摘要：油纸绝缘作为换流变压器的主要绝缘材料,其体内空间电荷的迁移与积聚将导致局部电场强度的分布发生畸变,进而引发绝缘性能的失效。根据实验测得的迁移率、电离特性等参数,构建了三维结构的仿真模型,研究了换流变压器出线装置均压球附近油纸绝缘中的空间电荷与电场分布。仿真结果表明:仿真模型能够有效地模拟空间电荷与电场强度在绝缘介质中的分布情况。电极注入电荷仅能影响靠近电极部分,电离电荷是大尺寸多层油纸模型中的空间电荷的重要来源。温度梯度的存在会大大增强高温侧的电极注入电荷,与电离电荷复合后,能够降低高温侧的电场强度,而低温侧电场强度略有升高。这些研究可为出线装置的绝缘设计提供参考。

摘要：光纤电场传感器具有很大的应用潜力,但是其温度稳定性难以解决。论文针对光纤电场传感器存在温度稳定难以解决的技术瓶颈,提出一种通过调节传感器结构参数便可以消除温度敏感性的三光束干涉(TBI)电场传感器。论文从微纳光纤之间的耦合方程出发,详细论述了温度对TBI电场传感器的影响机制,讨论了TBI电场传感器的结构参数对传感器温度稳定性的影响规律,给出了具有良好温度稳定性的传感器最优结构设计方法。理论上,该电场传感器的温度稳定性可降低至在0 pm/℃。温度实验测试结果表明,通过微调工艺可以将传感器的温度稳定性控制在2.6 pm/℃左右。论文研究工作对提升全光纤电场传感器的技术水平,推广其在工程中的实际应用具有重要意义。

摘要：光纤电场传感器具有体积小、电气绝缘性能良好等特点,在电气设备状态监测中具有广泛而重要的应用。针对传统基于双光束干涉的电场传感器所存在的灵敏度低、温度稳定性差等技术瓶颈问题,提出一种基于三光束干涉(TBI)的电场传感器。为此介绍了传感器的工作机理,讨论了TBI器件的结构参数对传感器性能的影响规律,给出了具有良好温度稳定性及灵敏度的传感器最优结构设计方法。实验测试结果表明,TBI电场传感器的平均灵敏度约为1.32 V/(kV·cm^(–1)),温度稳定性为2.6 pm/℃,传感器对工频及脉冲电场的响应结果表明:传感器具有较宽的响应频带范围。该研究工作对提升全光纤电场传感器的技术水平、推广其在工程中的实际应用具有重要意义。

摘要：在空气绝缘变电站(air insulated substations,AIS)中,为了研究隔离开关分合空载母线产生的空间电磁环境对站内一次侧电子设备的影响,需要在实际变电站现场进行大量重复实验以获得空间电磁环境变化规律,但这对正常电力运维是不现实的。文中设计了可以模拟实际隔离开关操作产生的瞬态电磁场的隔离开关模拟骚扰源,利用该源对110 kV AIS隔离开关分合操作产生的电场随母线参数、隔离开关触头距离、电源容量进行研究。研究结果表明:该系统可以产生频率在0.9～2 MHz左右、强度在6～20 kV的空间瞬态电场,与现有文献报道的110 k V AIS站隔离开关操作实测瞬态电场数据相吻合。

摘要：少油设备对电网安全运行至关重要,近年来,因变压器套管故障引起的电网事故时有发生。为了诊断套管运行状态,避免套管故障引发严重电网事故,开发了套管油中溶解氢气、油压、油温多参量在线监测装置,包括信号采集、汇控柜和数据分析3个单元。研制了一种无油气分离膜、基于钯合金薄膜技术的新型氢气传感器,对传感器的结构进行了微型化、低功耗设计,在芯片表面沉积了Si3N4保护膜,提高了传感器的测量精度和使用寿命。研制了氢气、油温、油压三合一传感器,具有小型化、轻量化、易于安装等优势。测试结果表明:传感器氢气测量范围为0~5 000μL/L,测量精度可达10%或15μL/L(取数值较大者);压力测量范围为0~1.0 MPa,分辨率0.1 kPa,精度可达0.25级;温度测量范围为-40~+105℃,精度为±1℃。装置测量性能完全满足变压器套管在线监测要求,已在330 kV变电站挂网运行,可对套管状态进行实时在线监测,将套管的早期潜伏性故障消除在微弱的萌芽状态。

摘要：在空气绝缘变电站(air insulated substation,AIS)中,隔离开关操作产生的电弧是变电站最主要的电磁干扰源,会在空间中产生高频的电磁辐射并耦合到二次设备上,影响二次设备的正常运行。为了研究隔离开关操作引起的瞬态磁场,文中设计了模拟实际隔离开关操作的骚扰源系统,利用该系统研究了110kV AIS隔离开关分合操作所产生的磁场随母线参数、隔离开关触头距离、电源容量变化的规律。结果表明:该系统可以产生频率在1.1 MHz至1.8 MHz之间、最大磁场强度为235 A/m的空间磁场,与现有文献报道的户外变电站隔离开关操作磁场实测数据相吻合。

摘要：为进一步改进共振磁耦合式无线充电系统的低频化问题,利用二端口网络参数理论对共振磁耦合无线电能传输系统进行建模,分析了系统传输效率与功率和S参数的关系,指出传输效率最大化的条件,提出了降低无线电能传输系统工作频率的必要性,并结合低频化设计思路,针对铜贴片改变进行HFSS本征频率仿真,得到系统共振频率和贴片厚度、距离、摆放位置等之间的关联,基于仿真结果为共振线圈选择合适的品质因数和共振频率。最后针对典型的共振磁耦合传输系统传输通道上的电磁场分布特性进行计算,得到磁场强度分布,比较了加入屏蔽体之后对传输系统的性能影响和屏蔽体效果,提高了系统传输效率。

摘要：为了及时发现高压开关柜的绝缘缺陷,保障电网的安全运行,文中研制了一套开关柜局部放电便携式检测仪。该仪器采用内置式TEV传感器和超声波传感器联合检测,具有体积小、操作简单、能检测多种放电缺陷的优势。文章阐述了该仪器的总体设计结构和硬件电路实现;并在实验室搭建了仪器的性能及功能测试平台;最后,与国外某公司的产品进行了详细的对比测试和分析。结果表明,该检测仪的灵敏度与准确性较高,满足我国电力工业界对高压开关柜绝缘状态先进检测仪器的迫切需求。

摘要：随着电压等级升高,气体绝缘开关设备(GIS)的额定雷电冲击耐受电压和快速暂态过电压(VFTO)水平的差异逐渐减小,由VFTO引起的GIS绝缘事故日益增加。从工程应用角度出发,对VFTO下正常及存在缺陷的GIS气体间隙和绝缘子的绝缘特性进行了综述,详细对比了VFFO波头时间、振荡频率、衰减时间常数等特征参量对GIS绝缘特性的影响规律。指出了GIS绝缘特性的后期研究方向,即在统计分析工程实际VFTO波形的基础上提出VFTO典型试验波形,并研究典型波形下大尺寸GIS气体间隙和全尺寸绝缘子放电特性,给出GIS在VFTO和雷电冲击下的绝缘等价性关系,为工程实际中考虑VFTO特性的GIS绝缘配合提供基础数据。