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GIS带电操作下金属微粒起跳吸附及诱发绝缘子沿面闪络特性 被引量：3
1
作者 李晓昂 杨晓宇 +3 位作者 吕肖肖 向岭 王浩 张乔根 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1025-1037,共13页
国家电网公司超/特高压金属封闭组合电器(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)故障统计表明,开关带电操作后秒级至分钟级内发生故障的占比较高,疑与开关操作机械振动激发异物运动有关。针对于此,构建了126 kV真型GIS模拟操作... 国家电网公司超/特高压金属封闭组合电器(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)故障统计表明,开关带电操作后秒级至分钟级内发生故障的占比较高,疑与开关操作机械振动激发异物运动有关。针对于此,构建了126 kV真型GIS模拟操作试验平台,重点研究了带电操作下绝缘子附近金属微粒运动及放电特性。结果表明,断路器带电操作产生机械振动的峰值可达100g(g表示重力加速度),持续时间30~50 ms,会明显降低金属微粒起跳场强,激发微粒运动。当受激微粒位于绝缘子附近时,可吸附于绝缘子表面,并产生“转向”行为,即线形微粒沿着电场线方向排布。当多个微粒同时吸附时,由于多微粒对电场的畸变作用,微粒会产生“转向”、“吸引”等行为,并最终形成“多星连珠”的径向排列趋势。最后试验研究了0.4 MPa SF6中不同微粒数量对126 kV真型盆式绝缘子沿面闪络电压的影响规律,发现吸附微粒可显著降低盆式绝缘子闪络电压,特别是当微粒形成“多星连珠”排列时,闪络电压可降至126k VGIS工频耐压值的52%。该文研究阐明了GIS带电操作条件下异物起跳吸附和诱发绝缘子闪络的基本过程,对于认识带电操作下GIS突发放电机理和绝缘优化具有很好的参考作用。 展开更多
关键词 金属封闭组合电器 金属微粒 断路器操作 冲击振动 闪络
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面向数字孪生应用的大容量GIS整间隔稳态温升及降阶模型研究 被引量：1
2
作者 侯世英 罗澳 +3 位作者 杨帆 权帅峰 霍小晶 孙帅 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2300-2310,共11页
超高压、大容量、数字化电网目标架构对高压开关领域提出了新的挑战。为研究550 kV/8 000 A气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的稳态温升,解决获取温度场时存在模型自由度大、计算时间长等问题,该文研究了GIS整间隔模型... 超高压、大容量、数字化电网目标架构对高压开关领域提出了新的挑战。为研究550 kV/8 000 A气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的稳态温升,解决获取温度场时存在模型自由度大、计算时间长等问题,该文研究了GIS整间隔模型热特性并构建了基于本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法的温度场降阶模型以面向数字孪生应用。首先,建立了基于物联网的电力设备数字孪生实现架构,提出了数字孪生驱动的GIS状态感知方法框架。基于该框架,搭建了以珠东北站示范工程中的GIS为原型的虚拟实体模型,分析了模型在8 800 A时的磁密、损耗、温度以及气流流速分布,进而搭建了大电流温升试验平台进行验证,试验测量结果与仿真结果吻合度高。其次,采用拉丁超立方采样方法构建该模型在不同工况下的快照矩阵输入参数样本集,进一步对温度快照采用POD方法生成温度场降阶模型。最后,对比了降阶前后模型的计算时长与误差:降阶模型相较全阶模型的计算时长由小时级降至秒级,阶数为6时均方根误差为0.053%满足POD误差规范要求。该文研究结果可为大容量开关的设计和运维提供支撑,为数字孪生技术在开关设备领域的应用提供参考。 展开更多
关键词 气体绝缘开关设备 数字孪生 多物理场仿真 降阶模型 本征正交分解
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工频叠加冲击电压下GIS绝缘件沿面异物闪络电压与放电路径特性
3
作者 李晓昂 杨晓宇 +3 位作者 吕肖肖 向岭 王浩 张乔根 《高电压技术》 北大核心 2025年第9期4698-4705,共8页
金属封闭组合电器设备(gas-insulated switchgear,GIS)常遭受雷电、开关操作暂态等过电压侵袭,实际承受工频叠加冲击电压,一旦存在GIS绝缘件沿面异物缺陷,放电概率会显著增加,严重威胁设备安全运行。为此搭建工频叠加冲击电压试验平台,... 金属封闭组合电器设备(gas-insulated switchgear,GIS)常遭受雷电、开关操作暂态等过电压侵袭,实际承受工频叠加冲击电压,一旦存在GIS绝缘件沿面异物缺陷,放电概率会显著增加,严重威胁设备安全运行。为此搭建工频叠加冲击电压试验平台,研究GIS绝缘件沿面异物闪络电压和放电路径统计规律,对比分析叠加相位、异物尺寸的影响规律,揭示工频叠加冲击电压下沿面闪络机理。结果表明,不同叠加相位和极性下,闪络路径会呈现“竖直发展”和“绕开”2种典型模式,进而显著影响叠加放电电压U_(50%)。当反极性叠加时,闪络路径沿绝缘子电场中心线方向发展,放电出射角度θ≤25°,表明缺陷产生空间电荷促进了叠加电压下的放电发展,此时,U_(50%)较雷电冲击击穿电压U_(s)下降程度很大,闪络电压变化率k高达27.8%;同极性叠加时,闪络路径会“绕开”缺陷前方区域,放电出射角度θ明显增大,在40°~90°之间,且分散性较大,此时,缺陷产生空间电荷阻碍了叠加电压下的放电发展,U_(50%)降幅很小。此外,微粒曲率亦显著影响闪络路径和放电电压,尖锐微粒导致的k更大。在AC(φ=180°)/正LI时,随着微粒曲率从0.15 mm增加到0.5 mm,k值由15.8%减小至11.1%。该研究为揭示工频叠加冲击下GIS沿面闪络机理、提高GIS绝缘可靠性提供了一定参考和依据。 展开更多
关键词 GIS 绝缘缺陷 工频叠加冲击 闪络路径 放电特性
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GIS盆式绝缘子残余应力分布检测及成像研究
4
作者 陈荣 何金 +5 位作者 贺春 李松原 赵琦 刘松涛 张涵璞 李进 《高压电器》 北大核心 2025年第9期18-23,共6页
盆式绝缘子是GIS的重要支撑绝缘结构,但是浇注成型过程中环氧树脂交联反应和冷却收缩会使盆式绝缘子内部产生一定的残余应力,与运行载荷叠加容易导致盆式绝缘子开裂,严重威胁GIS设备可靠运行。文中基于声弹性效应设计了一套针对盆式绝... 盆式绝缘子是GIS的重要支撑绝缘结构,但是浇注成型过程中环氧树脂交联反应和冷却收缩会使盆式绝缘子内部产生一定的残余应力,与运行载荷叠加容易导致盆式绝缘子开裂,严重威胁GIS设备可靠运行。文中基于声弹性效应设计了一套针对盆式绝缘子内部残余应力的自动检测与成像系统,首先测试了2.5、1.5 MHz两种频率下环氧树脂复合材料的超声纵波声弹性系数,通过编写工业机械臂扫描路径程序完成对盆式绝缘子各个待测点位超声传输时间的自动采集,联立双频下声弹性方程消去构件厚度变量,实现盆式绝缘子内部残余应力分布检测与成像,为盆式绝缘子可靠性评价提供参考。 展开更多
关键词 GIS 盆式绝缘子 残余应力 声弹性效应 分布成像
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数字化模型下的气体绝缘封闭开关设备特高频信号反演实际放电量方法 被引量：1
5
作者 陶然 沈培锋 +3 位作者 陈挺 罗林根 盛戈皞 江秀臣 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第6期800-811,共12页
对气体绝缘封闭开关设备(GIS)局部放电(PD)的检测是进行状态评估和故障诊断行之有效的方法.放电量估计是PD检测中的重要内容,脉冲电流法是通用的测量方法,但无法在线应用.针对这一问题,基于特高频(UHF)信号对时间的二次积分值估计最大... 对气体绝缘封闭开关设备(GIS)局部放电(PD)的检测是进行状态评估和故障诊断行之有效的方法.放电量估计是PD检测中的重要内容,脉冲电流法是通用的测量方法,但无法在线应用.针对这一问题,基于特高频(UHF)信号对时间的二次积分值估计最大实际放电量,提出了数字化模型下GIS的UHF信号反演实际放电量的方法.首先,建立GIS数字化模型及局部放电源、UHF传感器模型;然后,采用更适用于大尺寸运算的时域有限差分(FDTD)法模拟放电脉冲激发电磁波传播的过程,利用仿真数据验证通过UHF信号对时间积分的值来估计实际放电量方法的合理性,并给出了电磁波在GIS内传播中电磁场的分布图;最后,通过与高压试验结果的对比分析给出了影响实际放电量估计准确性的因素.研究结论为基于数字化模型的GIS内部实际放电量反演分析提供解决思路,且相较于有限元法在求解时间上更具优势. 展开更多
关键词 气体绝缘封闭开关设备 局部放电 特高频 局部放电定量
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气体绝缘开关设备检测维护机器人控制系统设计 被引量：1
6
作者 吴霖 马飞越 +2 位作者 佃松宜 杨家勇 范智霖 《高压电器》 北大核心 2025年第4期187-193,共7页
针对气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)腔体设备故障检测与异物清理的实际需求,研制了一种将柔性臂与轮式移动平台结合的气体绝缘开关设备检测维护机器人。在该机器人基础上,设计了以微处理器STM32与计算模块Jetson Xavier N... 针对气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)腔体设备故障检测与异物清理的实际需求,研制了一种将柔性臂与轮式移动平台结合的气体绝缘开关设备检测维护机器人。在该机器人基础上,设计了以微处理器STM32与计算模块Jetson Xavier NX为核心,多传感器融合的机器人控制系统,实现了机器人的实时远程视频检测、运动控制等功能,并且结合异物检测定位算法,实现了柔性臂的一种智能控制方案。最终测试结果表明,该控制系统能够控制机器人在GIS腔体环境下平稳运行并实现故障检测与异物清理,具备良好的实时性。 展开更多
关键词 GIS 柔性臂 轮式移动平台 异物检测定位
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机—电联合作用下GIS中片形金属微粒的运动行为与放电特性
7
作者 赵莹莹 司文荣 +3 位作者 傅晨钊 史天一 韩旭涛 李军浩 《高压电器》 北大核心 2025年第10期1-10,共10页
片形金属微粒是气体绝缘开关设备(gas⁃insulated switchgear,GIS)内部常见的潜在缺陷,其在电场作用下的运动及放电行为可能引发绝缘失效,威胁设备安全。现有研究主要关注电场单独作用下的微粒运动,而稳态机械振动的影响尚缺乏系统研究... 片形金属微粒是气体绝缘开关设备(gas⁃insulated switchgear,GIS)内部常见的潜在缺陷,其在电场作用下的运动及放电行为可能引发绝缘失效,威胁设备安全。现有研究主要关注电场单独作用下的微粒运动,而稳态机械振动的影响尚缺乏系统研究。文中搭建了可同时施加高电压与机械振动的GIS缩比实验平台,研究了机—电联合作用下片形金属微粒的运动模式及其放电特性。实验结果表明,微粒的起跳—停跳特性受质量及形状影响显著,趋向正方形的颗粒起跳场强较高(0.80~1.1 kV/mm),趋向线形的颗粒起跳场强较低(0.55~0.70 kV/mm),而振动对起跳特性的影响可忽略。起跳后的微粒表现出3种典型运动模式,且随振动幅值增大运动更为剧烈。放电分析表明,微粒质量增大时,其最大视在放电量由线性关系向指数关系演变,且多个片形微粒共存时可能诱发链式击穿,导致放电脉冲密集化。研究结果揭示了稳态机械振动对片形微粒运动及放电行为的影响,为GIS内部金属微粒缺陷的评估及抑制提供了实验依据。 展开更多
关键词 机—电联合 GIS 片形金属颗粒 运动行为 放电特性
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超/特高压GIS绝缘可靠性提升研究综述 被引量：5
8
作者 陈刚 郭冲 +5 位作者 李平 冯英 葛栋 张鹏飞 黄河 许渊 《高压电器》 北大核心 2025年第6期1-15,共15页
超/特高压GIS绝缘故障率升高,严重威胁电力系统的安全稳定运行,其绝缘可靠性提升已经成为普遍关注和亟待解决的重大问题。文中从GIS放电原因与防控措施、真型试验及设计改进、缺陷识别与监测预警等方面入手,综述了超/特高压GIS绝缘可靠... 超/特高压GIS绝缘故障率升高,严重威胁电力系统的安全稳定运行,其绝缘可靠性提升已经成为普遍关注和亟待解决的重大问题。文中从GIS放电原因与防控措施、真型试验及设计改进、缺陷识别与监测预警等方面入手,综述了超/特高压GIS绝缘可靠性提升的关键措施与研究进展:产品设计方面,超/特高压GIS设计与工艺匹配度不足,未充分考虑工艺实施、运输及运行等因素,造成盆式绝缘子表面积聚异物、合闸片破损等问题;零部件制造工艺与检验方面,GIS关键组部件质量管控不严与卡脖子问题并存,常规的工频耐压、局部放电、冲击耐压等静态耐压试验可以在一定程度上检出绝缘缺陷,但对潜伏性缺陷存在检测盲区,绝缘考核的针对性和灵敏度有待提升;带电检测方面,现行的GIS局部放电在线监测策略对绝缘沿面缺陷的检出率较低,偶发性局部放电的检测往往被忽略,导致故障预警的及时性与准确性不高,采用“偶发性局部放电+X射线+高灵敏组分”相结合的检测技术可以有效提升故障预警的成功率。进一步需要推进全寿命周期异物产生与放电机理研究,深化GIS绝缘设计与微粒抑制技术,提升绝缘试验对缺陷检出的有效性,同时加快GIS关键组部件质量提升及国产化,提高GIS故障预警能力,并在此基础上构建GIS全寿命周期健康评估能力,切实提升超/特高压GIS绝缘可靠性。 展开更多
关键词 超/特高压GIS 绝缘可靠性 异物防控 试验有效性 带电检测
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GIS中SF_(6)气体泄漏分布特性有限元仿真研究
9
作者 宁子达 徐志钮 +3 位作者 赵丽娜 臧雨铼 赵丽娟 王政洋 《高压电器》 北大核心 2025年第9期24-34,共11页
为了基于红外辐射检测技术能评估设备泄漏的严重程度,文中对GIS气体泄漏进行了仿真模拟,用以研究设备泄漏相关参数与泄漏气体分布特性之间的关系。文中基于k-ε形式的湍流模型建立了GIS中SF_(6)气体泄漏的流体场有限元仿真模型,采用自... 为了基于红外辐射检测技术能评估设备泄漏的严重程度,文中对GIS气体泄漏进行了仿真模拟,用以研究设备泄漏相关参数与泄漏气体分布特性之间的关系。文中基于k-ε形式的湍流模型建立了GIS中SF_(6)气体泄漏的流体场有限元仿真模型,采用自由四面体对模型进行了剖分和求解,并研究了网格划分对仿真结果的影响,确定了合理的剖分细度。基于建立的模型,研究了不同体积、壁厚、泄漏孔径、泄漏位置和气室压力情况下泄漏气体的分布特性。结果表明该仿真模型可以有效反映GIS中SF_(6)泄漏气体的整体浓度分布情况,同时还能准确反映泄漏孔径、泄漏位置与气室压力的影响,其中不同泄漏孔径下SF_(6)泄漏气体截面积最大值与距离的关系趋向于指数函数;不同气室压力下SF_(6)泄漏气体截面积最大值与距离的关系趋向于线性函数。上述研究可以为基于红外成像检测的GIS泄漏情况分析提供参考。 展开更多
关键词 SF_(6) 气体泄漏 红外检测 有限元法 分布特性
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GIS微粒陷阱对绝缘子附近微米级粉尘的捕捉机制
10
作者 耿秋钰 刘耿延 +3 位作者 杨睿成 边亚琳 李庆民 王健 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1060-1069,共10页
气体绝缘封闭开关(gas-insulated switchgear,GIS)中会不可避免地产生微米级金属粉尘,从而导致沿面闪络等绝缘故障,而微粒陷阱是抑制金属粉尘的重要措施。为此通过搭建金属粉尘捕捉效果观测平台,对不同粒径粉尘的入陷行为进行观测,并从... 气体绝缘封闭开关(gas-insulated switchgear,GIS)中会不可避免地产生微米级金属粉尘,从而导致沿面闪络等绝缘故障,而微粒陷阱是抑制金属粉尘的重要措施。为此通过搭建金属粉尘捕捉效果观测平台,对不同粒径粉尘的入陷行为进行观测,并从多物理场受力和碰撞能量耗散2个方面分析了微粒陷阱对金属粉尘的捕捉机制。研究表明,粉尘起始运动后在粉尘与微粒陷阱间形成无微粒区域,微粒捕捉完成后,240目粉尘在陷阱内呈“阶梯状”分布,1000目粉尘集中于陷阱边缘和靠近粉尘堆的陷阱槽中;粒径越小,范德华力和气体阻力对粉尘运动的影响越显著,范德华力提高了粉尘的起始运动电压,气体阻力降低了粉尘的运动速度,随粉尘粒径减小,粉尘起始运动电压及运动至外壳底部时的速度均出现极值;微粒陷阱对粉尘的捕捉取决于陷阱对其底部电场的降低程度和陷阱内粉尘碰撞能量耗散程度,粉尘粒径较大时,碰撞恢复系数大,粉尘与陷阱碰撞次数越多越容易被捕获;粉尘粒径较小时,碰撞恢复系数近似为0,运动至陷阱后吸附于陷阱表面且无法逃逸。 展开更多
关键词 气体绝缘封闭开关 绝缘子 金属粉尘 微粒陷阱 捕捉机制
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GIS设备内部热点温度反演方法及其传感器分布影响研究
11
作者 张诗涵 陈孝信 +3 位作者 李斐然 曹航宇 罗林根 盛戈皞 《高压电器》 北大核心 2025年第10期94-105,共12页
气体绝缘金属封闭开关设备的母线温升直接影响设备的可靠性,其热点温度的推演对设备安全稳定运行具有重要意义。文中基于真型三相共筒GIS构建电磁场—流场—温度场的多物理场耦合仿真模型,搭建GIS母线温升试验平台以验证仿真模型的准确... 气体绝缘金属封闭开关设备的母线温升直接影响设备的可靠性,其热点温度的推演对设备安全稳定运行具有重要意义。文中基于真型三相共筒GIS构建电磁场—流场—温度场的多物理场耦合仿真模型,搭建GIS母线温升试验平台以验证仿真模型的准确性。在此基础上,利用机器学习算法对仿真数据进行训练并反演GIS母线内部热点温度。将温升试验中的外壳温度数据作为反演网络的输入,通过对比输出的母线反演温度值与实测值来验证反演的有效性与准确性,为基于仿真的GIS内部热故障诊断及预测提供可能。此外,还对比分析了不同外壳测温点组合的反演结果,给出了优化测温点布置方案以指导实际应用。研究结果表明,外壳轴向测温点对于内部温度反演的影响明显大于径向测温点,而轴向测温点中,上方测温点对反演准确率影响最大。该结论可进一步提高GIS运行状态监测和热故障诊断的准确性,优化测温点布局,提升检修效率。 展开更多
关键词 多物理场仿真 反向传播神经网络 GIS母线温升 有限元仿真 内部温度反演
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基于插入损耗测量的特高压GIS局部放电特高频信号传播特性研究
12
作者 徐惠 刘梦娜 +4 位作者 刘诣 刘正阳 徐丽萌 王昊天 李军浩 《高压电器》 北大核心 2025年第10期55-61,共7页
在GIS中内置特高频传感器检测局部放电是一种常规的在线监测手段,其检测可靠性会受到GIS结构与传感器布置的影响。文中采用射频分析仪和内置传感器测试了黄石站1000 kV GIS直线型、L型和T型结构的插入损耗曲线,并分别计算不同频段下的... 在GIS中内置特高频传感器检测局部放电是一种常规的在线监测手段,其检测可靠性会受到GIS结构与传感器布置的影响。文中采用射频分析仪和内置传感器测试了黄石站1000 kV GIS直线型、L型和T型结构的插入损耗曲线,并分别计算不同频段下的插入损耗平均值。结果表明,高频段的电磁波插入损耗绝对值相较于低频段降低10%~20%,在该系统中高频电磁波具有更强的辐射能力和耦合能力。GIS中T型结构和L型结构会对信号产生较高的衰减,电磁波经过一个L型结构产生的损耗为39.95 dB;经过一个T型结构产生的损耗为27.45 dB,远大于传播距离带来的损耗。最后,文中利用时域有限差分法对不同结构的GIS进行建模并计算插入损耗,其计算结果与实测数据的平均偏差均小于1%,证实实验方法及结论的可靠性。 展开更多
关键词 插入损耗 GIS 局部放电 特高频电磁波
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融合历史案例与监测数据的GIS设备智能状态评估
13
作者 周录波 田嘉鹏 王栋 《高压电器》 北大核心 2025年第9期50-57,共8页
气体绝缘组合电器(GIS)由于其出色的性能已经在电网中被广泛应用,因此为了确保电网的安全稳定运行,需要对其绝缘状态进行评估。然而,传统的GIS设备状态评估模型仅根据传感器上的局部放电数据展开分析,忽略了大量设备历史案例文本中的信... 气体绝缘组合电器(GIS)由于其出色的性能已经在电网中被广泛应用,因此为了确保电网的安全稳定运行,需要对其绝缘状态进行评估。然而,传统的GIS设备状态评估模型仅根据传感器上的局部放电数据展开分析,忽略了大量设备历史案例文本中的信息,导致模型的准确率难以提升。为此,文中提出一种结合历史案例文本的GIS智能状态评估模型。首先,利用卷积神经网络对设备近5日的局部放电数据进行分析,抽取出其局放模式特征向量。其次,利用字嵌入模型将案例文本中的字符转化为字嵌入向量,并利用长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)抽取出文本的案例特征向量。最后,将模式特征向量与案例特征向量相加,并用LSTM进行信息解析,最终获得设备的绝缘状态。在电力公司收集到的实际的样本上进行验证,文中所提算法能够有效地对设备绝缘状态进行评估,效果相比传统的模型提升了11.45%。 展开更多
关键词 局部放电 状态评估 GIS 神经网络
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特快速暂态过电压对二次侧共模干扰建模
14
作者 庞福滨 嵇建飞 +3 位作者 吴贤强 周孟夏 颜伟 许东 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第6期812-820,共9页
变电站隔离开关和断路器操作会产生特快速暂态过电压(VFTO),通过电缆传输和空间辐射两种方式干扰电力二次设备安全可靠运行.VFTO是一种包含多个频段干扰分量的暂态干扰脉冲,其干扰分量频率可达100 MHz,现有电磁干扰模型和试验标准难以描... 变电站隔离开关和断路器操作会产生特快速暂态过电压(VFTO),通过电缆传输和空间辐射两种方式干扰电力二次设备安全可靠运行.VFTO是一种包含多个频段干扰分量的暂态干扰脉冲,其干扰分量频率可达100 MHz,现有电磁干扰模型和试验标准难以描述VFTO干扰波形时频特性.为此,首先分析变电站VFTO产生机理及VFTO传输路径,提出变电站VFTO测量方法,测量隔离开关操作时电压互感器二次侧VFTO宏脉冲和微脉冲.其次,提出基于同步压缩小波变换的VFTO时频特性分析方法,得到VFTO时频二重域特性,提升了时域和频域分辨率.最后,建立基于衰减阻尼振荡波的变电站VFTO干扰模型,提出基于进化差分算法的VFTO干扰模型参数提取方法.实验结果表明:模型结果和实测结果基本一致,两者决定系数R 2为0.85,能够表征VFTO干扰波形时频特性,为VFTO抗扰度标准制定和电力设备运维提供依据. 展开更多
关键词 特快速暂态过电压 气体绝缘变电站 电压互感器二次侧 差分进化算法
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GIS外壳绝缘隔断处的过电压分析与控制措施研究 被引量：3
15
作者 张书琴 张克选 +5 位作者 骆常璐 高延峰 买小飞 陈怀亮 张垒 刘锋 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第11期181-187,共7页
运行中的气体绝缘开关设备(gas-insulated switchgear,GIS)现场操作中时有弧光放电现象的发生。现有研究对其产生的机理只是笼统地归咎于开关操作时产生的特快速暂态过电压(very fast transient over-voltage,VFTO)所引起的壳体地电位升... 运行中的气体绝缘开关设备(gas-insulated switchgear,GIS)现场操作中时有弧光放电现象的发生。现有研究对其产生的机理只是笼统地归咎于开关操作时产生的特快速暂态过电压(very fast transient over-voltage,VFTO)所引起的壳体地电位升高,并没有从理论层面进行更深层次的研究与分析。从理论上推导出了GIS开关设备分合空载母线时的瞬变电流及其时变率的数学表达式,以及由瞬变电流在GIS外壳绝缘隔断部位感生的瞬变电压计算式。对于126~1100 kV GIS,其开关设备分合操作时的充电及放电电流时变率分别高达10^(6)及10^(9)以上,如此高时变率的瞬变电流将会在GIS外壳的绝缘隔断部位感生出数值较高的瞬变电压。而分合过程中开关触头间的多次重击穿又会在绝缘隔断部位感应出数值很高的次生VFTO,致使该部位气隙击穿而产生弧光放电现象。最后,对现场出现的各种弧光放电现象也进行了简要的说明,并给出了消除弧光放电的有效措施,即缩小包含外壳绝缘隔断部位在内的回路面积可以有效降低绝缘隔断部位两侧的次生VFTO,从根本上消除弧光放电。 展开更多
关键词 绝缘隔断 弧光放电 电流时变率 感生的瞬变电压 次生的VFTO
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基于不同厂家的252 kV GIS扩建对接方法研究与分析 被引量：1
16
作者 柳如见 邓东印 +3 位作者 王祉聪 高瑞东 梁孝峰 杨远东 《高压电器》 北大核心 2025年第4期239-252,共14页
不同厂家252 kV GIS之间的扩建对接已成为变电站扩建的一个发展方向。为保证不同厂家设备的精确对接,文中总结了常见的扩建对接类型和实例,以常见的共箱母线对接类型为分析对象,提出通过结构尺寸及关键参数设计、电气性能分析、机械性... 不同厂家252 kV GIS之间的扩建对接已成为变电站扩建的一个发展方向。为保证不同厂家设备的精确对接,文中总结了常见的扩建对接类型和实例,以常见的共箱母线对接类型为分析对象,提出通过结构尺寸及关键参数设计、电气性能分析、机械性能分析、厂内结构检测和出厂试验等方法进行扩建接口的设计、验证与校核。基于前期设备接口的尺寸及关键参数,文中提出了接口壳体和导体件的计算方法、以三维软件仿真为主的装配效果验证方法、以软件分析为主的电气绝缘性能分析方法和机械性能分析方法,形成了全面的扩建接口设计分析方法。厂内尺寸检测和出厂试验结果证明,文中提出的扩建接口设计与分析方法实用性较强,符合产品设计要求,有较强的工程借鉴意义。 展开更多
关键词 GIS 扩建 对接 结构尺寸 电气性能 机械性能 出厂试验
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基于多源信息熵融合的局部放电模式识别方法
17
作者 张子豪 张林鍹 黄光攀 《现代电子技术》 北大核心 2025年第12期96-104,共9页
局部放电与气体绝缘开关设备(GIS)的绝缘劣化程度密切相关,准确识别局部放电的类型对保障电网的安全运行具有重要意义。针对单一图谱识别模式在局部放电模式识别任务中的局限性,提出一种多源信息熵融合的局部放电识别方法。首先,搭建GIS... 局部放电与气体绝缘开关设备(GIS)的绝缘劣化程度密切相关,准确识别局部放电的类型对保障电网的安全运行具有重要意义。针对单一图谱识别模式在局部放电模式识别任务中的局限性,提出一种多源信息熵融合的局部放电识别方法。首先,搭建GIS中5种典型的局部放电缺陷模型,并通过实验采集PRPD图谱数据与PRPS图谱数据;其次,使用深度残差网络提取2种图谱特征,训练最优的网络模型;再次,使用测试集输入至残差网络中得到的Softmax输出概率值计算信息熵,赋予每个分类器不同的权值;最后,通过信息熵决策融合的方法得到最终的分类结果。实验结果表明:相较于单一图谱识别模式,所提方法的准确率得到明显提升,达到了98.4%;对于现场真实数据,该方法的识别准确率能达到90%以上,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 局部放电 气体绝缘开关设备 图谱数据 信息熵 深度残差网络 决策融合
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交流电压频率对GIS绝缘子内部气隙局部放电特性的影响
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作者 赵琳 顾刘欢 +3 位作者 金涌涛 邵先军 郭广怀 唐志国 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第2期126-135,共10页
柔性低频交流输电在中远距离海上风电送出中具有优势,但工频下广泛应用的局部放电带电检测技术面临着无法直接在低频输变电设备上应用的问题。为此,以GIS绝缘子内部气隙缺陷为研究对象,首先理论分析了频率对绝缘材料介电常数及电导特性... 柔性低频交流输电在中远距离海上风电送出中具有优势,但工频下广泛应用的局部放电带电检测技术面临着无法直接在低频输变电设备上应用的问题。为此,以GIS绝缘子内部气隙缺陷为研究对象,首先理论分析了频率对绝缘材料介电常数及电导特性的影响,其次在经典三电容模型基础上仿真研究了不同频率下绝缘内部气隙局部放电特征的差异,最后采用特高频法开展了20~100 Hz范围内的气隙局部放电试验研究。结果表明:随着频率的降低,环氧树脂材料的介电常数略有增加,介质损耗角正切tanδ减小,环氧树脂的电导下降,由此引起气隙缺陷部位电场略有上升和电容时间常数的增大,导致相较于工频,低频20 Hz下起始局放电压有所升高,每周期平均脉冲重复率下降20%;同一电压等级下,低频下PRPD图谱形状、幅值分布范围无明显变化,工频下的PRPD图谱经频率归一化后可作为低频下气隙放电的诊断依据。研究结果可为低频输变电设备的局放检测和诊断提供参考。 展开更多
关键词 低频交流输电 气隙缺陷 三电容模型 材料电气特性 统计参数 局部放电图谱
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基于多模态组合振动图像与堆叠稀疏自编码器的GIS设备机械缺陷诊断方法 被引量：1
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作者 李滢 郝建 +3 位作者 丁屹林 李旭 刘清松 钟尧 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期753-765,共13页
气体绝缘金属封闭开关(gas insulated metal enclosed switchgear,GIS)设备机械缺陷已成为电网安全的重要隐患,针对现有缺陷诊断方法特征信息有限导致的准确率不足问题,结合深度学习思想,提出了一种基于多模态组合振动图像与堆叠稀疏自... 气体绝缘金属封闭开关(gas insulated metal enclosed switchgear,GIS)设备机械缺陷已成为电网安全的重要隐患,针对现有缺陷诊断方法特征信息有限导致的准确率不足问题,结合深度学习思想,提出了一种基于多模态组合振动图像与堆叠稀疏自编码器的GIS机械缺陷诊断方法。首先,采用变分模态分解算法获取GIS原始振动信号的模态频谱分量,构建多模态组合的振动信息图像;然后,采用支持向量机构建负载区分模型,并提出双层分类结构的堆叠稀疏自编码器(double classifier-stacked sparse autoencoder,DC-SSAE)建立大范围电流下机械缺陷辨识与严重程度评估模型;最后,基于550 kV GIS设备机械缺陷测试平台开展不同电流下振动模拟试验,验证其有效性。结果表明:多模态组合振动图像相较传统图像特征表达效果更优,诊断模型能充分挖掘图像信息,克服了传统机器学习算法特征选择主观性;融合负载区分与缺陷匹配的DC-SSAE模型实现了GIS机械缺陷有效诊断,缺陷辨识和严重程度评估总体准确率分别达99.38%和99.44%。该文所提方法拥有良好的缺陷诊断效果,可为GIS设备安全稳定运行提供有力技术支撑。 展开更多
关键词 GIS设备 机械缺陷 深度学习 故障诊断 自编码器
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交流电压叠加正弦振动激励下GIS内亚毫米金属颗粒起始特性研究
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作者 牛勃 史天一 +5 位作者 刘威峰 白涛 韩旭涛 吴旭涛 李军浩 王文忠 《高压电器》 北大核心 2025年第3期96-104,共9页
气体绝缘组合电器(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)设备产生的金属颗粒以螺丝、触头等金属部件摩擦产生的微米级到亚毫米级金属屑为主,且在设备运行过程中除了电场外,还会受到运行中正弦稳态激励作用。为此搭建了交流电... 气体绝缘组合电器(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)设备产生的金属颗粒以螺丝、触头等金属部件摩擦产生的微米级到亚毫米级金属屑为主,且在设备运行过程中除了电场外,还会受到运行中正弦稳态激励作用。为此搭建了交流电压叠加正弦振动激励试验平台,对比研究了不同粒径亚毫米金属颗粒在交流电压单独作用下和交流电压叠加正弦振动激励下的起始运动特性和放电特性。研究结果表明,亚毫米金属颗粒起始阶段运动分为初次起跳和稳定跳动两个阶段,初次起跳表现为单个颗粒的小幅、快速运动,进入稳定跳动阶段前的起跳过程分为初次跃起、再次起跳、碰撞带动和自持跳动等4个阶段。亚毫米金属颗粒粒径对起始特性影响显著,随粒径减小初次起跳电压、稳定跳动电压和熄灭电压先降低后升高。与交流电压工况相比,叠加正弦振动激励后初次起跳电压、稳定跳动电压和熄灭电压均有不同程度下降。通过脉冲电流法和超声波法研究起始阶段的放电特性,结果表明正弦振动激励能显著降低PDIV,进而减弱初始阶段的局部放电强度。 展开更多
关键词 交流电压 正弦振动激励 亚毫米金属颗粒 起始特性
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