摘要：The process and condition of arc starting and discharge and heat balance rela-tionship in a plasma generator that takes water as propellant are analyzed. Two questions that must be paid attention to arise, when designing the plasma gen-erator. Water resistance in a plasma generator should be as big as possible, and inductive reactance of electric source should be equal to capacity reactance of plasma generator so that resonance is generated in electric circuit, voltage be-tween two electrodes in the plasma generator reaches the highest value, and arc starting and discharge also occur between electrodes in the plasma generator. When energy that electric source supplies is greater than or equal to the energy required when water becomes plasma, a mixture of plasma and steam ejects from the generator outlet. So it is necessary that cavity between electrodes in the plasma generator should be as big as possible, time that water stays in the plasma gen-erator should be long enough so that water obtains enough energy from the electric source, but resistance of water becomes small and arc starting is not easy to occur. Through manufacturing and experimentes on four kinds of plasma generators as well as the contrast between experimental results, the plasma generator model is established and the plasma generator is manufactured.

摘要：特高压直流穿墙套管作为换流站中连接阀厅和直流场的唯一通道,是承载系统全电压、全电流的核心设备。本文综述了特高压直流SF_6气体绝缘穿墙套管的研发和应用进展,讨论了该类套管的绝缘特性和绝缘结构设计方法,以及国产套管的组成、外绝缘设计和结构形式,并提出了当前绝缘结构设计中需要解决的问题。

摘要：为解决大负荷条件下换流变阀侧套管内部发热严重、局部过热的问题,从理论和实验两方面研究了闭式重力热管与换流变阀侧套管一体化技术的传热能力、工质种类、充液率及倾斜角度等关键问题。理论分析表明:一体化技术的传热能力可完全满足套管的实际工作需求,套管内部所需传递热量小于传热极限值的7%。加热带模拟导管发热实验研究表明:载流导管内部填充的工质会强化其自身的热传递过程,当工质的工作温度与套管工作温度相匹配时,载流导管稳态温度分布均匀性最为优异;工质种类不同对应的最佳充液率存在较大区别,但都与无工质时载流导管的最高温度区所在位置直接相关;倾斜角度对导管温度分布均匀性有一定程度的不良影响,但基本满足套管的安装角度需求。导管载流发热实验研究表明:一体化技术显著提升了载流导管温度分布的均匀程度,峰值温度由108.1℃降低到84.6℃,最大温差由47℃降低到3.2℃。论文研究成果可指导超/特高压级换流变阀侧套管与闭式重力热管一体化结构设计,同时也为解决断路器等电力设备的局部过热问题提供了一种全新的技术手段。

摘要：±1 100 k V直流U型结构穿墙套管具有机械性能好、便于安装等优点,但U型结构穿墙套管端部均压环对墙体距离与对地距离相近,在设计中需要考虑这两类间隙的综合绝缘问题。因此,为保证±1 100 k V U型穿墙套管运行中的外绝缘安全,并系统掌握其电气间隙放电特性,采用均压环和钢架试品模拟±1 100 k V直流U型结构穿墙套管端部均压环对墙和对地电气绝缘间隙,开展了环对墙不同间隙距离、不同对地高度以及典型配置综合间隙操作冲击放电特性试验研究,获得了模拟±1 100 k V U型穿墙套管电气间隙的操作冲击放电特性参数,并结合系统操作过电压水平提出了±1 100 k V直流U型结构穿墙套管最小安全间隙推荐值,在海拔0、500、1 000 m的条件下,最小安全间隙配置取为12.1 m/12.4 m、12.6 m/12.9 m和12.8 m/13.1 m(均压环对阀厅墙体/对地)。

摘要：为研究不同污秽条件下直流穿墙套管的污闪特性、空心复合绝缘子不同伞形结构对直流穿墙套管污闪特性的影响规律、直流穿墙套管内部导体和屏蔽结构对其污闪特性的影响规律,利用大型人工环境气候实验室开展了±400 kV SF6气体绝缘直流穿墙套管人工污秽试验,获得了不同伞形穿墙套管和空心复合绝缘子50%污秽耐受电压与附盐密度（SDD）间的负幂指数关系式。研究表明：伞形结构为1大1小伞的空心复合绝缘子单位爬距闪络电压值要高于1大2小伞的空心复合绝缘子,有内部导体和屏蔽层的直流套管较没有内部导体和屏蔽层的直流空心复合绝缘子的U50%在SDD为0.08、0.15、0.20 mg/cm^2时分别提高5.3%、4.2%、5.3%,根据研究结论建议±1 100kV SF6气体绝缘特高压直流穿墙套管外绝缘伞形结构设计可采用爬电距离利用率较高的伞形配置,且爬电比距不低于48 mm/kV。

摘要：为分析高压电容式油气套管内部暂态温度与其短时载流能力的关系,提出了适用于高压油气套管结构的集总RC热网络模型。该模型计及传导、对流和辐射3种传热方式,考虑了材料性能随温度的变化关系,并基于MATLAB/Simulink实现了热网络拓扑结构。以550 k V油/SF6套管为例,暂态温度热网络计算结果与实际温升试验结果吻合较好,证明了集总RC热网络的有效性和实用性,通过阶梯载荷曲线拟合昼夜周期变化负载,并结合热网络确定了油气套管最热点温度的周期暂态变化规律。研究表明油气套管最热点位于中心导杆与绝缘芯子界面处,且各载荷步下套管暂态温度值与稳态温度值存在较大差异。将集总RC热网络方法应用于油气套管暂态温度计算,补充了仅考虑稳态额定运行条件的传统套管设计方法,对分析油气套管运行中的短时载流能力有一定理论指导作用。

摘要：为研究环氧胶浸纸套管内部温度分布及对应的绝缘性能,构建了套管温升与绝缘性能同步测试回路,获得了不同电流下套管芯体温度分布及热点温度对套管绝缘性能的影响规律。结果表明:载流条件下套管油端芯体最大直径处存在由于热量累积导致的局部热点;在与套管绝缘材料接触的热点温度120℃时,绝缘介质中电导损耗作用突出,tanδ随频率变化曲线在对数坐标系中呈直线下降趋势;热点温度>140℃将损坏套管内部绝缘,恢复常温后tanδ和电容量急剧增加,绝缘电阻大幅下降;当热点温度>200℃时,套管内部将产生大量气体,芯体开裂,tanδ突增而电容量突降。该研究可为套管优化设计、试验及运行状态评估提供参考。

摘要：不均匀淋雨是直流穿墙套管在雨天由于阀厅墙壁遮挡而产生的一种特殊运行工况,不均匀淋雨会显著降低直流穿墙套管的外绝缘强度,不均匀淋雨导致的外绝缘闪络是影响直流穿墙套管安全运行的主要原因之一。为此,利用±100 kV、±400 kV SF6绝缘直流穿墙套管产品开展了不均匀淋雨直流电压闪络试验,记录了试品的不均匀淋雨闪络电压值,监测了试品从施加电压到闪络过程中的电弧发展、电晕和泄漏电流变化情况,获得了典型SF6绝缘直流穿墙套管在不同外绝缘干湿区比例和雨水电导率条件下的直流电压闪络特性。研究结果表明:当雨水电导率为1 500μS/cm时,±400 kV SF6绝缘直流穿墙套管在外绝缘干区和湿区长度比为1:4时直流闪络电压出现最低值623 kV,较全湿条件下的直流闪络电压低9.0%;干区和湿区长度比保持1:4时,±400 kV SF6绝缘直流穿墙套管在雨水电导率为1 500μS/cm条件下的直流闪络电压较雨水电导率为200μS/cm时的直流闪络电压低16.2%。研究结果可为直流穿墙套管外绝缘设计提供参考,也可为直流输电工程中穿墙套管不均匀淋雨闪络问题的预防提供理论支撑。

摘要：为研究温度对环氧胶浸纸套管频域谱特性的影响,以便更准确地将介电响应技术应用于套管受潮或老化状态评估,设计了不同温度下胶浸纸套管绝缘频域谱(FDS)测量试验,运用电介质极化理论对频域介电现象进行分析,并建立扩展Debye模型,利用遗传算法和内点法辨识各支路参数,通过模型参量变化分析温度对频域谱特性的影响规律。结果表明,随着温度的升高,低频区(10^(-3)~1 Hz)复电容实部随着温度的升高显著增大,介损和复电容虚部频谱曲线整体向高频方向移动;建立的6支路Debye模型与实测值基本相符,绝缘电阻R0随温度升高而减小,几何电容C_0基本不变;采用基于"频温平移因子"的主曲线技术可有效消除温度的影响,实现将已知温度下的频谱曲线折算到未知温度,扩展了频谱曲线的测量范围;频谱曲线的"平移因子"满足Arrhenius方程,利用"平移因子"计算得到的活化能约为31.92 kJ/mol。因此,利用频域介电谱法评估受潮或老化状态时必须考虑温度的影响,否则将导致评估结果失实。

摘要：为了高频LLC谐振变换器达到节能降损的目的,论文建立了确定器件和逻辑链路控制(LLC)谐振变换器设计参数对器件和变压器绕组损耗的影响,量化了氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)对降低转换器损耗的益处。器件损耗主要是由器件的传导电阻和转换器RMS电流所决定的传导损耗。RMS电流随着不同的励磁电流和死区时间组合而变化,需要根据器件参数正确选择来确保软开关。通过比较了谐振变换器中GaN HEMT和硅金氧半场效晶体管(Si MOSFET)器件的损耗,验证了基于GaN的变换器的峰值效率较高且等效总损耗较低。