摘要：石墨基柔性接地体在解决金属类接地体腐蚀方面提供了一种新的手段,但其冲击接地特性需要进一步论证。本文利用有限元法对二维涡流场求解,对比分析了石墨基柔性接地体与圆钢接地体在高频电流作用下的自感与等效电阻。计算结果表明,由于圆钢磁导率高,随着频率增加,圆钢等效电阻显著增大,并在频率达到35kHz时超过同等半径下的石墨基柔性接地体。频率5kHz时圆钢内自感迅速下降至10^-6H/m量级,然后逐渐平缓下降至10^-7H/m,与石墨基柔性接地体、铜接近。采用正交试验设计方法确定土壤电阻率、接地体长度、雷电流幅值仿真参数组合,仿真结果表明,石墨基柔性接地体冲击接地电阻小于圆钢,并通过冲击接地对比试验,验证了仿真结果的准确性。

摘要：为了更准确地分析我国特高压输电线路雷电绕击屏蔽性能,基于我国长空气间隙放电试验数据和雷电回击观测数据,建立考虑地形条件的适应于大尺寸输电线路雷电屏蔽性能评估的改进电气几何模型(electric geometry model,EGM)并进行验证,将击距公式修正为rs=0.13(I^(2)+40I)^(0.814)。改进EGM模型对超、特高压输电线路三相导线的雷电绕击率计算结果与日本实际线路雷击观测数据及我国平原、山区特高压输电线路雷击模拟试验数据具有一致性,验证了改进EGM模型的适用性。采用改进EGM模型评估了杆塔型式、山坡陡度对我国特高压线路绕击跳闸率的影响。计算结果表明,采用SZ322型杆塔的绕击跳闸率高于采用SZT1型杆塔,且特高压线路绕击跳闸率随山坡陡度的增大而增大。EGM模型的修正以及计算方法的优化,对我国特高压输电线路雷电屏蔽性能的设计具有一定的指导意义。

摘要：空气间隙的负极性操作冲击放电特性受电极布置方式的影响。为了深入研究导线布置方式对棒–线间隙负极性冲击放电特性的影响,采用80/2500μs、20/2500μs负极性操作冲击电压波放电1000多次,试验研究了导线半径、高度和接地方式对棒–线间隙50%负极性操作冲击放电电压的影响以及导线接地方式对棒–输电线路组合间隙负极性操作冲击放电特性的影响。试验结果显示:棒–线间隙50%放电电压随着导线半径的增大而减小,棒–不接地线间隙比棒–接地线间隙的50%放电电压高;悬浮导线的感应电压随着间隙距离d增大先增大后减小;线接地方式不影响0.8m棒–线间隙流注放电过程,但影响棒–输电线路组合间隙放电路径的概率分布,对组合间隙放电电压和放电时间无影响。该研究工作可为电力系统外绝缘及线路防雷设计提供参考。

摘要：水电变电站出线段杆塔接地施工往往受地形和征地条件制约,研究水源区杆塔桩基散流特性并提高桩基自然接地的散流能力对水源区电力线路防雷具有实际意义。采用COMSOL Multiphysics软件建立水源区杆塔桩基散流模型,提出基于桩基外敷柔性电极的基础散流优化方法,分别对杆塔桩基在柔性电极不同外敷面积、不同外敷半径和不同连接位置条件下的基础接地电阻、桩基内钢筋电流密度及外敷电极电流密度进行计算。结果表明:桩基外敷柔性电极对于改善桩基内钢筋散流有明显效果,外敷柔性电极的敷设面积、敷设位置、敷设半径等是影响桩基散流特性的重要因素,改善外敷柔性电极的布置方式有利于降低杆塔基础的接地电阻值。仿真计算结果可为水源区输电线路杆塔接地设计与降阻改造提供参考。

摘要：为了探索多级超导电感储能的脉冲功率技术,设计两种基于多级超导脉冲变压器的XRAM结构的脉冲电源模式,并对其协调放电特性进行分析和仿真研究。首先介绍单级的基于超导脉冲变压器和电容器混合储能的脉冲电源电路及其工作原理。然后结合XRAM电路的结构特点,设计两种XRAM结构的脉冲电源模式,分析这两种脉冲电源模式各自的特点,仿真研究其不同的协调放电方式。最后选择负载电流脉冲的幅值、半高宽、矩形面积比和能量传递效率等四个性能为指标,分析两种脉冲电源模式的输出特性。结果表明:多级超导脉冲变压器可以采用XRAM电路结构,在多级同步放电的模式下负载电流脉冲在幅值、半高宽和能量传递效率等性能方面要优于非同步放电模式。

摘要：输电线路杆塔桩基是杆塔接地的重要组成部分,提出在混凝土桩基回填之前采用柔性石墨接地体绕包桩基的接地优化措施。为研究柔性石墨接地体绕包方式对电力杆塔桩基内钢筋散流和接地电阻的影响,在COMSOL Multiphysics中建立不同绕包覆盖面积和间距的桩基散流三维计算模型,分别计算桩基内钢筋散流、外层绕包接地体的散流、杆塔基础接地电阻以及桩基附近对地电位的影响。计算结果表明:在土壤电阻率高的地区,单独依靠杆塔桩基自然接地难以符合杆塔接地设计要求,采用柔性石墨接地体绕包桩基能起到明显的辅助散流和地表均压作用,杆塔桩基自然接地的降阻效率与土壤条件有关。仿真计算相关结论可为输电线路杆塔接地设计与降阻改造提供参考。

摘要：为解决电力线路与油气管道并行、交叉架设情况下电力线路遭受雷击使得附近油气管道产生过电压的问题,针对油气管道附近电力线路杆塔接地优化策略进行研究,以期为油气管道防护的设计施工提供参考。提出了基于塔基外敷换向散流的接地优化策略,通过COMSOL Multiphysics仿真软件分别对单桩和四桩式混凝土基础"笼"式外敷接地装置进行建模计算,分析了单桩式混凝土基础条件下土壤电阻率、桩基与管道间距、外敷面积对管道过电压的影响,对比了四桩式混凝土基础条件下外敷与铺设人工接地体在管道保护方面的优劣,进而提出采用柔性石墨复合接地材料的混凝土基础"笼"式外敷的优化策略。仿真结果表明:土壤电阻率增加会使管道过电压峰值增大;桩基与管道间距增加可减小管道过电压;混凝土基础"笼"式外敷比传统的混凝土基础加设人工接地体方案降低管道过电压效果更佳。

摘要：输电线路雷电屏蔽模拟试验是研究输电线路雷电屏蔽性能最为直接有效的手段。文中从国内外输电线路雷电屏蔽模拟试验的研究现状出发,分别对缩比试验模型合理性、缩比模型导线接地方式、工作电压和施加电压极性4个方面进行理论分析和探讨。分析认为缩比试验模型与原系统应尽量在几何尺寸和物理参数具有相似性,推荐采用短波头操作冲击电压波进行大尺寸真型塔模拟试验;初步研究了导线接地方式对棒—缩比导线50%放电电压的影响,认为可通过光学观测等方式,研究缩比模型导线接地方式对放电过程的影响机理,这为今后输电线路雷电屏蔽性能试验研究奠定理论基础;缩比导线上工作电压的模拟方式应根据线路的具体类型而有所不同,指出交流线路宜采用三相同时施加电压;应施加不同电压极性,根据雷电屏蔽模拟试验结果为特高压输电线路雷电屏蔽性能设计提供参考和依据。

摘要：同步感应线圈炮(SICG)作为一种新概念动能武器,多场耦合和极端冲击相互作用的复杂电磁环境使其运行受多个因素的影响,而电磁发射时产生的线圈本体温升已成为限制发生器发射效率和使用寿命的主要因素之一。针对此问题,以单级同步感应线圈炮为研究对象,建立了基于电流丝法(CFM)的模型和有限元“场-路”耦合计算模型,分别对比分析了2种模型的发射效率及影响因素;研究了不同结构参数对电枢温升和加速度的影响规律,阐明了高速发射器滑差与匝数匹配关系;针对7级和25级同步感应线圈炮进行仿真验证,仿真结果表明:采用适当的线性分布滑差可以在一定程度上将加速度反向,从而使得电枢在炮管的加速过程更加平稳,实现对电枢发射速率与方向的精确控制。相关研究结论可为同步感应线圈发射器的结构设计以及高效运行提供参考。

摘要：长时间运行的GIS设备内部SF_(6)气体的绝缘性能受环境温度及内部气压的影响,为了分析环境温度、气压对SF6气体绝缘性能的影响规律,基于两项近似的Boltzmann方程,求解了不同气压和温度下SF_(6)气体的电子输运参数,并分析其绝缘性能的变化规律。仿真计算结果表明:温度300 K、0.1 MPa~0.6 MPa气压条件下,随着气压的增大,SF_(6)气体的约化电离系数增大,约化吸附系数略微增大,计算得到约化有效电离系数增大,因此临界击穿场强增大,绝缘性能越好;在气压0.1 MPa、温度250 K、300 K、340 K的情况下,随着温度的增大,约化电离系数和约化吸附系数变化很小,因此临界击穿场强变化很小,对SF_(6)气体的绝缘性能影响不大。本研究工作为电力系统中SF_(6)气体安全稳定运行和气体放电现象研究提供参考。