《电工技术学报》输变电设备外绝缘领域最新优文推荐｜2024年7月22日
《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。
摘要：自然条件下,绝缘子呈现不均匀积污状态,对绝缘子的雷电冲击闪络电压有较大影响。为此,该文以XP-70和LXY-70绝缘子为研究对象,在重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站进行不均匀积污绝缘子在预加交流电压后的雷电冲击闪络试验,并对其闪络特性做多元化的分析。试验根据结果得出,在不均匀积污条件下有着很明显的极性效应,且出现了极性反转现象。在相同等值附盐密度（ESDD）下，随着不均匀积污比（T/B）的减小，预加交流电压作用下的泄漏电流随之减小，而绝缘子串的闪络电压呈现上升趋势。此外,通过超高速摄像机拍摄的不均匀积污绝缘子的闪络过程发现,不均匀积污绝缘子下表面会率先形成非连续的局部电弧,局部电弧沿面加快速度进行发展最后导致闪络。最后,建立了普通瓷绝缘子和玻璃绝缘子的雷电冲击闪络电压梯度方程,并对其做验证,根据结果得出计算值与试验值的相对误差在±6.56%之内。
引用本文：蒋兴良, 王茂政, 袁一钧, 张志劲, 陈宇.不均匀积污绝缘子雷电冲击闪络特性[J].电工技术学报, 2023, 38(23): 6461-6470. 江星亮, 王茂正, 袁一军, 张志进, 陈宇.雷电脉冲闪络非均匀污染绝缘子性能.电工技术学报, 2023, 38(23): 6461-6470.
摘要：雨条件下高压导线与杆塔之间的雨柱易发生断裂,降低了导线-杆塔间隙的电气绝缘性能。为了研究雨条件下空气间隙雨柱的断裂特性,该文建立层流-水平集-电场耦合的二维仿真计算模型,提取雨柱断裂过程中的形态特征量及受力情况,分析不同外施电压、雨柱流速下断裂特征参数的变化规律,并开展棒-板间隙雨柱断裂特性试验验证,在此基础上分析直流电压极性对断裂特征参数的影响规律。根据结果得出：棒-板间隙雨柱断裂过程受电场力、表面张力和粘性力的共同作用,经过射流区、过渡区、断裂区三个阶段,提高外施电压加速了过渡区的螺旋运动,并增加了雨柱断裂的次数和数量。雨柱临界断裂长度、断裂直径均随外施电压的增加而减小,并与雨柱流速呈正相关,且负极性电压下的雨柱临界断裂长度大于正极性的结果。随着外施电压的增加,雨柱最大径向表面张力略有减小,与流速呈负相关;而最大径向电场力随之增加,且流速越大其值越大。断裂直径、临界断裂长度的试验结果与计算值吻合良好,最大偏差均小于10%。
引用本文：董冰冰, 宋家乐, 李特, 李建生, 蒋兴良.雨条件下棒-板间隙雨柱断裂特征仿真与试验研究[J].电工技术学报, 2023, 38(22): 6230-6240. 董冰冰, 宋佳乐, 李特, 李建生, 江星亮.大雨条件下杆板气隙中水流破碎特性的模拟与试验研究.电工技术学报, 2023, 38(22): 6230-6240.
摘要：为了研究电力系统关键易损性设备的强电磁脉冲效应,评估电力系统的高空电磁脉冲生存能力,有必要通过试验研究线路绝缘子的闪络特性。该文通过试验获取了高空电磁脉冲标准传导环境下10 kV线%闪络电压、放电时延、闪络维持的时间及伏秒特性等关键参数,并通过试验分析了线路绝缘子表面干净、污秽等不同状态对绝缘子性能的影响。试验根据结果得出：高空电磁脉冲传导环境作用下10 kV线路绝缘子易发生闪络,且闪络更容易发生在波尾处,闪络维持的时间达数微秒;强电磁脉冲环境幅值越高,绝缘子的放电时延越小,分散性也越小;P-10T型绝缘子相对于PQ1-10T型绝缘子的放电时延更短，绝缘子表面污秽使得其放电时延分散性变大;当电压等级高于90%闪络电压时,绝缘子表面污秽对其伏秒特性影响不大。该文可为强电磁脉冲环境下电力设备的绝缘配合以及绝缘子性能改进提供数据支撑,也可为后续防护设备的选择提供参考。
引用本文：秦锋, 王旭桐, 陈伟, 聂鑫, 崔志同.强电磁脉冲下线路绝缘子闪络特性试验研究[J].电工技术学报, 2023, 38(13): 3640-3650. 秦风, 王旭彤, 陈伟, 聂欣, 崔志彤.强电磁脉冲下线路绝缘子闪络特性的试验研究..电工技术学报, 2023, 38(13): 3640-3650.
摘要：由于多腔室并联间隙构型特殊,不同于常规并联间隙,其雷电冲击闪络路径复杂,当放电间隙设置不当时会出现闪络路径约束失败,电弧灼烧绝缘子串的现象。因此该文在基本理论指导下开展了多腔室并联间隙雷电冲击闪络路径约束试验研究。首先分析多腔室并联间隙约束闪络路径的工作原理,并开展雷电冲击试验,拟合了不同腔室数量下将多腔室灭弧结构等效为棒-棒电极空气间距的公式;然后通过开展不同外串联间隙的多腔室并联间隙伏秒特性试验研究,确定了该装置整体外串联间距的设置方法。试验根据结果得出：根据等效间距公式分别对不同腔室数量的多腔室灭弧结构可以进行外串联间隙的设计,结果与理论分析相吻合,多腔室并联间隙能够先于绝缘子串闪络从而约束闪络路径,验证了多腔室灭弧结构等效棒-棒电极空气间距计算方式的准确性。多腔室并联间隙已在实际线路开展运行,能够约束闪络路径并快速淬灭电弧,保证线路安全可靠运行。
引用本文：袁涛, 左思家, 司马文霞, 杨泽文, 浦仕遵.紧凑型多腔室并联间隙雷电冲击闪络路径约束研究[J].电工技术学报, 2023, 38(11): 2989-2998. 袁涛, 左思佳, 司马文霞, 杨泽文, 蒲世尊.紧凑型多室并联间隙的闪电闪络路径约束研究.电工技术学报, 2023, 38(11): 2989-2998.
摘要：输电线路导线覆冰危害电力输送安全,导线防冰/除冰方法一直是国内学者关注的焦点。近年来,利用扩径导线进行防冰的方法被一些学者提出。该文针对扩径导线防冰特性问题，对不同直径导线表面的水滴碰撞和冻结过程做多元化的分析，研究了导线直径对水滴碰撞系数和覆冰速率的影响，提出扩径导线临界防冰直径Dp的计算方式，并对不同风速、水滴中值体积直径和不一样的温度条件下的径Dp值进行了仿真计算。此外,通过不同直径铝管的自然覆冰试验对扩径导线的防冰性能进行了验证。研究根据结果得出：扩径导线表面的最大水滴碰撞系数随着直径的增大而减小,但水滴碰撞范围会扩大;由于导线表面的水滴捕获率和覆冰速率均随着直径的增大先增加后减小，利用扩径导线进行防冰需使其直径大于临界防冰直径Dp，风速、水滴中值体积直径越大，环境和温度越高，径Dp值越大。
引用本文：吴海涛, 韩兴波, 蒋兴良, 郭思华.基于水滴碰冻效率的扩径导线防冰特性分析[J].电工技术学报, 2023, 38(11): 3033-3040. 吴海涛, 韩兴波, 江星亮, 郭思华.基于水滴碰撞和冻结效率的扩径导体防冰特性分析.电工技术学报, 2023, 38(11): 3033-3040.
摘要：超疏水涂层在能源电力装备防湿/污闪络方面具有潜在的应用前景,但其表面在直流电场下易积聚电荷,导致电场畸变,诱发沿面闪络。该文研制了一种兼具优异憎水性和电荷消散特性的碳化硅/氟碳树脂超疏水涂层,研究了其沿面闪络特性和机理。根据结果得出,填充碳化硅质量分数为40%的氟碳树脂超疏水涂层沿面闪络性能最佳,与室温硫化（RTV）硅橡胶涂层相比,其干闪和湿闪电压分别提升了62.1%和90.6%。研究之后发现,填充40%碳化硅的氟碳树脂超疏水涂层表面以浅陷阱为主,被捕获的载流子易于脱陷,有效提升了涂层的沿面干闪电压;同时,该超疏水涂层表面粘附功低,水滴易被电场驱离,可形成较大干区,明显提升了涂层的湿闪电压。因此,碳化硅/氟碳树脂超疏水涂层表现出良好的憎水性能、电荷消散特性和直流沿面闪络性能,对提升高湿环境中能源电力装备的绝缘性能具备极其重大参考价值。
引用本文：许文杰, 黄正勇, 李剑, 王飞鹏, 苏凡云.碳化硅改性超疏水涂层协同增强直流沿面闪络性能及机理研究[J].电工技术学报, 2023, 38(9): 2480-2490. 徐文杰, 黄正勇, 李健, 王飞鹏, 苏凡云.直流表面闪络性能协同增强及碳化硅改性超疏水涂层机理研究.电工技术学报, 2023, 38(9): 2480-2490.
摘要：为研究湿度和气压对瓷绝缘子沿面类辉光放电日盲紫外波段光辐射的影响机制,结合试验和仿真模型,从宏观、微观两个角度分析了湿度和气压对放电点日盲紫外波段光辐射产生过程的影响特性。该文首先搭建了污秽瓷绝缘子放电试验平台,利用光谱仪测量了不同湿度和气压下240~280 nm日盲紫外波段的放电发射光谱。根据发射光谱的特征谱线，确定了放电时产生日盲紫外波段光辐射的激发态N2和NO分子的具体退激跃迁反应。基于试验,利用有限元软件建立了瓷绝缘子沿面类辉光放电的二维仿线个化学反应,这中间还包括与产生日盲紫外波段光辐射有关的2种激发态粒子及9个相关化学反应。在模型中分别改变湿度和气压,得出了2种激发态粒子的粒子数密度及生成速率的变化特性,与试验中不同湿度和气压下的日盲紫外波段光辐射强度的变化特性作对比分析可知,湿度、气压通过影响2种激发态粒子的产生与淬灭过程,改变了光辐射的强度。
引用本文：李泳霖, 黄世龙, 刘云鹏, 耿江海, 牛雷雷.考虑湿度气压影响的瓷绝缘子沿面类辉光放电仿真及其紫外光谱特性分析[J].电工技术学报, 2023, 38(7): 1956-1969. 李永林, 黄世龙, 刘云鹏, 耿江海, 牛磊磊.考虑湿度和大气压力影响的陶瓷绝缘子表面辉光放电的模拟和紫外光谱特性.电工技术学报, 2023, 38(7): 1956-1969.
摘要：绝缘子或套管处产生的沿面放电是导致开关柜、环网柜绝缘失效的常见诱因,而传统局部放电在线检测和诊断方法难以准确评估放电发展阶段和危害程度。该文采用单光子固态光电传感技术,对绝缘子沿面放电发展过程中的多光谱脉冲特性及其演化规律进行了试验研究,并提出一种基于多光谱脉冲演化特性的沿面放电严重程度诊断方法。首先,搭建多光谱光电同步检测平台,实现了沿面放电过程中多个光谱波段光信号和电流信号的同步采集;然后,根据全波段光脉冲幅值及其导数变化规律对沿面放电发展过程进行了三阶段划分,并分别对沿面放电三阶段多光谱脉冲的相位统计和非相位统计特征做多元化的分析,明确了特征量随放电发展阶段的演化规律;最后,基于深度神经网络算法建立沿面放电多光谱严重程度评估模型,结果显示该模型诊断准确率达到96.75%,验证了多光谱诊断方法的可靠性。
引用本文：任明, 夏昌杰, 余家赫, 李信哲, 董明.绝缘子沿面放电多光谱脉冲演化特性及诊断方法[J].电工技术学报, 2023, 38(3): 806-817. 任明, 夏长杰, 俞佳和, 李新哲, 董明.绝缘子表面放电的多光谱脉冲演化规律及其诊断方法.电工技术学报, 2023, 38(3): 806-817.
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