摘要：气泡是油纸绝缘系统的典型缺陷,会显著地降低变压器油的绝缘性能。为了明晰气泡对油纸绝缘系统的危害,搭建了油中贴壁气泡动力学观测平台,研究吸附于电极表面的气泡在交流电场中的形变特性及影响规律。结果发现:油中贴壁气泡沿电场方向拉伸并以100 Hz的频率进行脉动变形;随着电场强度、气泡半径和温度的增大,气泡的变形程度也逐渐增大。基于相场方法搭建了气液两相流仿真模型,仿真与实验结果相互验证,揭示了气泡变形的本质为电场力和表面张力作用的平衡。气泡会影响油隙电场分布,其内部场强随气泡沿电场方向的拉伸而降低。该文研究可为深入评估气泡对液体绝缘的危害和变压器的绝缘设计提供参考。

摘要：导线电晕会带来巨大的危害,是输电线路设计与运行必须考虑的重要因素之一,而降雨天气会严重影响导线的电晕特性。本文在小型电晕笼内对导线表面附着水滴时进行交流电晕试验,同时结合二维和三维有限元仿真来分析导线的电晕特性。研究表明,导线表面布满水的起晕电压远小于导线表面附着少量水滴的起晕电压;根据水滴在电晕过程中的破裂方式提出采用水滴的第一次破裂电压和第一次喷射微滴电压来表征水滴在电场作用下的稳定程度,试验得到导线表面附着三滴水的第一次破裂电压、第一次喷射微滴电压低于导线表面附着一滴水的值;水滴在交流电场中将会做两倍于电场频率的受迫振动,而且水滴在不同的振动位置对空间场强的畸变程度不一,这将导致水滴电晕过程中的瞬时电晕现象;通过三维仿真计算得到导线表面附着三滴水时的空间场强最大值和强场强区域体积大于导线表面附着一滴水的值,说明三滴水时对电场的畸变更为严重。

摘要：针对交流电场无线取能电源取能功率低,难以满足输电线路铁塔在线监测装置的用电需求,对交流电场无线取能电源进行了优化设计。首先,理论分析了取能电源的电路模型,给出了取能功率方程以及影响取能的关键因素;其次,通过有限元软件仿真计算确定了取能极板的形状和尺寸,并通过理论分析与仿真计算优化了放电电路的参数;最后,通过仿真优化计算得到了当耦合电容为15 pF,取能电容为0.1μF,充电电压为200 V时,500Ω的负载能获得25 mW的取能功率,相比于未进行优化的取能电源功率提升了2.5倍。仿真优化计算结果与理论分析相一致,验证了仿真计算对该电源优化设计的合理性和准确性。

摘要：为了研究交流电场对附壁气泡动力学行为的影响,采用基于FLUENT 软件的VOF+LS+SPP方法对余弦交流电场作用下CCl4 液体中附着在水平板上的气泡的动力学行为特性进行了模拟研究。利用VOF+LS+SPP方法数值模拟了直流电场作用下附壁气泡的形变过程,并与文献中实验结果对比,验证了该方法适用于附壁气泡的动态特性研究;对比了直流电场和余弦交流电场作用下气泡的脱离时间,研究表明,直流电场作用下,电压需要接近40kV气泡才能脱离壁面;而在余弦交流电场作用下电压为20kV 时气泡就可脱离壁面;分析了在余弦交流电场作用下,不同角频率和电压对附壁气泡动态特性的影响规律,结果表明,电压一定时,气泡的脱离时间随着角频率ω的增大而减小,但当角频率ω超过最优角频率时,气泡的脱离时间将增大;当角频率保持不变时,电压越大,气泡脱离时间越短。

摘要：以微混合器为研究目标,基于电渗效应及对流扩散方程,研究了一种新的主动式交流电场促进型微流体混合器.首先,使用有限元方法建立混合器多物理场耦合数值模型,然后通过计算分析了待混合流体附加交流电场时的混合效率,最后通过分析仿真结果,提高了经过外加电场的流体混合效率.

摘要：本文论述电气设备外绝缘表面有污湿电导时工频交流电场的有限元计算方法。文中以５００ｋＶ套管的计算结果为例，说明表面污湿电导对各绝缘介质中和绝缘表面最高场强的影响，指出电场计算是研究电气设备耐污秽性能和优化绝缘设计的有效手段。

摘要：随着智能电网和能源互联网的发展,大规模实时电压/电场监测成为电力系统的迫切需求,这依赖于先进传感器件的大规模布置。电场测量在电力系统中具有重要意义。一方面,基于电场测量的电压反演可以实现高电压的非接触式测量,替代传统高压互感器,从而减少测量设备绝缘成本和安装难度;另一方面,电场测量还可以被应用于设备故障诊断、雷电预警、电磁环境测量等应用场景。传统的电场测量设备,如场磨等,往往体积大、成本高,无法大规模灵活布置。本文提出了一种静电力驱动的压阻式微型电场传感器。传感器被设计为四悬臂结构,悬臂在静电力的驱动下产生位移和应变,通过压阻材料转化为可测信号。所提出的传感器具有尺寸小、成本低、功耗低、易于批量生产的优点。同时,该传感器该具有高信噪比、高分辨率及宽电场测量范围。实验结果表明,所提出的传感器具有1.1~1100.0kV·m^(-1)的线性测量范围、112 V·m^(-1)·Hz^(-1/2)的交流电场分辨率以及496 Hz的截止频率。这一微型电场传感器将在智能电网及能源互联网中具有广泛的应用价值。

摘要：在对国内外变压器油氧化台架试验装置调查研究的基础上,设计并建立一套变压器油带电运行台架,提供一种在高压交流或直流电场下评定变压器油氧化安定性的模拟试验方法。在实验室采用该装置对几种不加剂变压器油进行交流、直流电场下的台架氧化试验,结果表明:无论是在交流电场还是直流电场,变压器油带电运行台架均能够很好地区分变压器油氧化安定性的优劣;变压器油在不同类型电场下所表现的氧化安定性有所不同,通常在交流电场下的抗氧化性能比在直流电场下差,而不加电场下的变压器油氧化安定性最好。

摘要：根据介电泳作用能对微米尺寸颗粒进行操控,本研究设计一种基于交流电场对溶液中两种不同尺寸微藻进行分选的装置。首先使用画图软件设计分选装置的结构,运用有限元方法建立分选装置的多物理场耦合数值模型,计算并分析分选结果。最后总结出影响分选装置分选结果的因素为两种微藻尺寸、电极电压、溶液流速以及电极数量;通过调控影响分选装置的因素,提高分选装置的分选效率,并能对尺寸差异较小的微藻进行分选。

摘要：电缆接头作为电缆系统中的绝缘薄弱环节,在制造和长期运行过程中可能会形成绝缘缺陷,导致电缆绝缘发生电气或热击穿,进而造成电力系统故障。采用多物理场仿真软件构建了10 kV交流XLPE电缆接头的三维仿真模型,模拟了电缆本体与接头周围的电场、磁场及热场分布,分析了造成电缆本体与接头处不同电磁-热场分布的原因,为电缆接头的优化设计提供了参考依据。