电瓷避雷器 /oa 高效雷电流H波发生器电路的仿真研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003001 为了雷电间接效应测试需要,提出一种能量效率较高的冲击电流发生器电路拓扑。该拓扑可以产生缩比雷电流H波。从串联RLC回路出发,运用Multisim仿真设计软件,着重研究回路参数对于冲击电流波形的影响程度,总结了电流峰值、波前时间和半峰值时间与电路参数的关系表。设计了满足标准要求的H波电流发生器电路,实际测试结果显示波形与仿真分析相吻合。该高效电流发生器拓扑可以为一般非振荡的指数波发生器设计提供借鉴。 2020年06月25 00:00 2020年03期 1 5,12 1515665 欧阳宏志<sup>1,2</sup>, 姚学玲<sup>1</sup>, 陈景亮<sup>1</sup> 基于有限元的输电线路避雷器放电能量研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003002 为了减少由于超压放电时所产生的高能量引起避雷器特性的劣化率,通过有限元分析法建立一组不同尺寸和额定值的输电线路避雷器模型,并研究其在快波前浪涌事件中释放能量的能力。结果表明,有限元法模拟结果与PSCAD/EMTDC、EMTP-RV软件的模拟结果基本一致; 采用模型计算得出的放电电压和能量承受能力与PSCAD/EMTDC、EMTP-RV软件的模拟结果及制造商提供的测试数据基本吻合,证明所建立的模型适于所研究的工况; 另外,通过所建立模型,进行了参数分析,发现ZnO块的高度和直径的变化对单脉冲电流注入期间避雷器的放电能量能力产生显着影响; 改变绝缘层的厚度和介电常数显着影响避雷器内部的电场分布的均匀性而非放电能量能力。 2020年06月25 00:00 2020年03期 6 12 1417620 彭 凯<sup>1</sup>, 吴继岩<sup>1</sup>, 马 鑫<sup>1</sup>, 王晓燕<sup>1</sup>, 刘清华<sup>2</sup>, 汤道清<sup>3</sup> 不同形状金属尖端电晕电流触发阈值的分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003003 针对不同形状金属尖端电晕电流触发阈值的问题,通过圆锥形尖端和椭球形尖端表面附近的电场分布的理论分析,采取实验模拟仿真的方式,得到尖端处电晕触发电场阈值的关系,试验结果得出:1)金属尖端电晕触发电压阈值随高度的增加而降低,高度对金属尖端处电晕触发电场阈值基本无影响,尖端处电场阈值为相对固定值; 2)电晕电流幅值以及频率与尖端处曲率半径以及表面积之间的影响关系。3)尖端处电晕触发电场阈值为6.938 2 kV/cm到8.282 4 kV/cm之间。 2020年06月25 00:00 2020年03期 13 20 1699441 李祥超, 罗 华, 黎雪婷 柔性石墨复合接地模块接地特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003004 输电线路杆塔接地网在外延、垂直接地等措施受限时常采用辅助降阻材料降阻,实际接地工程采用接地模块时缺少统一规范性指导,在应用时存在一些盲目施工、降阻效率低等问题。采用CDEGS软件针对新型辅助降阻材料——柔性石墨复合接地模块的接地特性进行仿真计算研究,针对“一”字型、方框型以及方框射线型接地网采用柔性石墨复合接地模块时的降阻效率进行计算,分析模块敷设位置、敷设密度、敷设方式、接地网面积等因素对接地特性的影响规律,针对实际输电线路采用柔性石墨复合接地模块降阻给出相应施工建议。 2020年06月25 00:00 2020年03期 21 27 1230961 胡元潮<sup>1</sup>, 赵文龙<sup>2</sup>, 安韵竹<sup>1</sup>, 李 勋<sup>3</sup>, 高晓晶<sup>4</sup>, 李海涛<sup>1</sup> 柔直输电系统避雷器监测数据异常研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003005 为了保护柔直输电系统的全控性电力电子元件,在柔性直流换流站的桥臂和换流阀侧会安装避雷器。为了评估避雷器的运行状态,在每一台避雷器上安装了泄漏电流在线监测装置。依托厦门柔直输电工程,统计研究了两个换流站的各个位置避雷器从2016年到2018年5月的泄漏电流监测数据,发现了泄漏电流随着负荷增加而增加的现象。在此基础上对监测表计进行了强谐波下的检测,发现针对交流避雷器设计的监测表计用在柔直避雷器泄漏电流的在线监测上,存在较大测量误差,此外,柔直站运行时产生的大量谐波也是影响其电流监测数据的主要原因。 2020年06月25 00:00 2020年03期 28 33,42 2821341 方超颖,王晓杰,郑钟楠,谢文炳,吴文斌,许军 复杂土壤结构对流入变压器直流电流的影响分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003006 直流输电系统以单极大地方式运行时,地中流散的直流电流流入极址附近交流变压器中性点,导致变压器产生直流偏磁现象。研究土壤结构对流入变压器的直流电流的影响是分析变压器直流偏磁现象的基础。建立考虑山川、海洋、湖泊等复杂土壤结构的直流接地极特性电磁场有限元模型,计算直流接地极散流产生的地中电位; 结合变电站电路模型计算流入相应变压器的直流电流; 在此模型基础上分析极址附近交流变电站接地网位置对流入变压器直流电流的影响。结果表明:当两交流变电站之间连线与山川、海洋平行时,流入变压器的直流电流量最小; 两变电站位于山川远离接地极的一侧时,由于高电阻率山川的电流阻碍作用,流入变压器的直流电流较均匀土壤情况有明显降低; 两变电站位于湖泊两侧时,由于湖水的良导电作用,两侧变电站电位差及流入变压器的直流电流较均匀土壤情况下明显降低。 2020年06月25 00:00 2020年03期 34 42 1308384 李景丽<sup>1</sup>, 栗超超<sup>1,2</sup>, 冯 鹏<sup>1,2</sup> 避雷器接地电阻对10 kV配电线路终端设备雷击暂态特性影响分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003007 雷电击中配电线路后,沿线路入侵的雷电浪涌十分容易造成配变低压侧设备的损坏,安装避雷器能够提高线路的耐雷水平,为了有效的提高避雷器的防雷效率,有必要分析其对线路终端设备雷击暂态特性的影响。利用EMTP软件搭建完整的安装柱上变压器的配电系统模型,分析避雷器接地电阻、安装避雷器的杆塔之间的间距及敷设避雷线三种因素对终端设备雷击暂态特性的综合影响。结果表明:终端设备过电压随避雷器接地电阻的增大而增大,接地电阻越大,增大幅度越小; 敷设避雷线后,终端设备过电压有一定程度的降低; 安装避雷器的杆塔之间的距离越小,终端设备过电压也越小。最后得出通过避雷线的安装以及减小安装避雷器的杆塔之间的距离,可以在不降低终端低压设备雷电防护水平的情况下适当的增加高电阻率地区避雷器的接地电阻,所得结果对于降低接地结构的成本以及对配电线路终端设备的雷电防护有一定的指导意义。 2020年06月25 00:00 2020年03期 43 48 1199604 申东玄<sup>1,2</sup>, 杨仲江<sup>1,2</sup>, 王 昊<sup>1,2</sup> 试验回路布置对变电站地网冲击特性测试的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003008 开展地网冲击特性测试需搭建冲击放电回路,试验回路布置的差异会对地网冲击特性测试产生较大影响。在分析现有接地装置冲击试验系统构成的基础上,搭建试验回路对110 kV变电站地网进行了现场试验,研究了注流点对地网冲击特性的影响,并通过仿真计算研究了回流点对地网冲击特性的影响。试验结果表明,试验回路中注流点、回流点的选择会明显影响地网电位分布和电流的大小。在雷电冲击下地网高电位区域会集中在注流点附近,远离注流点的区域地网电位分布较均匀,注流点附近区域的地网散流变化大,远离注流点区域的地网散流较平均。仿真结果表明,由于回流极的影响,地网电位分布均匀度会低于无回流极情况,地网散流比例会略高于无回流极情况,增大回流极距离有助于减小地网冲击特性测量误差。 2020年06月25 00:00 2020年03期 49 55,61 1750250 黄佳瑞<sup>1,2</sup>, 陈 立<sup>1</sup>, 左中秋<sup>1</sup>, 汤 霖<sup>1</sup>, 周文俊<sup>2</sup> 基于COMSOL Multiphysics的多重雷电流分量对OPGW断股分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003009 光纤复合架空地线(OPGW)的断股严重影响着电力系统的安全稳定性,为了研究雷电流对OPGW断股的影响,应用COMSOL Multiphysics对雷击点局部温度进行仿真,对连续雷电流<i>B、C</i>分量的作用下与多重雷电流<i>A、B、C</i>分量的作用下进行OPGW断股特性分析。结果表明:转移电荷量的大小是决定断股的主要原因。多重雷电流<i>A、B、C</i>分量作用产生温度与断股损伤程度均高于连续雷电流<i>B、C</i>分量的作用。先导雷电流分量越多,作用在OPGW表面遗留的载流子越多,转化的温度越高,形成的等离子通道与后续雷电流<i>C</i>分量形成的等离子通道更容易快速结合。先导雷电流产生的温度可弥补转移电荷量的所生成能量的温度,即雷电流<i>A、B</i>分量具有研究意义。仿真结果为今后OPGW的抗雷击性能与机械性能研究提供参考。 2020年06月25 00:00 2020年03期 56 61 1470262 孙 伟<sup>1</sup>, 郝斯杰<sup>1</sup>, 姚学玲<sup>2</sup>, 孙晋茹<sup>2</sup>, 黄 杨<sup>2</sup>, 何 群<sup>1</sup>, 王影影<sup>1</sup> 500 kV GIS避雷器结构特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003010 以500 kV GIS罐式避雷器为原型,采用有限元软件ANSYS对其进行结构力学分析。包括结构静力分析,模态分析以及抗震性能研究。其中抗震性能研究包括避雷器直接固定于地面与搭配支架使用的情况。并以支架高度为变量,研究了在不同高度支架下避雷器的地震响应。发现该避雷器由于线度小,整体刚度大,基频高,对地震波响应不明显,并最终验证该500 kV GIS避雷器符合GB 50260—2013《电力设施抗震设计规范》规范规定的烈度9度抗震要求。 2020年06月25 00:00 2020年03期 62 67 1250584 万 帅<sup>1,2,3</sup>, 曹 伟<sup>1,2,3</sup>, 谷山强<sup>1,2,3</sup>, 谭 进<sup>1,2,3</sup>, 张恒堃<sup>4</sup>, 赵 超<sup>4</sup> 棒-板-棒组合间隙雷电冲击特性试验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003011 在电力系统中,常存在一些由悬浮物体和空气间隙构成的组合间隙,其放电行为相较常见空气间隙更为复杂,放电特性规律难以总结。针对此,设计了一种含悬浮金属板的棒-板-棒组合间隙试验装置,开展了棒-板-棒组合间隙在雷电冲击电压下放电特性的试验研究,并分析了电压极性、金属板尺寸和金属板位置对组合间隙的放电特性的影响。研究表明,金属板放置于间隙正中时,能够提升间隙的雷电冲击击穿电压。不过当金属板在棒电极附近时,击穿电压可能会低于棒-棒间隙,且不同电压极性下的情况存在差异。此外,金属屏障会增大间隙的放电时间分散性,并改变放电路径。 2020年06月25 00:00 2020年03期 68 73,80 1409467 杨跃光<sup>1</sup>, 苏俊源<sup>1</sup>, 孙泽中<sup>2</sup>, 张予阳<sup>1</sup>, 姒天军<sup>2</sup>, 鲁海亮<sup>2</sup> 基于Mayer电弧模型固相气流对电弧熄灭的有效性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003012 电网系统在经受雷击过电压后,过电压波传递至绝缘子侧,会造成绝缘子与接地端的击穿放电,从而形成电弧,造成电力系统的工频短路故障。固相气流灭弧防雷器是一种在并联间隙的基础上,利用雷电脉冲触发灭弧弹丸产生高速气流吹灭电弧的灭弧防雷装置,由于固相气流的瞬时触发形成了建弧与灭弧同步性,灭弧弹丸产生的高速气流使得灭弧能量远大于建弧能量,使得在工频电弧的暂态初期熄灭电弧,因此可采用Mayer模型分析计算电弧形成及熄灭时的相关状态参数。本文首先分析了电弧在相气流灭弧防雷器的全空气介质中的能量耗散,从而求得Mayer电弧模型的时间常数,通过MATLAB的Simulink/SPS中的元件建立了电弧模型,从而通过外部雷电脉冲触发分析了固相气流灭弧装置对工频电弧的有效熄灭。最终通过试验验证了理论分析结果计算的有效性。 2020年06月25 00:00 2020年03期 74 80 1319998 韩 力<sup>1,2</sup>, 周 鑫<sup>1,2</sup>, 李籽剑<sup>1,2</sup>, 王 中<sup>1,2</sup>, 余杰皓<sup>1,2</sup> 输电杆塔接地体对埋地油气管道的临界击穿场强试验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003013 针对西北地区输电线路和埋地油气管道相邻交叉,输电杆塔接地体可能在雷电冲击下对油气管道放电的情况,通过试验的方法确定了针电极对油气管道间砂质土壤的平均击穿场强,分析了临界击穿场强的影响因素,并对土壤的击穿机理进行了讨论。试验结果表明沙质土壤中针电极对管道的临界击穿场强为200~300 kV/m,土壤电阻率对土壤的临界击穿场强影响不大,为确定西北砂质土壤地区输电线路和埋地油气管道的安全距离提供了参考数据。 2020年06月25 00:00 2020年03期 81 85,91 1160536 郑智慧<sup>1</sup>, 邢鹏翔<sup>1</sup>, 蓝 磊<sup>1</sup>, 胡 京<sup>2</sup>, 鲁海亮<sup>1</sup>, 文习山<sup>1</sup> 架空配电线路感应过电压计算方法适用性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003014 针对现有雷电感应过电压数值计算模型工程适用性不强的问题,分析了雷电感应过电压产生的物理过程,基于时变电磁场理论提出了架空线路雷电回击入射场与感应场的电磁耦合关系,推导得出了架空线路雷电感应过电压时域波形的解析计算模型。计算分析了雷电流幅值、回击速度、雷电流波形对架空配电线路感应雷过电压时域波形的影响规律,结果表明:随着回击放电速度的增加,相同条件下感应过电压幅值有所降低且波头时间增加,当回击电流波前时间增加时,感应过电压幅值也显著降低。该模型解决了传统规程法忽略电磁分量且无法分析工程约束条件对感应过电压波形影响的问题。 2020年06月25 00:00 2020年03期 86 91 1278731 汪进锋<sup>1</sup>, 刘子威<sup>2</sup>, 金 杨<sup>1</sup>, 杨翠茹<sup>1</sup>, 邬彪彪<sup>2</sup>, 田思雷<sup>2</sup>, 钟玉廷<sup>2</sup> 计及雷电入射角输电线路绕击跳闸率的计算 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003015 电气几何模型能够有效的计算出输电线路的暴露宽度进而求出绕击跳闸率。利用改进电气几何模型将雷击的方向扩至[-π/2,<i>ψ</i><sub>max</sub>],通过求出暴露弧、屏蔽弧不同雷电入射角下在地面上的投影,根据先导入射角的概率分布得出绕击跳闸率。该方法表明传统模型中仅仅将雷电流看为垂直向下算得的误差很大,无法反应线路真实情况。最后,通过计算分析220 kV单回输电线路和同塔双回输电线路,并将其与实际情况对比分析,进而验证了此方法的准确性,在实际应用中具有借鉴意义。 2020年06月25 00:00 2020年03期 92 97 1312259 王鹏宇<sup>1</sup>, 元乙贺<sup>2</sup>, 李 博<sup>3</sup>, 王日辉<sup>2</sup> 配电线路雷电感应过电压避雷线防护效果分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003016 雷电感应过电压是导致配电线路运行故障的主要因素之一,需要合理分析避雷线对线路感应过电压的防护效果。利用EMTP中的model模块编程计算配电线路雷电感应过电压,分析安装避雷线对感应过电压的抑制作用。讨论雷击点距线路距离、避雷线高度、避雷线数量和位置、多点接地间隔等因素对感应过电压抑制效果的影响。研究结果表明:配电线路安装避雷线能够明显抑制线路雷电感应过电压; 随着雷击点距线路距离的增大,避雷线的抑制效果有所增加; 避雷线高度越高,对感应过电压的抑制效果降低越明显; 避雷线数量的增加能够增大对感应过电压的抑制效果,尤其是在接地电阻阻值较低的区域。避雷线对感应过电压的抑制效果随着避雷线接地间隔的缩短而增大,在线路绝缘子串闪络电压较低情况下可以通过缩短避雷线接地间隔来确保线路不发生两相闪络。 2020年06月25 00:00 2020年03期 98 103 1201628 宣俊楠<sup>1</sup>, 徐 宇<sup>1</sup>, 刘 鑫<sup>1</sup>, 郑国军<sup>2</sup> 电网运行中主动避雷系统的研究与应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003017 针对被动式避雷技术存在保护半径小、效率低和延迟大等缺点,文中基于微波诱导的技术提出了一种适用于山区10 kV配电网的主动避雷系统,该系统速度更快、保护半径更大。使用理论分析的方法阐述了系统的可行性,在此基础上设计了主动避雷系统的软硬件系统。其中,硬件电路包括大气电场检测、微波生成电路、微波诱导发射电路等。对该主动避雷系统进行了仿真测试,所得到的结果理想,验证了系统的可行性和稳定性。 2020年06月25 00:00 2020年03期 104 109 1272146 窦 陈<sup>1</sup>, 李 珂<sup>1</sup>, 刘 涌<sup>2</sup>, 袁秋实<sup>2</sup> 基于串行总线同步的氧化锌避雷器在线监测系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003018 金属氧化锌避雷器(MOA)在运行过程中长时间受工频高压和恶劣环境的影响,因此需要实时监测其运行状态。阻性电流是衡量MOA运行状态的重要监测参数,其测量需同步采集MOA电压和泄漏电流。目前普遍采用外部时钟源同步技术实现数据的同步采集,该同步方案结构复杂成本高。提出一种基于串行总线的避雷器数据同步采集方法,用来完成阻性电流的计算,监测装置通过串行总线实现各信号采集单元同步采样的触发和测量数据的传输。测试数据表明该方法同步采集的误差小,阻性电流测量精度高,可以满足MOA在线监测的要求。 2020年06月25 00:00 2020年03期 110 114 1218326 兰五胜, 徐伟强, 毛丽娜, 雍明超, 曾国辉, 和红伟 对喷射气流灭弧防雷装置中爆轰弹丸的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003019 研究了喷射气流灭弧防雷器的重要部件-爆轰弹丸,探究了爆轰弹丸对灭弧效果的影响。首先简要介绍了喷射气流灭弧防雷装置的原理; 其次,应用爆炸物理学理论,对爆轰弹丸的起爆条件进行了理论分析,对爆轰弹丸的装药提出了要求; 其次,结合对爆轰弹丸产生的冲击波的分析,对爆轰弹丸动作后产生爆轰产物的发展过程进行了数学建模,分析了冲击波和爆轰产物在灭弧过程中发挥的作用; 最后通过挂网运行实际效果证明了用爆轰弹丸灭弧的可行性。通过理论分析和实验证明,可以得到:爆轰弹丸在喷射气流灭弧装置灭弧中发挥了至关重要的作用,其中爆轰弹丸的起爆、爆轰弹丸动作产生的冲击波和爆轰产物都是影响灭弧效果的重要因素。 2020年06月25 00:00 2020年03期 115 120 1137492 王 硕<sup>1</sup>, 韩 力<sup>2</sup>, 孔佳琦<sup>2</sup> 基于人工智能技术的电网雷击故障监测方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003020 针对智能电网的雷击故障问题,提出了一种基于AI和智能终端的智能电网雷击故障监测方法。通过对人工智能技术在防雷监测中的应用进行研究,结合台区智能监测终端,建立配电网自动平衡动态防雷监测系统,对配电网雷击故障进行预测,并通过实验验证了该方法的有效性。实验结果表明,该智能电网雷击故障监测方法可以准确预测电网雷击故障,为制定全面防雷解决方案提供了参考,从而有助于配电网实现雷击后自愈,并提高了电网运行的稳定性。 2020年06月25 00:00 2020年03期 121 126 1231889 王 朴<sup>1</sup>, 张兆归<sup>1</sup>, 朱 昱<sup>2</sup>, 王 敏<sup>2</sup> 一起500 kV金属氧化锌避雷器故障原因分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003021 金属氧化物避雷器通过迅速释放过电压能量而保护与其并联的各种电气设备免受高电压影响。针对一起500 kV线路避雷器电阻片外绝缘涂层受损的缺陷,通过红外测温、带电检测和直流参考电压试验数据、现场解体试验分析查明故障原因为上节避雷器下法兰位置无排水孔,积水侵入避雷器内部引起上节顶部氧化锌电阻片外部绝缘涂层劣化击穿。由于局部氧化锌电阻片绝缘击穿导致电阻片串整体电压分布不平衡,正常电阻片荷电率增加,进一步加速劣化,最终导致上节氧化锌电阻片外绝缘涂层全部击穿,并根据缺陷原因提出了相应的预防措施。 2020年06月25 00:00 2020年03期 127 132 1139982 任大江<sup>1</sup>, 叶海鹏<sup>1</sup>, 李建萍<sup>1</sup>, 刘泽宇<sup>1</sup>, 闫斌斌<sup>2</sup> 不同带电设备配置的避雷器阻容网络仿真分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003022 阻容网络理论根据避雷器实际结构和具体的设备配置建模,对避雷器传统的三相单节对称相间干扰分析模型作出了较大改进,但未总结具体建模的合理性。基于避雷器阻容网络理论,选择500 kV智能变电站三相避雷器系统建立3种阻容网络进行仿真分析。总结阻容网络仿真结果与所选择模型(导体数量)的变化规律,与监测数据结合,讨论阻容网络建模合理性。结果表明,典型500 kV智能变电站三相避雷器系统的阻容网络,避雷器需分节,需考虑相邻电压互感器及上端水平母线等影响,仿真结果才能与现场监测数据有更好的一致性。进而根据最合理的阻容网络模型对监测数据进行分析计算,诊断避雷器状态。 2020年06月25 00:00 2020年03期 133 139 1299222 王 建<sup>1</sup>, 翁正瀚<sup>2</sup>, 顾德文<sup>3</sup>, 厍海波<sup>4</sup>, 艾 三<sup>4</sup>, 杜志叶<sup>1</sup> 穿刺电极式避雷器在10 kV配电线路中的应用研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003023 主要通过以穿刺电极外串联间隙避雷器及P10,P20及PS15 3种瓷绝缘子作为研究对象,通过按照绝缘配合要求,选择并联避雷器的<i>U</i><sub>50%</sub>雷电放电电压比被保护绝缘子的<i>U</i><sub>50%</sub>雷电放电电压低20%~30%及《DL/T 815—2012 交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器》中对于10 kV外串联间隙金属氧化物避雷器的间隙距离选择要求两种方式,对穿剌电极避雷器的间隙距离选择进行试验探究; 并通过comsol有限元分析软件对穿刺电极避雷器安装前后线路的电位及电场变化情况进行分析,得出穿刺电极避雷器的通用间隙距离的选择,且穿刺电极避雷器的安装使用对原线路的电位及电场影响较小,不会影响10kV配电线路的正常运行。 2020年06月25 00:00 2020年03期 140 145 1459725 刘素芳<sup>1</sup>, 亓兆全<sup>2</sup>, 陈 康<sup>1</sup> 220 kV电缆中间接头操作过电压及抑制措施研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003024 电缆线路合闸时发生的电缆接头击穿事故时有发生,而此前电缆系统过电压仿真中均将电缆接头忽视。为此针对某220 kV电缆线路的中间接头结构,建立接头等效阻抗模型,并在暂态仿真软件ATP-EMTP中搭建考虑电缆中间接头的220 kV高压电缆系统仿真模型,仿真计算电缆中间接头的线芯与金属护层上承受的操作过电压,并研究母线不同出线数以及电缆线芯残余电荷等影响因素对电缆接头操作过电压的影响。此外还分析了电缆接头操作过电压的抑制措施。研究结果对电缆接头的故障分析、电缆绝缘配合的参数设计提供参考。 2020年06月25 00:00 2020年03期 146 152 1548385 刘宇豪<sup>1</sup>, 李江涛<sup>1</sup>, 冯 欣<sup>1</sup>, 李擎宇<sup>1</sup>, 惠宝军<sup>2</sup>, 张逸凡<sup>2</sup> 直流接地极附近架空光缆拉线的接触电势研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003025 直流系统单极大地运行时通过接地极注入大地的电流会造成系列负面影响,某直流工程系统调试期间测得临近接地极的一架空光缆线路拉线接触电势高达440 V,安全风险极高。首先分析了架空光缆系统的结构特点,发现架空光缆的吊线与接地拉线构成了一个长距离多点接地系统。对典型架空光缆系统拉线的接触电势进行了理论计算,发现拉线接触电势取决于吊线接地点间的电位差和拉线接地电阻。采用基于边界元法的仿真软件CDEGS研究了土壤、线路走廊、以及拉线参数等对接触电势的影响,最后提出了通过绝缘子将吊线电气断开来保证每段吊线单点接地的解决方法。 2020年06月25 00:00 2020年03期 153 161 1349509 陈 伟<sup>1</sup>, 李少东<sup>2</sup>, 景茂恒<sup>2</sup>, 孙 勇<sup>1</sup>, 鲁海亮<sup>2</sup>, 文习山<sup>2</sup>, 曾星宏<sup>3</sup> 风电机组玻纤叶片雷电接闪器布局仿真分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003026 风电机组叶片雷电防护需要考虑整机叶片动态变化对空间电势的影响。雷电环境模型化,用平板电极模拟整个风机在雷电环境下“势”的分布,棒电极模拟雷电下行先导到达叶片周围时叶片上行先导的选择。计算叶片长59 m和79 m的风电机组感应电场分布和空间的电势分布,对比分析0°上叶片尖端处的感应电场,评估两种长度叶片的雷电防护区域,同时设计了叶片(长59 m)的接闪器布局。研究结果表明: 1)雷电环境下,越靠近叶尖感应电场越大; 2)叶片越长,雷电防护设计时应考虑更小角度试验验证。59 m叶片虑到21°,79 m叶片需要考虑到17°; 3)叶片越长,叶尖端需要防护的区域越大。59 m叶片距叶尖13.4 m区域需要重点防护,占整个叶片的22.7%; 79m叶片是距叶尖32.9 m区域需要重点防护,占整个叶片的41.6%。4)59 m叶片防雷系统设计时,叶尖接闪器和第一组叶身接闪器间距为2.7m,第一组叶身接闪器和第二组叶身接闪器的间距为7.5 m,第二组叶身接闪器和第三组叶身接闪器的间距为14 m,第三组接闪器可以选择安装。数值分析结果为风机叶片的接闪器布局提供重要的数据和理论支撑。 2020年06月25 00:00 2020年03期 162 166,174 1591227 段雁超, 杜鸣心, 熊 秀 三峡近区500 kV出线雷电综合治理效果分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003027 雷害是架空输电线路跳闸的首要原因,为降低线路雷击跳闸率,提升线路雷电防护水平,运行单位需对输电线路进行雷害风险评估,并针对高雷害风险等级杆塔采取差异化的防雷措施。目前针对防雷措施治理效果分析方法主要通过对比改造前后线路雷击跳闸次数或雷击跳闸率的变化,该方法简单直观,但由于一条线路往往采取多种防雷措施,以及改造前后雷电活动的差异性等造成综合防雷效果的评价实施非常困难。通过分析三峡近区2000-2018年雷电活动情况、跟踪15条500 kV出线防雷措施的滚动实施情况及其历年的雷击运行数据,提出采用多重线性回归分析方法计算各种防雷措施安装数量与雷击跳闸率的标准偏回归系数,从而衡量各种防雷措施对降低雷击跳闸率贡献大小; 同时,提出采用线路安装防雷措施部分与未安装部分雷击跳闸率的变化率来量化分析各种防雷措施的防护效率,以此计算得到了线路避雷器、可控放电避雷针的保护效率,与现场运行经验一致。三峡近区线路的雷电综合治理效果的分析方法和结论可为我国线路差异化防雷的实施提供一定的参考。 2020年06月25 00:00 2020年03期 167 174 1433003 马建国<sup>1</sup>, 孟 刚<sup>2,3</sup>, 陈 路<sup>2,3</sup>, 李 健<sup>2,3</sup>, 谷山强<sup>2,3</sup>, 赵 淳<sup>2,3</sup>, 吴 敏<sup>2,3</sup> 石墨基柔性接地体电阻率及外部环境的影响研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003028 金属接地材料在实际应用过程中,长期面临着容易发生腐蚀、偷盗以及人为破坏的问题。为此,在电力工程中已经逐步开始应用石墨材料作为接地系统的使用材料。通过对石墨蠕虫电阻值随膨化温度变化的情况进行研究,为工程上选取制备石墨蠕虫的膨化温度提供了依据。通过对铠装石墨带进行雷电流冲击试验和工频电流冲击试验,以试品直流电阻和接续电阻的变化情况为判断依据,证明了该接地材料具有实际应用性。通过研究冲刷试验对铠装石墨带造成的影响,提出了铠装石墨带应用于接地系统中常见问题的解决办法。 2020年06月25 00:00 2020年03期 175 181 1098283 李 孟<sup>1</sup>, 李素娟<sup>2</sup>, 务孔永<sup>3</sup>, 张国锋<sup>3</sup> 故障指示器录波误差分析方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003029 配电网故障指示器录波装置的录制波形与实际故障波形之间的误差是影响小电流接地系统单相接地故障选线和定位的准确性的重要因素。采用Matlab/simulink建立具有五回出线的典型10 kV配网小电流接地系统模型; 提取典型单相接地故障时不同采样频率录波装置的对暂态零序电流的录制波形,对比录制波形与标准波形数据,提出能全面反映波形偏差的首峰值斜率误差和加权斜率和误差等误差指标; 并分析不同接地过渡电阻、故障点距离、故障时刻相角等因素下,录波装置采样频率对配网故障指示器录波误差指标的影响规律。计算结果表明:首峰值斜率作为误差指标时,随着采样频率的改变,误差变化呈现出的规律不明显,加权斜率和误差与暂态峰值误差均随着采样频率的增加而下降; 相同采样频率下,误差均随着过渡电阻与故障相角增加而增加,随着故障距离的增加而减少; 暂态峰值作为误差指标时,任意故障条件下,采样频率达到6 kHz时,误差均在10%以内。 2020年06月25 00:00 2020年03期 182 190 1442782 史常凯<sup>1</sup>, 符金伟<sup>1</sup>, 尹 惠<sup>1</sup>, 高 源<sup>2</sup>, 李景丽<sup>3</sup>, 赵子敬<sup>3</sup>, 刘 鹏<sup>3</sup> 金属氧化物避雷器在快速瞬态下的动态特性的数值研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003030 金属氧化物避雷器特性数据表明,对于上升时间小于8 μs的快速前沿浪涌,电流波峰值出现在电压波峰值之后,避雷器上的残余电压随着电流波峰值的增加而增加,而其放电电流的峰值时间则减少。采用文献中提出的几种模型,使用备选瞬态程序(ATP)版本的电磁暂态程序(EMTP)进行模拟,研究了电力系统在快速电磁瞬态过程时金属氧化物避雷器(MOA)的动态特性,用来评估一些金属氧化物避雷器模型并验证其准确性。 2020年06月25 00:00 2020年03期 191 196 1302732 丛日立<sup>1</sup>, 阎欣欣<sup>12</sup>, 赵 理<sup>1</sup>, 董丹丹<sup>1</sup>, 赵明宇<sup>1</sup> 运行多年的液体硅橡胶套管老化特征及修复效果评估 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003031 1999年投运500 kV高压直流套管户外侧出现严重的粉化龟裂现象,该套管外绝缘护套采用液体硅橡胶(LSR),并于2015年采用RTV进行外绝缘修复。通过憎水性、憎水迁移性、拉伸强度和撕裂强度测试分析了复合套管伞裙的宏观老化特征; 借助扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等手段分析了套管伞裙老化的微观特征; 同时对修复后的套管伞裙性能进行评估。研究发现,液体硅橡胶伞裙老化由外表面向内部逐渐发展,具有明显的粉化层和未粉化层,老化后伞裙的憎水性、憎水迁移性、拉伸强度和撕裂强度均有不同程度的下降。微观下老化伞裙出现不规则片状分层,表面粗糙不平,附着力大大降低; 粉化层中聚二甲基硅氧烷(PDMS)侧链有机基团被氧化,交联形成更多Si-O-Si键,同时伴随着TiO<sub>2</sub>和白炭黑填料的析出; 由于老化过程中硅橡胶材料从有机向无机转变,粉化层中C元素和Si元素含量降低,O元素含量升高。研究表明,通过喷涂RTV修复老化的液体硅橡胶伞裙能够改善憎水性和憎水迁移性,但仍需定期监测修复套管的外观及憎水性变化。 2020年06月25 00:00 2020年03期 197 204 1584819 韦晓星<sup>1</sup>, 徐 驰<sup>2</sup>, 卢文浩<sup>1</sup>, 陈 灿<sup>2</sup>, 刘婉莹<sup>1</sup>, 贾志东<sup>2</sup> 使用粉尘图法测量交流电压下GIS绝缘表面电场电荷分布的影响因素研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003032 粉尘图法是一种常用的绝缘表面电场电荷分布的测量方法,但其在应用时仍然存在一些局限性,且目前对于影响其使用效果的因素的研究也存在不足。本论文在实际的GIS支柱绝缘子模型上对粉尘图法的各项可能的影响因素进行了研究,并针对离线情况下使用粉尘图法时存在的不足,提出了在带电情况下使用粉尘图法测量绝缘表面电场电荷分布的方法。研究结果表明,交流电压下粉尘图法的作用效果受到粉尘种类、外施电压大小、绝缘气体种类和压强等多种因素的影响,在使用时必须严格控制实验变量; 在带电情况下使用粉尘图法能够有效地反映绝缘表面的电场分布情况,具有重要的研究和应用价值。 2020年06月25 00:00 2020年03期 205 212 1505908 徐 洋<sup>1,2</sup>, 刘卫东<sup>1</sup>, 高文胜<sup>1</sup> 支柱绝缘子断裂原因分析及其隐患排查方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003033 母线支柱绝缘子一旦发生断裂,极可能导致母线坠落等严重事故。针对QF变电站220 kV母线支柱绝缘子断裂事件,根据支柱绝缘子制作流程和工艺要求,对比了合格支柱绝缘子和缺陷支柱绝缘子的外观形貌特征差异。分析认为缺陷支柱绝缘子并未按照正常工艺制做,而是将法兰附件敲掉、二次胶装后再重新投入使用的废旧瓷柱。依据对比分析得到的形貌特征差异,提出了该类缺陷支柱绝缘子现场隐患排查的关键技术要点,并利用此方法开展了全网隐患排查专项工作。最后,借助外观检查、弯曲试验和法兰附件拆解等试验和检测的结果,证实了本文推测结论的正确性,也检验了所提出排查方法的可行性。 2020年06月25 00:00 2020年03期 213 218 1232013 王 琼<sup>1</sup>, 侯宇嘉<sup>1</sup>, 褚文超<sup>2</sup>, 车传强<sup>1</sup>, 刘涛玮<sup>1</sup> 液体硅橡胶的吸水特性及其对电气性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003034 液体硅橡胶作为电缆附件的组成材料,其密封受潮是电缆发生故障的重要原因之一,因此研究其吸水特性及其对电气性能的影响意义重大。研究了水分子在液体硅橡胶中的扩散模型,温度对水分子扩散过程的影响以及吸水对液体硅橡胶电学性能的影响。结果表明,水分子在液体硅橡胶中扩散过程符合Langmuir扩散模型,而不符合经典的Fick扩散模型,即水分子以 “自由态”和“结合态”两种状态存在于在液体硅橡胶中; 温度会同时影响水分子扩散进液体硅橡胶和液体硅橡胶中小分子硅氧烷和填料溶解两个过程,所以液体硅橡胶饱和吸水率随温度升高先增大再减小; 水的长时间扩散会导致液体硅橡胶损耗角正切增大,电导率增大,工频交流击穿场强降低, 相对介电常数增大。 2020年06月25 00:00 2020年03期 219 224 1264943 尹桂来<sup>1</sup>, 陈 田<sup>1</sup>, 姜海燕<sup>2</sup>, 于钦学<sup>2</sup>, 陶贺香<sup>2</sup>, 晏年平<sup>1</sup> 基于远程耦合法的绝缘子泄漏电流监测及局部放电识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003035 电缆终端绝缘子的实时状态监测可以有效保证电力电缆线路的安全运行。为了解决绝缘子泄漏电流监测和放电识别的问题,首先提出了一种通过远程耦合磁场来监测绝缘子泄漏电流的方法。基于此方法,在实验室中测试典型临近干扰对绝缘子泄漏电流监测的影响,并讨论了检测系统的鲁棒性。继而开展了盐雾、清洁雾下不同伞形材质绝缘子的泄漏电流测试试验。根据试验结果,提出了基于泄漏电流峰度值的绝缘子局部放电识别方法。最后,研究结果表明,基于该远程耦合法测得的泄漏电流分布峰度值可用于识别闪络之前的染污绝缘子放电状态,同时峰度值不受传感器附近电晕放电和工频电流的影响。进而可为电力电缆线路运行状态监测及故障识别提供参考。 2020年06月25 00:00 2020年03期 225 231 1513710 项恩新, 王 科 高压支柱瓷绝缘子异常发热原因分析及预防措施 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003036 针对某变电站35 kV主变闸刀支柱瓷绝缘子异常发热问题,通过分析加压模拟测温、直流泄漏电流检测、绝缘电阻测试和超声波检测试验的结果,初步认为支柱瓷绝缘子异常发热的原因是瓷绝缘子内部存在疏松或裂纹等结构缺陷。为此,对该瓷绝缘子进行了解剖检查和空隙性吸红试验,结果表明瓷绝缘子内部确实存在疏松(黄芯)、裂纹缺陷。最后,对该瓷绝缘子异常发热问题,提出了一系列预防措施以供借鉴和参考。 2020年06月25 00:00 2020年03期 232 236 1146548 孙庆峰<sup>1,2</sup>, 华正轩<sup>3</sup>, 梅 简<sup>4</sup>, 郑振华<sup>5</sup>, 任 啸<sup>6</sup>, 徐 胜<sup>1</sup> 基于微分遗传算法的支柱绝缘子最优化设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003037 介绍了一种采用遗传算法来设计中压室内支柱绝缘子的优化方法,所设计的绝缘子形状不仅改善了绝缘子内部和空气中的电场分布。还优化了绝缘子外部形状,以及基于多项式的算法优化,同时还创新的使用了分压器。该绝缘子使用了陶瓷电容,比使用圆支柱金属网的常规绝缘子更容易达到所需要的电容数值。利用MATLAB软件建立了绝缘子模型; 并用EleFAnT软件计算电场分布; 采用微分进化算法得到了绝缘子外部形状和内部元件位置的最优解。结果表明优化后的新绝缘子对于经济性和电气性提高较为有效。 2020年06月25 00:00 2020年03期 237 242 1557652 林胤戎<sup>1</sup>, 龙云波<sup>2</sup> 一起SF<sub>6</sub>断路器用绝缘拉杆的放电故障浅析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202003038 介绍了一起363 kV产品出厂耐压试验时断路器用绝缘拉杆的放电故障。通过从绝缘拉杆设计结构及电场分布、是否受潮、装配操作力、绝缘拉杆装配期限和绝缘拉杆质量等方面进行了逐一排查分析,最终推定该放电起因为断路器B相绝缘拉杆内部存在金属颗粒,产品耐压试验时,该缺陷会产生局部放电,进而逐步破坏内部绝缘,最终导致绝缘拉杆表面形成贯穿性击穿并引发产品放电。针对该起因绝缘拉杆内腔存在金属异物而引发放电故障,要求绝缘拉杆生产厂家严格控制其生产环节,提高绝缘拉杆内腔清洁度质量,杜绝此类事件的再次发生。 2020年06月25 00:00 2020年03期 243 248 1450587 邓建青, 刘宝林, 孙会峰