摘要：输电线路覆冰严重影响电网的安全运行。2008年南方大面积冰灾之后,我国针对输电线路除冰开展广泛研究。由于地线电气参数和接地性质,无法对其实施短路融冰,因此地线除冰是输电线路覆冰中的一个难题。针对架空地线覆冰问题,该文设计并研制电磁脉冲除冰装置和电磁脉冲力冲量测量装置,绕制同心单层饼式结构线圈,分析各种参数变化对脉冲效应的影响,并计算除冰装置的能耗。研究结果表明:在合理的脉冲线圈匝数下,可以通过增加除冰目标物的厚度、提高脉冲电容器组电压、减小除冰目标物与脉冲线圈之间的间隙等方法,使电磁脉冲力冲量增加;随着电磁脉冲效应的增强,能够有效去除目标物的覆冰从而降低功耗。

摘要：在飞机和风机叶片电脉冲除冰中,为了提高线圈的脉冲效果,降低除冰装置质量,实现系统的微功耗设计,需要优化线圈结构。脉冲线圈作为脉冲除冰、脉冲焊接等应用中能源转换的关键部件,其瞬态电磁场求解复杂,一般难以得到解析解。为了研究线圈结构参数对脉冲效果的影响,该文通过推导脉冲线圈的场-路数学方程,建立脉冲线圈和目标物的物理模型,并采用有限元软件对脉冲线圈的瞬态电磁场进行计算,得到脉冲线圈电磁参数时变特性。通过脉冲线圈的脉冲冲量试验对模型的准确性进行验证,在此基础上,分析线圈匝数、截面尺寸和线圈匝间距等结构参数对脉冲电流、脉冲力、脉冲效果的影响,为电脉冲除冰应用微功耗化设计提供优化思路和技术路线。

摘要：风力发电机叶片覆冰量化分析是认识和解决覆冰问题的基础。考虑到目前国内外对此鲜有研究,该文在多功能人工气候实验室中对小型风力发电机进行人工覆冰试验,获取雨凇、硬雾凇和软雾凇三种覆冰条件下的叶片覆冰冰型,并对覆冰结果进行深入分析;同时,给出了较为完善的叶片覆冰标定方法,实现对叶片覆冰的量化分析,进而对其实际应用进行了分析。研究结果表明:覆冰集中于叶片的前缘区域,且在截面翼型表面驻点附近的覆冰范围大约为叶片弦长的11%;覆冰在叶片展向上呈现线性增长趋势,大约占据叶片长度的70%,且在靠近叶尖处约30%~40%的叶片长度区域上覆冰较为明显。因而,可将靠近叶尖处约30%~40%的叶片长度且占据叶片弦长11%的截面翼型表面所形成的前缘区域作为重点研究区域,即在实际应用中可将其设计为最佳覆冰防护区域及叶片覆冰厚度监测点的设定区域。该文研究结果可为解决风机覆冰问题提供数据参考。

摘要：在冬季,长沙磁浮接触轨的覆冰会导致列车停运,目前国内外缺乏磁浮接触轨除冰的技术和经验。通过分析电脉冲除冰技术,根据磁浮接触轨的特点,提出了2种磁浮接触轨电脉冲除冰方案。同时研制了电脉冲除冰的电源装置,设计了磁浮接触轨除冰用的平面脉冲线圈。冲击摆试验结果表明:增大线圈尺寸、提高脉冲电压、减小线圈与目标物之间的间隙、提高目标物的电导率、增大涡流,能够有效增大脉冲力,提高除冰效率。据此优化了除冰装置的技术参数,进行人工气候室的模拟试验,从而证明电脉冲技术可以有效去除接触轨目标区域15 mm的雨凇覆冰。

摘要：强暴雨常伴随雷电天气会导致输电线路、变电站和换流站绝缘子表面干、湿部位电场分布不均,易引发电场畸变,同时雷暴引起的雨柱会快速短接绝缘子伞间距,显著缩短电弧发展路径,致使线路跳闸并引起停电事故。为研究强暴雨条件下线路绝缘子雷电冲击放电特性和电弧发展过程,针对3种110 kV线路常用硅橡胶复合绝缘子开展了雷电冲击放电特性测试。结果表明:复合绝缘子雷电冲击电弧发展过程主要分为起弧、局部电弧发展、完全闪络,其放电发展时间及其持续时间均随降雨强度、雨水电导率的增大而降低;电弧平均发展速度随雨水电导率的增加呈幂指数关系上升,最大上升率高达43.8%,并随降雨强度增加呈指数式增大,且与绝缘子伞裙结构参数有关。复合绝缘子雷电冲击闪络电压随降雨强度增加呈负幂指数关系降低,伞间距较大的绝缘子闪络电压受降雨强度的影响愈加明显;雨闪电压随雨水电导率的增加而呈负幂指数下降。基于此,提出了降雨强度、雨水电导率综合影响的复合绝缘子雷电冲击闪络电压计算式,计算结果与试验结果一致性良好,偏差小于7%。研究结果为雷电活动频繁的强暴雨地区输电线路外绝缘设计、选择及防护提供了参考。

摘要：输电线路覆冰是中国电力系统安全稳定运行的严重威胁。针对输电线路覆冰微地形区域分类主观性强的问题,结合数字高程模型(digital elevation model,DEM)和江西省覆冰灾害故障统计数据,对输电线路走廊垭口微地形开展了识别研究,提出了一组垭口微地形的识别指标,对提取样本区域进行了特征提取。在此基础上,提出了一种输电线路走廊垭口地形识别方法,并验证了所提取的垭口地形特征与识别方法的有效性。研究成果可以为输电线路防冰的差异化设计提供参考。

摘要：输电线路绝缘子在运行一段时间后,其上、下表面呈现出不均匀染污现象,将对绝缘子操作冲击闪络电压造成较大影响。该文采用湿污法模拟绝缘子上/下表面不均匀染污,在不同盐密下,对干净、均匀染污和极不均匀染污XP–70和LXY–70两类绝缘子,进行预加和非预加的操作冲击闪络试验,分析其闪络特性;使用超高速摄像机对XP–70绝缘子操作冲击闪络过程进行拍摄并分析其放电机理。结果表明,极不均匀染污绝缘子操作冲击闪络电压与上、下表面盐密之比(T/B)呈负相关,且随等值盐密的增加而减小;交流电压预加也会显著减小闪络电压。此外,极不均匀染污绝缘子操作冲击闪络形式为沿面分段依次闪络,放电发展速度相较于均匀污秽时更快,闪络时间更短,发展轨迹存在电弧短接伞裙和钢脚现象。该结果可为复杂极端环境下的输电线路外绝缘设计提供理论支持,对绝缘子的防污闪工作具有重要的指导意义。

摘要：风荷载对输电线路覆冰监测精度的影响显著,需要对不同覆冰形状下导线风荷载进行研究。该文总结了6种线路典型冰形,通过计算流体力学方法得到各覆冰形状下导线的气动阻力系数,在此基础上研究了覆冰发展过程中覆冰形状、扭转角和覆冰类型对导线风荷载的影响规律,并计算了各气象冰区下不同冰形的覆冰增大系数,与现行规范进行比较并给出了取值建议。结果表明,各冰形气动阻力系数受到冰厚、扭转角、风速的影响,新月和扇形覆冰阻力系数受三者影响均较大,D形和椭圆形主要受到扭转角的影响,而圆形覆冰受三者影响均很小;在导线覆冰发展过程中,新月形和椭圆形覆冰在扭转角为90°时风荷载最大,0°时最小,扇形和D形覆冰则在扭转角为0°时最大,60°和90°时最小,且混合淞的风荷载大于雨凇;对于同一条输电线路,其风荷载在新月形和椭圆形覆冰且扭转角为90°时达到最大;对于各气象区,采用现行规范中的覆冰增大系数取值进行输电线路设计将会在部分冰形覆冰情况下存在风险和隐患,对于大多数普通线路,建议结合不同冰区的主要冰形和不同线路类型的扭转情况,并综合考量经济性和安全性进行系数选取,针对重要枢纽线路,需要保证任何覆冰情况下均安全运行,推荐取值为3.5~3.6。

摘要：为探究在台风环境下,规程中忽略风的脉动性对风偏计算的影响,该文建立了悬垂绝缘子和跳线绝缘子串—线耦合有限元模型,分析了不同电压等级、档距、高差、风攻角对悬垂绝缘子动态风偏响应的影响和不同串长、风攻角对跳线绝缘子动态风偏响应的影响,根据结果得到:台风脉动风场下,复合绝缘子的风偏角围绕稳态值做上下波动,风偏角的大小服从正态分布。仅改变电压等级、档距、高差、串长等线路条件对风偏角的波动程度影响较小;改变风攻角对风偏角的波动特性影响较大;最后,选取典型工况进行了稳态平均风和脉动风场下的绝缘间隙校核对比,发现稳态风下校核合格的线路在脉动风场下存在跳闸风险,因此,该文根据风偏角的波动规律,引入了脉动放大系数,对经验公式进行脉动修正,并给出不同工况下修正方法中关键参数的取值,研究结果将为沿海台风多发地区的线路外绝缘设计提供参考。

摘要：覆冰绝缘子闪络过程中泄漏电流持续时间长 ,幅值变化大 ,用常规示波器很难测量 ,故据此特点设计了基于L ab View的覆冰绝缘子冰闪过程泄漏电流监测系统。通过设计制作前置处理电路及 L ab View编程来全过程监测覆冰污秽绝缘子闪络试验中及局部电弧发展变化过程中泄漏电流 ,并实现了波形显示、数据存储和分析。