2</sup> 基于三参数Burr分布的悬式瓷绝缘子零值温差分布特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001035 提出一种基于三参数Burr分布的估计方法来描述零值悬瓷绝缘子的温度分布特性。为验证这一方法,以某省电网运行10年及以上变电站悬式绝缘子红外测零项目的红外测温数据为研究对象,通过统计分析建立了三参数Burr分布数学模型。由于该分布函数的参数在极大似然估计法下没有显式解,故采用牛顿法对其求解,可得到三参数Burr分布对绝缘子零值温差分布的拟合曲线; 然后,在MATLAB中利用Kolmogorov-Smirnov方法对于该分布模型进行了参数检验。检验结果表明,三参数Burr分布能很好地拟合零值绝缘子的温差分布特性。由此提出了悬瓷绝缘子零值温差分布特性的统计模型,为绝缘子红外测零判别阈值的选定提供了参考依据。 2020年02月20 00:00 2020年01期 209 213 1178519 徐 华<sup>1</sup>, 陈高洋<sup>2</sup>, 尹骏刚<sup>2</sup>, 胡俊华<sup>1</sup>, 周阳洋<sup>1</sup>, 朱向前<sup>3</sup>,戴哲仁<sup>1</sup>, 李伟勇<sup>1</sup>, 姚建刚<sup>2</sup> 复合绝缘子HTV硅橡胶伞套的湿热老化特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001036 由于长期运行在湿热的气候环境下,近年来我国南方地区复合绝缘子异常发热、击穿断裂等故障时有发生,严重威胁了电网的安全稳定运行。为了研究复合绝缘子硅橡胶伞套的湿热老化特性,首先对高温硫化(High Temperature Vulcanization,HTV)硅橡胶进行湿热老化实验,然后利用扫描电镜、红外光谱、热重分析、介电谱和热刺激电流测试等分析手段对湿热老化和运行老化样品进行微观分析,结果表明:湿热的联合作用能够显著加速HTV硅橡胶的老化进程,随着湿热老化时间的增加,样品的表面微观形貌、化学基团、热解性能、介电性能和陷阱性能均逐渐劣化,其中,硅氧主链与硅碳侧链红外吸收峰高、热解剩余质量、介电参数和陷阱参数可作为硅橡胶的老化特征参量,评估其老化状态; HTV硅橡胶在湿热老化过程中主要发生PDMS分解,湿热老化26天样品的PDMS的劣化程度与运行老化10年的伞裙接近; 烘干后样品的介电参数显著降低,表明水分入侵对其介电性能具有重要影响,湿热老化充分考虑了这一因素,相比于其他老化方式更加全面合理。 2020年02月20 00:00 2020年01期 214 221 1888709 曾磊磊<sup>1</sup>, 张 宇<sup>1</sup>, 童 超<sup>1</sup>, 缪雪梅<sup>1</sup>, 曾 鑫<sup>2</sup>, 马 亮<sup>1</sup>, 周龙武<sup>1</sup>, 邹 阳<sup>1</sup>, 晏年平<sup>1</sup>, 邓志斌<sup>3</sup> 电力谐波对变压器套管电容芯子介质损耗的影响研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001037 变压器绝缘套管中实际加载的电压波形中谐波成分含量较高,为了探究电压谐波对变压器套管电容芯子介质损耗的影响,基于频域有限元法建立了220 kV电容式变压器套管的有限元模型,获得了变压器套管电容芯子绝缘介质的非线性频变特性曲线,并进一步考虑了电容芯子介电常数频变特性对其介质损耗发热的影响。在给定波形参数下,电容芯子在谐波作用下的频变特性对介质损耗发热的增强系数仅为0.27%,高次谐波对电容芯子的介质损耗发热影响较小。研究结果对于电容式套管的介质损耗发热和其事故分析具有一定的参考价值。 2020年02月20 00:00 2020年01期 222 227 1497314 夏 军<sup>1</sup>, 张璧辉<sup>1</sup>, 杨知非<sup>1</sup>, 黄道春<sup>1</sup>, 杨帮华<sup>2</sup> 基于有限元分析和DR检测的110 kV GIS ZF4-126型环氧树脂支撑绝缘杆缺陷分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001038 首先对4个变电站中216根110 kV GIS ZF4-126型环氧树脂支撑绝缘杆进行了DR无损检测,由检测结果将支撑绝缘杆缺陷分类。其次利用ANSYS有限元仿真计算支撑绝缘杆实际工况下的总变形以及绝缘杆的固有频率及相应振型。然后借助DR检测结果,结合有限元仿真结果得出造成支撑绝缘杆缺陷主要原因为绝缘杆上端面承受压力作用,造成绝缘杆径向环氧树脂被挤压形成鼓包和分层。最后根据缺陷原因对绝缘杆进行优化设计,并通过有限元仿真验证了该设计的合理性。该型号环氧树脂支撑绝缘杆的缺陷分析及优化方法为其他一般环氧树脂支撑绝缘杆的缺陷检测和产品优化提供了理论参考,具有工程应用价值。 2020年02月20 00:00 2020年01期 228 233 3750433 姜文涛<sup>1,3</sup>,刘荣海<sup>2</sup>,杨迎春<sup>2</sup>,万书亭<sup>1</sup> 基于无人机巡检图像的绝缘子串实时定位研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001039 针对无人机巡检输电线路图像中存在绝缘子串定位难点,笔者在分析散射变换原理和卷积神经网络(CNN)的基础上,通过低通滤波器作散射系数处理,结合Gram矩阵法来降低绝缘子串背景信息的噪声干扰,以增强低频系数的边缘纹理特征,结合SSD网络框架实现了CNN对绝缘子串实时定位计算的高效性。实验结果表明:该方法在保证实时计算的前提下,与传统SSD网络框架相比,召回率和交并比分别提升了1.04%和1.38%。 2020年02月20 00:00 2020年01期 234 240 1344302 潘 翀, 沈鹏飞, 张 忠, 王 博, 朱如桂, 张 颖