特高压换流站气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)抗震性能提升方法研究

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作者 王电处 余荣兴 +1 位作者 李浩丹 张涵 《高压电器》 北大核心 2025年第4期120-129,138,共11页

随着气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)在特高压换流电站中的广泛应用,地震对其结构安全的影响备受关注。文中基于精细化有限元模型,分析了GIL在地震作用下的响应特征,并针对抗震薄弱点提出了针对性的性能提升方法。研究表明,GIL的主要薄... 随着气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)在特高压换流电站中的广泛应用,地震对其结构安全的影响备受关注。文中基于精细化有限元模型,分析了GIL在地震作用下的响应特征,并针对抗震薄弱点提出了针对性的性能提升方法。研究表明,GIL的主要薄弱点位于竖向转角处,存在外壳强度破坏和内部导体接头拔出破坏两种模式。此外,支架的动力放大效应显著,加速度放大系数通常超过2.0,但支架的动力放大作用并非唯一决定GIL抗震性能的因素。通过提高支架的基频和固定支架与外壳的连接方式,能够有效降低内部导体的相对位移峰值和外壳的应力峰值,从而显著提升整体抗震性能。加固措施可使GIL在峰值地面加速度(PGA)大于0.4g时的地震易损性降低50%以上。文中为GIL抗震性能的提升提供了理论依据和实践指导。 展开更多

关键词 气体绝缘金属封闭输电线路(gil) 抗震性能 有限元分析 支架加固 地震易损性

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多点输入下550 kV气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)抗震性能研究

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作者 张拓 李彬彬 +3 位作者 王社良 徐卫锋 刘博 杨玟 《高压电器》 北大核心 2025年第7期234-244,共11页

为研究气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)地震响应规律,对某550 kV GIL管道单元进行了地震模拟振动台试验及有限元分析,并基于试验验证的GIL管道单元模型建立了全站域下的部分GIL有限元模型,研究其在多点输入下的抗震性能。研究结果表明:... 为研究气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)地震响应规律,对某550 kV GIL管道单元进行了地震模拟振动台试验及有限元分析,并基于试验验证的GIL管道单元模型建立了全站域下的部分GIL有限元模型,研究其在多点输入下的抗震性能。研究结果表明:试验及有限元分析下三支柱绝缘子的安全系数均最小,为GIL的薄弱部位;GIL管道单元有限元分析结果与振动台试验结果吻合较好,模态分析、加速度响应峰值、VonMise应力的最大误差分别为8.5%、8%、12%,表明建立的有限元模型及参数设置较为合理;YZ二维多点输入下GIL关键部位的应力响应均大于一致输入,且位移峰值响应比一致输入时增加了31%,因此,在GIL抗震设计中应考虑多点输入的影响;三维多点输入下(150 m/s)GIL关键部位的地震响应相比YZ二维多点输入最大仅增加了6.4%,增加幅度较小,因此在工程设计时,仅考虑二维多点输入能满足工程计算要求。 展开更多

关键词 气体绝缘封闭金属输电线路(gil) 振动台试验 多点输入 行波效应 有限元分析

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适用于声源定位的气体绝缘输电线路超声导波传播特性研究 被引量：5

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作者 杜志叶 郝兆扬 +2 位作者 赵鹏飞 王恒 郝乾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期852-862,共11页

基于到达时间差(TDOA)的声源定位方法是当前气体绝缘输电线路(GIL)故障定位的主要方式,声波在GIL结构上的传输特性深刻影响着定位结果的准确性。为进一步提升故障定位精度,该文提出了考虑导波频散与多模态特性的GIL壳体声传输分析模型,... 基于到达时间差(TDOA)的声源定位方法是当前气体绝缘输电线路(GIL)故障定位的主要方式,声波在GIL结构上的传输特性深刻影响着定位结果的准确性。为进一步提升故障定位精度,该文提出了考虑导波频散与多模态特性的GIL壳体声传输分析模型,以典型220 kV GIL管段为研究对象,建立声波传输有限元模型,研究了导波特性对故障定位的影响,确定了适用于故障定位的超声导波模态以及GIL非直管结构对该模态导波的衰减与时延量,通过现场定位试验验证了分析模型的可行性,为GIL声源故障定位系统的传感器配置与定位阈值设置提供了计算依据。结果表明,在20~60 kHz频带内,F(1,1)模态导波具有能量高、波形形状稳定、抗干扰能力强等特点,使用该模态导波进行故障定位精度较高。GIL非直管结构会对F(1,1)模态导波造成较大的幅值衰减与一定程度的时延,在故障定位中考虑非直管结构衰减与时延影响可以使定位误差降低60%以上。 展开更多

关键词 气体绝缘输电线路(gil) 故障定位 到达时间差(TDOA) 超声导波 传播特性

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气体绝缘输电管道微粒陷阱设计技术研究进展 被引量：22

4

作者 李庆民 常亚楠 +3 位作者 王健 胡琦 王靖瑞 郭瑞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4182-4193,共12页

金属微粒是威胁气体绝缘输电管道(GIL)设备绝缘性能的主要因素之一,微粒陷阱作为抑制GIL内微粒的重要措施,其设计技术是GIL的关键技术之一。该文对GIL微粒陷阱设计技术研究进展进行梳理,首先简要介绍了GIL微粒陷阱的发展历程,并对已有的... 金属微粒是威胁气体绝缘输电管道(GIL)设备绝缘性能的主要因素之一,微粒陷阱作为抑制GIL内微粒的重要措施,其设计技术是GIL的关键技术之一。该文对GIL微粒陷阱设计技术研究进展进行梳理,首先简要介绍了GIL微粒陷阱的发展历程,并对已有的GIL微粒陷阱设计方法进行归纳总结;然后概述了GIL内金属微粒的运动特性,重点对比了交、直流电压下金属微粒运动特性的差异性,并进一步分析了交、直流GIL中微粒陷阱的捕捉机制,提出了相应的设计原则;此外介绍了微粒陷阱参数优化与布置策略等关键设计技术,提出了通过建立微粒运动轨迹计算模型分析陷阱捕捉效果的方法,获得陷阱优化参数与最佳布置位置;最后归纳了微粒陷阱设计仍需解决的关键问题。这些研究成果的总结可为GIL内部微粒陷阱设计提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 气体绝缘输电管道 金属微粒 微粒陷阱 设计优化 布置策略

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GIL三支柱绝缘子表面电荷积聚特性

5

作者 黎卫国 张长虹 +3 位作者 杨旭 李明洋 齐波 高春嘉 《高压电器》 北大核心 2025年第1期189-196,共8页

表面电荷积聚特性主要集中在平板试样、盆式绝缘子,对GIL设备用三支柱绝缘子表面电荷积聚特性鲜有报道。文中以实际550 kV GIL三支柱绝缘子为试品,建立三支柱绝缘子三维测量试验平台,采用电容探头法,改变电压幅值、加压时间、粗糙度,试... 表面电荷积聚特性主要集中在平板试样、盆式绝缘子,对GIL设备用三支柱绝缘子表面电荷积聚特性鲜有报道。文中以实际550 kV GIL三支柱绝缘子为试品,建立三支柱绝缘子三维测量试验平台,采用电容探头法,改变电压幅值、加压时间、粗糙度,试验获取三支柱绝缘子表面电荷积聚规律。结果表明:交流电压作用下GIL三支柱绝缘子支柱区域积聚的电荷密度较小,而腹部区域积聚的电荷密度较大;提高试验电压幅值、延长试验电压作用时间、增大支柱绝缘子表面粗糙度,均可增加GIL三支柱绝缘子表面电荷密度;一定条件下,交流电压下随着表面电荷的积聚,500 kV三支柱绝缘子沿面闪络电压减小约9.6%。文中研究可为GIL设备三支柱绝缘子设计优化及设备运维提供一种解决问题的思路。 展开更多

关键词 气体绝缘金属封闭输电线路(gil) 交流电压 三支柱绝缘子 表面电荷 积聚特性 分布特性

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金属微粒对直流GIL盆式绝缘子电场的影响

6

作者 尉元龙 何柏娜 +3 位作者 崔荣喜 代维汉 张东进 王硕 《电力工程技术》 北大核心 2025年第5期198-207,共10页

针对直流气体绝缘输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)内部发生金属微粒污染时,金属微粒易附着在盆式绝缘子表面,威胁设备安全运行的问题。文中建立一种直流GIL电场仿真模型,结合直流GIL运行工况,选取毫米级金属微粒,综合考... 针对直流气体绝缘输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)内部发生金属微粒污染时,金属微粒易附着在盆式绝缘子表面,威胁设备安全运行的问题。文中建立一种直流GIL电场仿真模型,结合直流GIL运行工况,选取毫米级金属微粒,综合考虑微粒尺寸、形态、附着位置以及多微粒聚集等因素,分析金属微粒缺陷对盆式绝缘子表面电场分布的影响。结果表明:单个微粒附着于绝缘子表面会导致电场强度超过安全阈值;毫米级微粒尺寸对电场畸变的影响存在边界递减效应;微粒附着位置的电势、曲率大小与绝缘子表面电场畸变程度呈正相关;当微粒为锥形、线形等不规则形状或者微粒呈纵向聚集时,绝缘子表面电场畸变程度急剧增大;在电压极性反转工况下,金属微粒附近电场畸变更为严重。 展开更多

关键词 气体绝缘输电线路(gil) 金属微粒 盆式绝缘子 毫米级微粒 电场畸变 电压极性反转

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运行工况下特高压GIL三支柱绝缘子机械应力分布仿真研究

7

作者 王亚祥 刘松涛 +4 位作者 蔡玉龙 王雨帆 袁端鹏 王明洋 李进 《高压电器》 北大核心 2025年第6期85-91,共7页

三支柱绝缘子是超/特高压气体绝缘输电管道(GIL)的关键绝缘支撑部件,其机械可靠性直接关系到GIL运行安全。文中考虑受热膨胀、电磁振动以及导杆偏转等工况,系统研究了1100 kV GIL中三支柱绝缘子主应力分布与机械可靠性。主要结论如下:... 三支柱绝缘子是超/特高压气体绝缘输电管道(GIL)的关键绝缘支撑部件,其机械可靠性直接关系到GIL运行安全。文中考虑受热膨胀、电磁振动以及导杆偏转等工况,系统研究了1100 kV GIL中三支柱绝缘子主应力分布与机械可靠性。主要结论如下:无负载电流下三支柱绝缘子最大拉应力与压应力分别位于下支腿及支腿/嵌件边界处,分别为2.37 MPa与9.02 MPa;综合考虑热膨胀与管道振动影响后发现拉应力集中于绝缘子腹部与下支腿复合边界处,最大值为16.6 MPa;因装配误差造成导杆偏转时,在与偏转位移相反方向的支腿边界处拉应力集中程度加剧。上述研究结果有望为提高超特高压三支柱绝缘子运行可靠性提供理论支撑。 展开更多

关键词 气体绝缘输电管道 三支柱绝缘子 多物理场 机械应力

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特高压换流站气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)地震响应分析 被引量：11

8

作者 李晓璇 卿东生 +1 位作者 刘匀 谢强 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3650-3656,共7页

为研究特高压换流站气体绝缘金属封闭输电线路的抗震性能,以某特高压换流站550 kV交流滤波器的进线气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)为研究对象,考虑不同类型支架对GIL外壳的约束作用、GIL内部三支柱绝缘子与GIL外壳不同类型连接以及GIL... 为研究特高压换流站气体绝缘金属封闭输电线路的抗震性能,以某特高压换流站550 kV交流滤波器的进线气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)为研究对象,考虑不同类型支架对GIL外壳的约束作用、GIL内部三支柱绝缘子与GIL外壳不同类型连接以及GIL内部导体接头处的滑移等,建立由内导体、三支柱绝缘子、外壳以及支架组成的GIL精细化有限元模型,在三向地震动输入情况下进行时程响应分析,研究GIL–支架体系的地震响应特征及抗震薄弱位置。结果表明:不同高度处活动支架沿管道轴向的平均加速度放大系数均超过2;八度罕遇地震作用下,GIL内部导体接头处位移超出48 mm限值且外壳平均应力峰值响应超出容许应力值;在九度罕遇地震作用下,GIL内导体平均应力响应超出容许应力值。GIL的抗震薄弱位置为竖向转角处的内导体接头及外壳。在设计时,应重点关注活动支架的动力放大作用,控制GIL内导体接头的位移和外壳的应力响应。 展开更多

关键词 气体绝缘金属封闭输电线路(gil) 有限元 动力特性 地震响应 动力放大系数

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特高压GIL绝缘子用微米氧化铝-氧化硅共混环氧复合材料的性能研究 被引量：7

9

作者 刘鹏 袁航 +5 位作者 朱思佳 赵惠军 闫爽 吴泽华 彭宗仁 王浩然 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第2期29-37,共9页

特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)电压等级高、输送容量大,对绝缘子耐受电、热、力综合作用能力的要求更高。本研究通过分别掺杂微米级氧化铝、氧化硅和氧化铝-氧化硅共混填料的方式制备了环氧复合材料,对共混体系力学、热学和电气... 特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)电压等级高、输送容量大,对绝缘子耐受电、热、力综合作用能力的要求更高。本研究通过分别掺杂微米级氧化铝、氧化硅和氧化铝-氧化硅共混填料的方式制备了环氧复合材料,对共混体系力学、热学和电气性能等进行测试分析。结果表明:随着氧化铝填料体积占比的提高,复合材料的综合力学性能提升,微米氧化铝/环氧复合材料综合力学性能最佳。掺杂两种填料有助于提升共混体系的导热和耐电弧性能,但会略微降低玻璃化转变温度和增大热膨胀系数,当氧化铝和氧化硅填料体积比为1∶1时,复合材料的耐电弧时间可达186.63 s,导热系数可达1.198 W/(m·K)。随着氧化硅填料体积占比提高,环氧复合材料的介电常数减小,电气强度升高,体积电阻率增大,介质损耗减小。微米氧化硅/环氧复合材料工频电气强度最高,可达36.63 kV/mm。 展开更多

关键词 气体绝缘金属封闭输电线路(gil) 氧化铝 氧化硅 环氧树脂 力学性能 热学性能 介电性能

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世界最长气体绝缘特高压输电线路——苏通GIL综合管廊工程投运

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《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第10期1727-1727,共1页

2019年9月26日,有着“万里长江第一廊”之称、盘踞于长江江底的一条电力“蛟龙”——苏通GIL综合管廊工程正式投运。这标志着华东特高压交流双环网正式形成,对支撑区域电力供应,改善能源供给侧结构,促进地区经济、环境、社会可持续发展... 2019年9月26日,有着“万里长江第一廊”之称、盘踞于长江江底的一条电力“蛟龙”——苏通GIL综合管廊工程正式投运。这标志着华东特高压交流双环网正式形成,对支撑区域电力供应,改善能源供给侧结构,促进地区经济、环境、社会可持续发展都有着重要意义。GIL是气体绝缘金属封闭输电线路的简称,它将高压载流导体封闭于金属壳体内,注入绝缘性能远远优于空气的SF6气体,极大地压缩了输电线路的空间尺寸,实现高度紧凑化、小型化设计,成为替代架空输电线路的紧凑型输电解决方案。这是我国在特高压交流输电领域取得的又一个重大技术成果。 展开更多

关键词 气体绝缘金属封闭输电线路 特高压输电线路 综合管廊 gil 投运 工程 特高压交流输电 社会可持续发展

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基于几何形状及表面介电分布的GIL三支柱绝缘子优化设计

11

作者 陈圣 徐博文 +6 位作者 庚振新 林莘 张佳 王永奇 李爽 毕海涛 田阳 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期27-34,共8页

针对三支柱绝缘子及嵌件表面电场集中分布的问题进行调控,提出了基于有限元模型(finite element model,FEM)结合进化算法(evolutionary algorithm,EA)的几何-介电联合优化方法。首先建立了气体绝缘输电管道(gas insulated line,GIL)三... 针对三支柱绝缘子及嵌件表面电场集中分布的问题进行调控,提出了基于有限元模型(finite element model,FEM)结合进化算法(evolutionary algorithm,EA)的几何-介电联合优化方法。首先建立了气体绝缘输电管道(gas insulated line,GIL)三支柱绝缘子的几何及表面介电参数化模型,以绝缘子表面切向场强最大值Et-max、切向场强不均匀系数Ft、嵌件表面法向场强最大值Ei-max为优化目标量,应用进化算法循环调用FEM进行几何-介电优化计算。优化结果与优化前相比:Et-max从11.3 kV/mm降至9.47 kV/mm,Ft从1.56降至1.34,Ei-max从31.9 kV/mm降至13.4 kV/mm;三支柱绝缘子优化后的几何形状具有哑铃型的特点,增大了沿面距离,整体轮廓呈曲率更大的圆弧形,优化后的表面介电梯度呈“勺型曲线”分布。优化设计的结果可为后续制造三支柱绝缘子提供参考,对于其他高压设备及部件的优化问题同样可采用该优化方法。 展开更多

关键词 气体绝缘封闭输电管道 三支柱绝缘子 非均匀介电涂层 几何优化 电场分布

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800kV气体绝缘金属封闭输电线路及竖井安装 被引量：16

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作者 马仲鸣 李六零 +1 位作者 Gary Bowman Mel Hopkins 《中国电力》 CSCD 北大核心 2008年第8期44-47,共4页

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)因其传输容量大、可靠性高、电磁兼容性好等优点,正在广泛地应用于核电站、城市输电和大型水电站等场合。对于500kV及以上电压等级,1回GIL的输送容量相当于同电压等级的交链聚乙烯(XLPE)电缆两三回的输送... 气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)因其传输容量大、可靠性高、电磁兼容性好等优点,正在广泛地应用于核电站、城市输电和大型水电站等场合。对于500kV及以上电压等级,1回GIL的输送容量相当于同电压等级的交链聚乙烯(XLPE)电缆两三回的输送容量。对拉西瓦水电站800kV GIL的结构、设计、制造及安装调试等特殊问题进行了介绍。特别对高海拔(2450m)、高落差(207m)场合(例如竖井中)安装GIL,给出了一些建议。对比发现,GIL与传统的电缆及全封闭组合电器(GIS)母线相比,在可靠性及经济性上有一定的优越性。 展开更多

关键词 气体绝缘金属封闭输电线路(gil) 竖井安装 拉西瓦水电站

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220 kV三相共箱GIL振动响应与结构优化

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作者 张旭 鲁杰 +1 位作者 张潮海 陈晓鸣 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第11期4503-4513,I0032,共12页

针对气体绝缘输电线路(gas insulated transmission lines,GIL)在运行过程中出现的长期微振动问题,研究其振动响应与结构优化对提高设备可靠性和安全性具有重要意义。以220 kV三相共箱GIL为例,通过理论计算结合有限元策略确定GIL电磁力... 针对气体绝缘输电线路(gas insulated transmission lines,GIL)在运行过程中出现的长期微振动问题,研究其振动响应与结构优化对提高设备可靠性和安全性具有重要意义。以220 kV三相共箱GIL为例,通过理论计算结合有限元策略确定GIL电磁力激励频率;通过模态分析与结合有效质量指标获取GIL固有频率和薄弱部件,确定优化目标;通过谐响应分析结合电磁力共振问题,以薄弱部件参数为变量,研究GIL振动响应规律。结果表明:正常工况下,GIL导体和外壳承受100 Hz电磁力,且X、Y方向分量近似正弦变化。模态分析结果表明,绝缘子与导体为GIL的薄弱部件;振动响应分析结果表明,12 m GIL振动响应与绝缘子间距成反比,当间距为5 m时,振动响应最小。优化设计表明,建议10~12 m GIL设3支撑,7~9 m设2支撑,7 m以下设1支撑;此外,GIL振动响应与导体厚度成反比,厚度12 mm时振动响应最小。结果可为GIL振动特性研究、结构优化设计与运维评估提供一定理论指导。 展开更多

关键词 气体绝缘输电线路(gil) 振动响应 模态分析 薄弱部件 电磁力 结构优化

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直流管道输电绝缘关键技术专题特约主编寄语

14

作者 李庆民 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期4647-4648,共2页

高压直流输电（HVDC）具有运行损耗小、输电调节快、输送容量大等优异特性，为我国的远距离能源输送提供了技术途径。但与此同时，由于土地资源日益稀缺，加之来自生态环境保护的巨大压力以及特殊地理区域的空间限制，以架空线路为主的... 高压直流输电（HVDC）具有运行损耗小、输电调节快、输送容量大等优异特性，为我国的远距离能源输送提供了技术途径。但与此同时，由于土地资源日益稀缺，加之来自生态环境保护的巨大压力以及特殊地理区域的空间限制，以架空线路为主的传统电力传输通道也面临严峻的现实挑战。为支撑我国当前和未来的大规模电能输送需求，在输电通道方面亟需解决三个关键问题：①当前超特高压输电线路的走廊紧缺与空间限制问题，如复杂地理环境的大容量水电送出，大都市的电力集中接入，以及线路愈加频繁地跨江跨河等；②解决分布式能源的就地输送问题，如将离海岸的大规模风电送出，以及向孤立的岛屿及海上平台供电等；③面向“十三五”电力规划以及未来直流电网发展蓝图，须构建大容量、高可靠性、环境协调友好的电能传输通道。直流输电迫切需要建立一种新的电能传输模式，以解决容量、可靠性、占地、走廊、环保等多种束缚瓶颈，为此，直流气体绝缘输电线路（Gas Insulated transmission Lines,GIL）应运而生，愈加受到学术界和工业界的普遍重视。 展开更多

关键词 高压直流输电 技术 电绝缘 气体绝缘输电线路 特高压输电线路 主编 专题 管道

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考虑非弹性随机碰撞与SF_6/N_2混合气体影响的直流GIL球形金属微粒运动行为研究 被引量：54

15

作者 王健 李庆民 +1 位作者 李伯涛 陈超 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第15期3971-3978,共8页

针对直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission line,GIL)金属微粒污染物问题,研究球形金属微粒在其中的运动行为,采用贴合实际情境的同轴圆柱电极结构,建立直流GIL内球形金属微粒运动模型:纳入SF6/N2... 针对直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission line,GIL)金属微粒污染物问题,研究球形金属微粒在其中的运动行为,采用贴合实际情境的同轴圆柱电极结构,建立直流GIL内球形金属微粒运动模型:纳入SF6/N2混合气体动力学参数,利用流体力学理论分析微粒运动过程中混合气体阻力的影响;同时考虑金属表面粗糙度影响,利用弹性力学中的碰撞理论分析金属微粒与导体及外壳的非弹性随机碰撞,实验结果验证了模型计算的可靠性。利用模型对微粒运动轨迹进行仿真分析,并根据微粒运动的分布情况提出微粒活跃度的概念,研究表明:微粒在导体与外壳间的谐振频率与微粒半径、SF6占比、绝缘气压呈负相关;微粒活跃度与随机反射角、电压幅值呈正相关,而随着微粒半径变化存在极大值。 展开更多

关键词 直流气体绝缘金属封闭输电线路(gil) 金属微粒 非弹性随机碰撞 SF6/N2混合气体 谐振频率 微粒活跃度

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缺陷对交流1100kV GIL三支柱绝缘子电场分布影响的仿真 被引量：21

16

作者 刘鹏 吴泽华 +3 位作者 朱思佳 徐家忠 刘庆东 彭宗仁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期469-478,共10页

缺陷及导电微粒会严重畸变气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)用三支柱绝缘子的电场分布,甚至引发击穿、放电故障。该文分析特高压(UHV)GIL内可能存在的缺陷及来源,应用有限元仿真软件COMSOL研究了界面缺陷、内部气泡和导电颗粒对三支柱绝... 缺陷及导电微粒会严重畸变气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)用三支柱绝缘子的电场分布,甚至引发击穿、放电故障。该文分析特高压(UHV)GIL内可能存在的缺陷及来源,应用有限元仿真软件COMSOL研究了界面缺陷、内部气泡和导电颗粒对三支柱绝缘子电场分布的影响。结果表明,嵌件界面剥离和中心导体气隙对绝缘子电场分布有着相似的影响规律,其延伸长度越长,缺陷宽度越窄,则绝缘子表面最大电场强度越高。内部气泡对电场分布的影响与尺寸基本无关,但与其位置相关,越靠近金属嵌件对电场的影响越严重。附着导电颗粒会显著增强周围电场,其尺寸越大、电场畸变的范围越大,但对最大电场强度值影响较小;悬浮导电颗粒的尺寸越大,距离三支柱绝缘子表面的垂直距离越小,在三支柱绝缘子表面引发的电场畸变越严重;电场强度最大值随着导电颗粒靠近绝缘子腹部中心而增大。此外,所研究的几类缺陷中,附着导电颗粒对三支柱绝缘的危害最大,其次为界面缺陷。 展开更多

关键词 特高压(UHV) 气体绝缘金属封闭输电线路(gil) 三支柱绝缘子 界面缺陷 内部气泡 导电颗粒

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环保绝缘气体介电强度预测方法评估 被引量：3

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作者 周文俊 邱睿 +1 位作者 郑宇 Pascal Brault 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期214-221,共8页

为明确各类气体介电强度预测方法的准确性,基于9种气体(N_(2)、CO_(2)、N_(2)O、CF_(4)、SO_(2)F_(2)、c-C_(4)F_(8)、C_(3)F_(8)、C_5F_(10O)和C_(4)F_(7)N)在50 Hz工频交流电场下测得的相对介电强度对5种预测方法进行了评估。结果表明... 为明确各类气体介电强度预测方法的准确性,基于9种气体(N_(2)、CO_(2)、N_(2)O、CF_(4)、SO_(2)F_(2)、c-C_(4)F_(8)、C_(3)F_(8)、C_5F_(10O)和C_(4)F_(7)N)在50 Hz工频交流电场下测得的相对介电强度对5种预测方法进行了评估。结果表明,各方法预测准确性与其给出的可决系数R~2不一致。这主要与其使用的样本数据测试条件不统一、同一气体的相对介电强度不一致有关。当修正上述问题后,各方法准确性得到提升,并与其R~2相符。分子参数的丰富和放电理论的介入可使预测方法准确性提升。使用样本外气体进行验证的方法,其预测结果在修正前后都具有较高的准确性;使用基团贡献法的预测方法也具有上述特性。通过上述评估结果可知,样本中的气体数据需在统一条件下获得,并根据试验条件和样本分子特征确定预测方法的适用范围。放电理论、分子几何特征和新分子参数的引入有助于提高预测模型的准确性。模型验证和基团贡献法可提高预测方法对样本数据的包容性。 展开更多

关键词 环保绝缘气体 介电强度预测 构效关系(QSPR) 气体绝缘输电管道(gil)

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直流GIL中盆式绝缘子表面电荷分布特性研究 被引量：20

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作者 薛建议 王涵 +5 位作者 李科峰 樊晓锋 刘翔宇 刘彦琴 邓军波 张冠军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期6164-6172,共9页

绝缘材料的表面电荷是诱发沿面闪络的重要原因。为了研究气体绝缘输电线路（gasinsulatedmetal-enclosed transmissionline,GIL）中盆式绝缘子表面电荷的积聚特性,搭建了一套高气压下绝缘材料表面电荷实验与测量系统,实现了密闭腔体内... 绝缘材料的表面电荷是诱发沿面闪络的重要原因。为了研究气体绝缘输电线路（gasinsulatedmetal-enclosed transmissionline,GIL）中盆式绝缘子表面电荷的积聚特性,搭建了一套高气压下绝缘材料表面电荷实验与测量系统,实现了密闭腔体内绝缘子表面电位的全自动测量。所设计的同轴圆柱电极结构模拟了实际的GIL,用静电探头法测量了直流电压下0.5MPaSF6气体中缩比型盆式绝缘子表面电位分布。根据表面电位分布,应用高分辨率的电荷反演算法计算了绝缘子表面实际的电荷密度分布,算法中考虑了静电探头的影响。实验结果表明,表面电荷分布可分为两类不同的形态,第一类为沿中心电极对称分布的同极性电荷,第二类为条纹状分布的异极性电荷以及点状分布的单极性电荷。分析认为气体电导、绝缘子表面电导以及绝缘子体积电导分别对不同形态的电荷分布起主导作用。表面粗糙处理可以抑制第二类电荷积聚,无法抑制第一类电荷积聚,研究结果可为直流GIL的设计优化提供参考依据。 展开更多

关键词 气体绝缘输电线路(gil) 直流电压 反演算法 静电探头 电荷积聚 电荷分布形态

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操作冲击电压下C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体252kV GIL间隙及沿面放电特性 被引量：12

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作者 郑忠波 陈楠 +2 位作者 李志闯 李强 丁卫东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期3055-3062,共8页

C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体作为有望在高电压等级气体绝缘输电管道(GIL)中替代SF_(6)的环保绝缘气体被广泛研究。在高电压等级下,操作冲击电压下的介质绝缘特性成为绝缘配合中无法忽略的重要因素,然而现阶段操作冲击电压下C_(4)F_(7)N/... C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体作为有望在高电压等级气体绝缘输电管道(GIL)中替代SF_(6)的环保绝缘气体被广泛研究。在高电压等级下,操作冲击电压下的介质绝缘特性成为绝缘配合中无法忽略的重要因素,然而现阶段操作冲击电压下C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体中间隙击穿和沿面闪络特性研究很少。该文通过实验研究操作冲击电压下C_(4)F_(7)N摩尔百分比为5%、9%、13%的C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体中252kV GIL中间隙和沿面放电特性,并与0.5MPa SF_(6)中的实验结果进行对比。结果表明,放电电压随压强及混合气体C_(4)F_(7)N摩尔百分比升高而上升;放电存在盆式绝缘子凹面侧间隙-沿面闪络和间隙击穿两种形式;0.5MPa 13%C_(4)F_(7)N/87%CO_(2)、0.6MPa 9%C_(4)F_(7)N/91%CO_(2)混合气体下沿面绝缘强度达到0.5MPa下SF_(6)绝缘强度的87%以上,而0.7MPa 9%C_(4)F_(7)N/91%CO_(2)混合气体下沿面绝缘强度已超过0.5MPa下SF_(6)的绝缘强度。 展开更多

关键词 C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体 操作冲击电压 间隙击穿 沿面闪络 252kV气体绝缘输电管道

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高压直流GIL盆式绝缘子非线性电导参数优化 被引量：33

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作者 李进 王雨帆 +4 位作者 梁虎成 杜伯学 陈允 郝留成 李天辉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期166-173,共8页

直流气体绝缘输电管道(direct current gas insulated lines,DC-GIL)电场分布受温度梯度、运行电压、金属微粒等诸多因素影响,具有非常大的不确定性,给绝缘设计和运行稳定性带来挑战。非线性电导材料能够自适应地调控直流设备电场分布,... 直流气体绝缘输电管道(direct current gas insulated lines,DC-GIL)电场分布受温度梯度、运行电压、金属微粒等诸多因素影响,具有非常大的不确定性,给绝缘设计和运行稳定性带来挑战。非线性电导材料能够自适应地调控直流设备电场分布,有望突破DC-GIL绝缘子设计瓶颈。为了兼顾电场调节作用和损耗特性,建立100 kV直流GIL仿真模型,对比研究运行工况下传统绝缘子、表层电导非线性(surface nonlinear conductivity,SNC)绝缘子和体电导非线性(bulk nonlinear conductivity,BNC)绝缘子的电场分布及损耗功率。通过分析非线性电导(nonlinear conductivity,NC)参数对气固沿面电场调控作用和损耗特性的影响规律,发现SNC绝缘子的电场畸变率先随着欧姆区电导率和非线性系数的增大而快速下降,而后趋于平稳。理想情况下,SNC绝缘子的NC参数应处于电场调节作用的"饱和临界线",且欧姆区电导率最低。而BNC绝缘子的电场调节作用仅依赖于非线性系数,降低欧姆区电导率可降低绝缘子功率损耗。缩比绝缘子实验结果证实了SNC绝缘子非线性参数直接影响DC-GIL沿面闪络电压。 展开更多

关键词 直流气体绝缘输电管道 盆式绝缘子 非线性电导 电场调控 损耗特性 参数优化

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