摘要：相变冷却技术冷却效率高、安全可靠,有望攻克柔直换流阀散热瓶颈,实现其高压、大容量发展,在换流阀冷却领域具有良好的应用前景。为实现相变冷却换流阀绝缘系统可靠设计,该文设计研制了三相态相变冷却工质可调频绝缘特性测试专用平台,并以换流阀用相变冷却工质为研究对象,依据换流阀典型运行工况,利用专用测试平台开展了相变冷却工质三相态、50~300 Hz频率范围的绝缘击穿特性研究。得到了相变冷却工质击穿特性随工质相态及电压频率的变化规律,分析了相变冷却工质不同相态的击穿机理,揭示了工质相态和电压频率变化对冷却工质击穿特性的影响机制。研究工作不仅解决了高频下相变冷却工质的三相态耐压测试方法问题,且所得研究成果为相变冷却柔直换流阀的绝缘设计奠定了基础,同时可指导相变冷却技术在其他电力电子器件及装备上的应用。

摘要：共气室结构的双断口隔离开关(double-fracture disconnect switch,DDS)在不停电耐压试验过程中存在因试验侧断口击穿而影响运行侧断口绝缘性能的风险,在设计阶段需要对其电场分布和击穿特性进行研究。为此,以新研发的110 kV三相共箱式GIS双断口隔离开关为例,采用有限元方法对电场进行仿真分析,得到其在现场不停电工频耐压试验中的内部电场强度分布。根据电场的计算结果,采用基于汤逊放电理论的击穿判据,研究不停电试验中两个断口的击穿特性,证明了在DDS现场不停电交流耐压试验过程中,试验侧断口击穿不会对运行侧的绝缘性能造成影响。研究结果可以为在运的DDS二期扩建时的不停电扩建与现场绝缘试验工作提供安全保证的理论支撑,也为未来新型DDS设备研发过程中的绝缘校核提供了更加翔实的理论依据。

摘要：快前沿直线型变压器驱动源(FLTD)是一种可以直接获得100 ns脉宽的脉冲功率源新技术,在Z箍缩、闪光照相、强激光和高功率微波方面具有重要应用。为了寻求用于FLTD的多间隙气体开关的合适结构,设计了一种场畸变多间隙气体开关。该开关含有6个间隙,各个间隙距离相等,开关间隙总长度为30 mm。开关中间电极为锚式固定结构,每个电极由3只螺钉固定在绝缘筒壁内侧,数值计算了开关的电场分布,实验研究了开关的自击穿及触发特性。结果表明,开关自击穿特性曲线与经验公式曲线基本符合,自击穿电压的分散性<3.2%;在工作系数为50%时,开关仍能正常触发,触发时延约百ns;在工作系数为60%时,触发脉冲为150 kV/15 ns的情况下,开关触发时延约60 ns,抖动时间约5 ns。

摘要：设计了液体介质快脉冲击穿试验装置和电压电流测量系统,研究了重复频率、电极形状及电极间距与介质击穿场强、击穿电压和击穿时延等击穿特性参数的关系,比较了变压器油、十二烷基苯、蓖麻油三种典型液体绝缘介质在直流及快脉冲电压作用下的绝缘性能。结果表明:短脉冲持续时间下液体绝缘材料有异常高的击穿场强;重复脉冲串作用下的击穿场强比单个脉冲下明显减小,重复频率2 kHz时击穿场强减小了约30%;电极头半径大小对击穿也有影响,半径R=5 mm时,击穿电压最高;击穿时延随击穿场强减小而变长,在其他条件相同的情况下,测得击穿时延随机波动;蓖麻油的快脉冲电压绝缘性能最好,变压器油次之。

摘要：基于600kV触发管型SF6气体开关,设计了三种具有典型电场分布的电极结构,计算分析了各个场分布特点,在-600kV/400ns脉冲电压下对不同电极结构进行了击穿特性实验,分析了场分布对开关击穿特性的影响。实验结果表明:三种结构中平头形电极触发击穿模式与其欠压比相关,触发抖动较小;球头形电极自击穿电压抖动最小,能够稳定工作于长时间触发击穿模式;锥头形电极击穿模式较不稳定,可能与其两个间隙击穿特性较相近有关。

摘要：油浸式变压器围屏纸板上不同高度承受的液压存在明显差异,不同液压下局部放电对变压器油纸绝缘的劣化程度不同。为了研究不同液压下局部放电对油浸纸板损伤的影响,在实验室建立典型的交流针板局部放电模型。基于脉冲电流法实时测量局放模型的放电特征参量,采用扫描电子显微镜观测纸板表面微观形貌。分析了不同液压下油纸界面的击穿特性和局放特性,以及纸板表面损伤程度的变化趋势。研究结果表明:液压0.5 MPa时,二者呈非线性关系;相同电压下液压较大,试验后纸板聚合度更大,且通过观察分析绝缘纸板微观结构,发现纸板表面损伤程度减小,表明液压对纸板有"保护"作用;最后利用局放特征参量和试验现象分析了液压减小油浸纸板局部放电损伤的机理。研究结果有助于了解液压对油浸纸板绝缘性能的影响,为变压器的绝缘设计提供参考。

摘要：为研究寒冷条件下油纸绝缘的沿面放电特性,建立了能够模拟最低温度为?50℃的高压低温试验系统,采用具有强平行电场分量的沿面电场模型,对比研究了?40℃及40℃条件下油纸绝缘的局部放电特性及击穿特性。研究结果表明:?40℃下局部放电的起始电压和熄灭电压分别比40℃下时高约18%及12%;局部放电发展过程可划分为3个阶段,?40℃下每阶段的平均放电量均小于40℃下的平均放电量,?40℃下局部放电图谱有明显的非对称特征;?40℃下的击穿电压比40℃下低约16%,首次引入水活度的概念对击穿电压下降的现象进行了机制解释,认为降温过程中变压器油游离水会析出形成微小冰粒,这部分冰粒积聚在纸板表面加剧了电场畸变,从而导致了击穿电压下降。最后,根据试验结果给出了特高压变压器的低温绝缘设计及试验检测的建议。研究结果有助于进一步理解低温下油纸绝缘的放电机制。

摘要：柜式气体绝缘开关设备(cubicle gas insulatedswitchgear,C-GIS)由于其全可靠性能高、小型化等特点在电力系统中得到广泛的应用。但由于C-GIS开关柜的主要绝缘介质SF6气体具有较强的温室效应,且其成本较高,迫切需要减少或不用SF6气体。针对C-GIS开关柜较低的气压条件,探讨SF6混合气体替代SF6的可行性。采用圆形平板电极模拟均匀场,研究均匀场、较低气压(0.1~0.25 MPa)下SF6与N2、CO2两种气体的二元混合气体在不同配比、不同电压形式(工频和负极性雷电冲击)作用下的击穿特性。试验结果表明,气压在0.25 MPa以下时,适当增大SF6混合气体的压强可以使其达到纯SF6相同的绝缘强度,为新型C-GIS开关柜的设计制造提供了关键的试验依据。

摘要：随着真空灭弧室电压等级的提升,其内部屏蔽罩间隙的尺寸增加将产生击穿面积效应,这将成为制约真空灭弧室绝缘性能的关键因素之一。本文研究了真空屏蔽罩间隙在不同间距条件下雷电冲击击穿特性的面积效应,实验中采用了三种直径的典型屏蔽罩结构,直径分别为40、60和80 mm,电极材料为不锈钢。结果表明,在恒定间距条件下,随着有效面积的增加,真空屏蔽罩间隙的绝缘强度呈下降趋势,并且下降速度逐渐增大。当间距增大时,一方面任意有效面积下屏蔽罩间隙的击穿电压显著提升;另一方面,由于有效面积的增大对击穿电压的削弱作用逐渐降低。本文的研究结果不仅可以指导真空灭弧室内部屏蔽罩间隙的绝缘设计,也可以为具有不同电极结构真空间隙的绝缘评估提供理论依据。

摘要：针对甘油介质在形成线中的应用,总结了甘油作为储能介质已开展的相关研究工作,并在缩比的同轴电极试件中进行了电极表面、磁场、耐压极性、含气量等条件对甘油介质击穿特性影响的实验研究。搭建了基于晶闸管控制的空心脉冲变压器升压实验平台,设计了浸没于脉冲磁场中的同轴电极击穿试件,实验平台最大输出电压500kV,上升时间26μs,最大磁场1T,可通过控制晶闸管的先后触发使击穿过程发生于准稳衡磁场中,并制作了外形一致、表面不同的砂纸打磨、羊毛抛光、金属电镀和非金属电镀四种电极。实验结果表明:甘油的击穿是没有极性的;1T量级磁场对甘油介质的击穿特性无影响;不同电极表面微观形貌差异较大,使甘油介质具有不同的击穿特性,说明甘油击穿在电极表面的过程具有较大影响;充分的排气能减少甘油中直径较大的气泡,减少概率性的低击穿场强,击穿后产生的大量微小气泡会整体降低甘油的击穿阈值,使甘油的平均击穿场强降低。