摘要：直流转换开关被广泛应用于特高压直流输电工程,用于系统运行方式的切换。其多采用无源自激振荡的技术路线,具有结构简单、性能可靠等优点。该文以直流转换开关为研究对象,通过SF6气体低气压特性分析,结合直流转换开关开断过程灭弧室的气流场仿真分析结果,优化气流通道,设计出适用于低气压环境的大容量开断装置。采用了低频振荡电流法等效直流电源进行直流转换开关的电流转换能力验证,分别在不同电流、不同气体压力时进行电流转换试验。由试验结果可知,随着开断装置充气压力的降低,电流转换的能力下降率达到10%~25%,且燃弧时间较长。通过仿真和试验研究,为低气压条件下直流转换开关的设计和电流转换能力评估奠定了基础。

摘要：为深入理解低气压板–板与多针–板电极结构甲烷气体DBD放电特性的差异,主要设计并测量了两种电极结构的放电特性,研究了放电电气参量随气体压强变化规律,测量了两种电极结构的放电区发射光谱,诊断了两种电极结构CH双原子分子的转动温度,利用转动温度近似气体温度,得到了气体温度随气压变化的规律,并对所得到的结果进行了分析和讨论。结果表明:在等气隙条件下,两种电极结构随着气压的升高放电逐渐过渡到不稳定状态,放电半径逐渐缩小,有明显的同心圆形貌;多针-板阵列结构电极相对于板–板电极结构,在电压正半周期时放电电流较大,在电压负半周时放电电流十分微弱。当气压较高时多针–板阵列结构起始放电的极间电压较低;光谱计算表明在其他条件相同条件下,多针-板阵列结构的气体温度较低。

摘要：设计了一种低气压条件下工作的大间距多缝式等离子体合成射流激励器,旨在应用于高空飞行器的内部流动控制。实验中利用气体放电电压在低气压条件下迅速降低的特性,将激励器放电电极间距设计为26mm,使激励器腔体和出气口均得到显著拉长,并通过电参数测量、高速纹影观察分别研究了其放电特性及瞬态流场特性。实验结果表明:激励器的初始射流锋面速度达到了761m/s,故在高速流动控制中具有较大的应用潜力。此外,激励器射流导致的压缩波和射流边界均接近半椭圆形,具有较大的流场均匀区,因此其流动干扰能力和动量交换能力较常规孔式射流要更强。

摘要：为实现飞机电气化,电源电压等级不断升高,多电飞机电气系统中线缆绝缘发生局部放电(PD)的风险随之增加。该文通过设置线缆对接地金属板放电、线缆对线缆架放电和线缆与线缆间放电三种典型模型,全面探究了航空线缆在低气压以及典型工作频率下的局部放电特性。试验结果表明,三种放电模型的局部放电起始电压(PDIV)都随着气压的下降而降低,50kPa以上时线缆与线缆间放电模型的PDIV高出其他模型的2倍以上。电压频率的增大将显著增加模型的放电重复率,10kPa下的线缆对线缆架放电影响效果最为明显。相同工况下,不同放电模型局部放电相位分析(PRPD)谱图的相位宽度及“极性效应”强弱存在差异,这些特征有助于放电模型类型的识别,也将为航空线缆设计与故障诊断提供借鉴和参考。

摘要：为揭示低气压下染污绝缘子串闪络机理,并为低气压地区外绝缘选择和设计提供参考,在人工气候室模拟低气压条件,以7片串XP-160绝缘子为例,进行了不同低气压、污秽下绝缘子直流放电特性试验研究,并拍摄了其放电过程。试验结果表明:低气压下直流污闪放电过程中局部电弧存在飘弧现象,因此提出低气压下染污绝缘子串直流放电过程的电路模型是由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成;根据模型计算所得的临界污闪电压与实测值的误差在10%以内;揭示了静电力和热浮力随气压变化规律的差异是低气压下局部电弧发展中飘弧现象更严重的主要原因。

摘要：高海拔环境给绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块绝缘可靠性带来严峻挑战,为探究IGBT模块在高海拔条件下的局部放电特性,搭建了低气压IGBT局部放电检测平台,测量了其在交流工频电压下20~100 kPa气压范围内的局部放电起始电压(partial discharge inception voltage,PDIV)、熄灭电压(partial discharge extinction voltage,PDEV)、最大视在电荷量、平均电荷量、放电脉冲重复率以及局部放电相位分布谱图(phase resolved partial discharge,PRPD)等特征参量,结果表明:在70~100 kPa气压下,IGBT模块局部放电现象不明显,60 kPa时出现明显的局部放电,放电位置主要集中在电压极性反转前后,并随着气压进一步下降,PRPD相位逐渐变宽,放电量及放电重复率明显升高。之后利用有限元分析方法对IGBT模块截止时的场强分布进行了分析,发现IGBT模块键合线引脚、硅胶和芯片交界处以及铜板、硅胶和陶瓷板交界处电场最为集中,且不同介质材料界面处存在大量微气隙通道,是外部气压变化向IGBT模块内部传递的重要路径。微气隙通道中场强更为集中,且在低气压条件下微气隙通道内电子自由程更大,使得局部放电更加剧烈,不同极性电荷逐渐在微气隙通道电极和硅胶两侧聚集,在外加电压极性反转时与空间电荷场强叠加,导致局部放电异常剧烈。研究结果可为IGBT模块在低气压条件下的绝缘设计及安全可靠运行提供参考。

摘要：根据人工气候室模拟覆冰条件所进行的直流闪络试验结果,分析了气压和覆冰水电导率对二种超高压直流绝缘子(XZP-160、LXZP-210、XZWP-160)覆冰负极性闪络电压的影响。试验结果表明:直流绝缘子覆冰负极性闪络电压与气压、覆冰水电导率等呈非线性关系;覆冰水电导率对负极性闪络电压的影响在覆冰期比在融冰期更严重;不同结构绝缘子的冰闪电压有着明显的差异,三伞型 XZWP-160绝缘子受气压和污秽的影响比钟罩犁XZP-160和LXZP-210绝缘子严重。由此,建议住高海拔覆冰地区要慎重选择直流绝缘子。同时对三种不同类型的绝缘子在覆冰期的闪络电压进行校正,这对我国西电东送工程中直流输电外绝缘的设计有着重要的参考价值。

摘要：泡沫混凝土具有轻质性、强度可调节性,固化后自立性好,隔热性及耐久性佳,已成功应用在软基换填、地下空洞与溶洞填筑、保温隔热等工程中,尤其是高速公路路堤填筑工程,如道路改扩建、桥背填土、地铁空间上覆减荷等。泡沫混凝土在浇筑至固化成型这段时期内,若受低气压这一不利环境因素的影响,会导致固化成型后泡沫混凝土的性能退化和劣化。然而,目前尚缺少关于泡沫混凝土在浇筑期受低气压影响后的宏观性能和孔结构的研究。为了研究浇筑期泡沫混凝土受低气压影响后的服役性能,文中设计低气压环境模拟箱对比研究了低气压(50、60和80 kPa)下泡沫混凝土的宏观性能和孔结构的演变规律。结果表明:随着浇筑期气压的降低,泡沫混凝土的干密度、抗压强度不断减小,吸水率不断增大,其中50 kPa下泡沫混凝土的干密度为常压(101 kPa)下的63.9%,抗压强度为常压下的15.8%;60 kPa时泡沫混凝土的体积吸水率达到最大值,为38.7%;随着气压降低,泡沫混凝土的等效孔径、孔隙分布分维不断增大,50 kPa下的大孔(直径>500μm)数量比常压下的增加了24%,不规则大孔和连通孔增多,小孔分布愈加不均匀;在1.0~1.1的孔隙圆度范围内,气孔数量占比随着气压降低而逐渐减小。

摘要：通过低气压试验箱模拟高原不同海拔地区气压环境，研究了环境气压对引气剂引气能力的影响。试验结果表明：环境气压的降低将显著削弱引气剂的引气能力，当环境气压降低至50 kPa时，混凝土含气量降低约20％～49％；混凝土含气量随环境气压降低呈线性减少，初始含气量越高，随环境气压降低含气量减少速率越大；混凝土坍落度越大，其抵抗因环境气压降低造成含气量降低的能力越强。因此，在高原地区设计引气混凝土时应针对不同结构物，结合当地气压条件及引气剂类型，相较于常压情况适当增加引气剂掺量，以达到抗冻设计指标中要求的含气量。

摘要：针对延期点火具的低气压工作环境,探讨并论证了敞开式延期点火具的总体设计。基于延期药燃烧方程,进行了多层递进点燃式的延期点火具结构设计,分析得到各级点火药、延期药的设计要求;经大量药剂配比试验得出点火药凝聚态产物含量占比、凝聚态产物是否流动是其工作稳定的关键因素。本研究对低气压长秒延期点火具设计具有理论指导意义。