直流气体绝缘输电线路的绝缘设计 被引量：45

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作者 汤浩 吴广宁 +3 位作者 范建斌 李鹏 李金忠 王宁华 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期65-70,共6页

气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line,GIL)与架空线路相似但占地空间小、损耗低,在高压直流输电和特高压直流输电领域具有较大的应用空间。通过分析表面电荷和金属导电微粒对绝缘子沿面放电的影响,指出了绝缘子表面电荷... 气体绝缘输电线路(gas insulated transmission line,GIL)与架空线路相似但占地空间小、损耗低,在高压直流输电和特高压直流输电领域具有较大的应用空间。通过分析表面电荷和金属导电微粒对绝缘子沿面放电的影响,指出了绝缘子表面电荷积聚和自由金属导电微粒附着是降低直流GIL绝缘性能的重要原因。采用了使电场分布合理的方法,即半圆锥形盆式绝缘子的优化和表面电阻率阶梯分布的覆膜。设计了包括电极覆膜、微粒陷阱、驱赶电极和屏蔽环的直流GIL的绝缘结构。 展开更多

关键词 高压直流输电 气体绝缘输电线路 绝缘优化 表面电荷 导电微粒

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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

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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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直流管道输电绝缘关键技术专题特约主编寄语

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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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“高压直流电缆与管道输电先进绝缘技术”专题征稿启事

4

《广东电力》 2019年第4期131-131,共1页

高压柔性直流输电是目前解决远距离大容量输电通道和新能源规模化利用的大电网互联下的主流技术。作为构建直流电网的物理基础和关键设备,高压直流电缆与管道被认为是智能电网和未来全球能源互联网的重要组成部分,对于保障电力安全及可... 高压柔性直流输电是目前解决远距离大容量输电通道和新能源规模化利用的大电网互联下的主流技术。作为构建直流电网的物理基础和关键设备,高压直流电缆与管道被认为是智能电网和未来全球能源互联网的重要组成部分,对于保障电力安全及可持续发展具有重要的工程和战略意义。 展开更多

关键词 大容量输电 绝缘技术 直流电缆 高压 管道 征稿 柔性直流输电 能源互联网

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气体绝缘金属封闭输电线路的研究现状及应用前景 被引量：149

5

作者 齐波 张贵新 +3 位作者 李成榕 高春嘉 张博雅 陈铮铮 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1466-1473,共8页

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)由于其传输容量大、损耗小、安全性高以及环境友好等特点能够代替传统的架空线路或者电力电缆,可以用于大容量、长距离的电能传输。该研究概述了GIL设备的发展历史,介绍了GIL的特点和典型应用场合,总结了... 气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)由于其传输容量大、损耗小、安全性高以及环境友好等特点能够代替传统的架空线路或者电力电缆,可以用于大容量、长距离的电能传输。该研究概述了GIL设备的发展历史,介绍了GIL的特点和典型应用场合,总结了国内外GIL的应用现状以及关键技术问题,从制造加工和应用场合2个方面分析了GIL的发展前景。可以看出,经过40余a的发展,交流GIL设备的制造工艺日益成熟,结构更加紧凑,敷设方式更加多样,运行更加安全可靠,但受制于表面电荷积聚对绝缘性能的影响机理尚不明朗以及制造成本过高等因素,直流GIL设备的发展相对较为缓慢。随着电力行业的发展和科技的进步,未来GIL设备的研究会在绝缘件表面电荷特性、绝缘优化、新型替代气体以及低成本制造等关键技术问题方面取得突破,必将推动GIL设备获得更为广泛的应用,为我国保障电网"清洁、安全、自愈、经济、互动"的智能化运行提供必要的技术支撑。 展开更多

关键词 气体绝缘金属封闭输电线路 直流输电 表面电荷 替代气体 绝缘特性 走廊共享

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抑制直流接地极影响的管道绝缘防护措施分析 被引量：24

6

作者 孟晓波 曹方圆 +2 位作者 廖永力 李锐海 张波 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3900-3906,共7页

直流接地极单极大地回路运行时数k A的电流入地,会在地中形成大范围的电位梯度,从而导致埋地金属管道上电位过高,进而严重影响附近的油气管道安全运行。为此,利用接地仿真分析的思路,建立了管道防腐层、绝缘接头等对应的等效电路分析模... 直流接地极单极大地回路运行时数k A的电流入地,会在地中形成大范围的电位梯度,从而导致埋地金属管道上电位过高,进而严重影响附近的油气管道安全运行。为此,利用接地仿真分析的思路,建立了管道防腐层、绝缘接头等对应的等效电路分析模型,通过仿真计算,研究这2种措施对抑制直流接地极入地电流影响的效果和规律,并研究了绝缘接头的优化布置方案。研究结果表明:在绝缘防腐层电阻率已经很大的情况下,增大绝缘防腐层的电阻率或厚度对减小施加在绝缘防腐层电位的作用很小;当管道有破损点时,增强防腐层绝缘性能会增大流过破损点的电流,进而加重破损处管道的腐蚀速度;管道上加绝缘接头可明显减小绝缘防腐层承受的电压,从而大大降低管道防腐层和阴保设备面临的风险。研究结果可为抑制直流接地极入地电流对管道的影响提供参考。 展开更多

关键词 直流输电 接地极 管道 绝缘层 绝缘接头 地中电流

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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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直流均匀电场下金属微粒运动状态与识别

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作者 张彬 张周胜 +1 位作者 于瑞冬 张馨月 《电力科学与技术学报》 北大核心 2025年第1期265-273,共9页

直流气体绝缘封闭输电线路(gas insulation transmission line,GIL)中自由金属微粒在腔体内运动会严重降低气体绝缘水平,极端情况下可能造成局部放电或沿面闪络。为此,对直流均匀电场下金属微粒的运动状态及识别方法开展研究。首先,搭... 直流气体绝缘封闭输电线路(gas insulation transmission line,GIL)中自由金属微粒在腔体内运动会严重降低气体绝缘水平,极端情况下可能造成局部放电或沿面闪络。为此,对直流均匀电场下金属微粒的运动状态及识别方法开展研究。首先,搭建直流电压下金属微粒运动及超声检测实验平台,通过大量实验记录金属微粒在平行极板间的启举电压、运动轨迹和微粒运动产生的超声信号波形,实验结果表明:正极性电压下线形金属微粒会存在特殊的下极板飞萤运动状态,且线形金属微粒直径越大、长度越长越趋于发生下极板飞萤运动。随后,搭建交流脉冲局部放电实验平台,测量不同状态下金属微粒运动局部放电图谱,实验结果可以验证电晕放电是造成下极板飞萤运动状态的主要因素之一。最后,根据实验装置采集到的金属微粒运动超声信号波形进行去噪处理,提取超声信号3个特征参量并对不同微粒运动状态进行参数对比,结果表明:参数阈值法能够有效区分球形金属微粒的大小及线形金属微粒的运行状态。 展开更多

关键词 直流气体绝缘封闭输电线路 金属微粒 飞萤现象 超声检测 局部放电

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高压直流GIS中绝缘子的表面电荷积聚的研究 被引量：75

9

作者 汪沨 方志 邱毓昌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期105-109,共5页

研究绝缘子表面电荷积聚及其抑制措施,是开发用于直流输电的气体绝缘开关装置(GIS)的一项关键技术。文中设计了一种性能优良的新型电容探头,研究了外施直流电压极性、幅值和作用时间对表面电荷积聚的影响。研究表明,当外施电压的幅值和... 研究绝缘子表面电荷积聚及其抑制措施,是开发用于直流输电的气体绝缘开关装置(GIS)的一项关键技术。文中设计了一种性能优良的新型电容探头,研究了外施直流电压极性、幅值和作用时间对表面电荷积聚的影响。研究表明,当外施电压的幅值和作用时间增加时,绝缘子表面电荷密度的平均值增加,绝缘子表面电荷分布则与外施电压的极性密切相关。文中还对绝缘子表面电荷积聚的抑制措施进行了分析、讨论。 展开更多

关键词 绝缘子 高压直流 表面电荷 气体绝缘开关装置 直流输电 电压 幅值 研究 新型 极性

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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

10

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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高压直流GIL盆式绝缘子非线性电导参数优化 被引量：32

11

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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环保绝缘气体介电强度预测方法评估 被引量：3

12

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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SF_6/N_2混合气体中金属微粒对GIL盆式绝缘子表面电荷积聚特性的影响 被引量：15

13

作者 王涵 薛建议 +3 位作者 陈俊鸿 邓军波 万保权 张冠军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期4663-4671,共9页

在0.5MPa 20%SF_6/N_2混合气体中,利用静电探头和电荷反演算法测量并计算了金属微粒附着时盆式绝缘子的表面电荷分布,并研究电压类型和金属微粒长度对表面电荷分布影响。结果表明,金属微粒将加剧绝缘子表面电荷积聚并严重畸变金属微粒... 在0.5MPa 20%SF_6/N_2混合气体中,利用静电探头和电荷反演算法测量并计算了金属微粒附着时盆式绝缘子的表面电荷分布,并研究电压类型和金属微粒长度对表面电荷分布影响。结果表明,金属微粒将加剧绝缘子表面电荷积聚并严重畸变金属微粒处电场。在直流电压下绝缘子表面电荷存在三种积聚形态,即同极性电极注入电荷、金属微粒附近双极性电荷及随机分布电荷,而在雷电冲击电压下绝缘子表面仅存在金属微粒附近双极性电荷及随机分布电荷。当金属微粒超过5mm时,直流电压下注入电荷区的存在将导致金属微粒附近积聚电荷量减少,雷电冲击电压下随机分布电荷的存在也将导致金属微粒附近积聚电荷量减少。 展开更多

关键词 SF6/N2 金属微粒 表面电荷积聚 直流气体绝缘输电线路 电荷注入

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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：18

14

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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直流电压下SF6气体的沿面局部放电特性 被引量：12

15

作者 侯志强 孙善源 +2 位作者 郭若琛 庞培川 李军浩 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1649-1657,共9页

以SF6气体为绝缘介质的直流气体绝缘输电线路(gas insulated transmission lines,GIL)内部存在沿面缺陷,而局部放电信号蕴含了丰富的绝缘信息,因此针对直流电压下SF6气体沿面局部放电特性研究具有重要意义。为此以沿面模型作为试验模型... 以SF6气体为绝缘介质的直流气体绝缘输电线路(gas insulated transmission lines,GIL)内部存在沿面缺陷,而局部放电信号蕴含了丰富的绝缘信息,因此针对直流电压下SF6气体沿面局部放电特性研究具有重要意义。为此以沿面模型作为试验模型,搭建直流高压试验平台,利用脉冲电流法对直流电场下SF6气体沿面放电过程中放电信号进行了统计,分析并提取沿面放电统计特征图谱的多个典型特征参数,研究局部放电起始特性与放电发展特性。研究表明:压强在0.1~0.6 MPa范围内,起始放电电压(partial discharge inception voltage,PDIV)具有极性效应,负极性PDIV更低,PDIV随着气压的增大而提高,PDIV对气压的敏感度随气压的升高而降低,放电稳定性随着气压的升高先降低后提高;当压强相同时,随着外施电压的提高,促进沿面放电发展,平均放电量和最大放电量不断增大,放电重复频率先升高后降低。根据放电特性的不同,将沿面放电过程分为4个阶段:初始电子主导放电阶段、电子崩主导放电阶段、流注发展阶段和临界击穿阶段;当外施场强一定时,提高压强会明显地抑制沿面放电发展,且抑制效果随着压强的提高而略有减弱。 展开更多

关键词 直流电压 气体绝缘输电线路 SF6 沿面放电 局部放电

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基于电–热多物理场耦合模型的直流GIL绝缘子表面电荷积聚及其对沿面电场影响的研究 被引量：42

16

作者 周宏扬 马国明 +4 位作者 刘姝嫔 李成榕 赵书静 屠幼萍 秦司晨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期1251-1259,共9页

表面电荷积聚是制约直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal-enclosed transmission line,GIL)绝缘子闪络电压提高的主要因素。由于实际测量困难,国内外学者通过建立数学模型开展仿真计算获得绝缘子表面电荷积聚特性。然而... 表面电荷积聚是制约直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal-enclosed transmission line,GIL)绝缘子闪络电压提高的主要因素。由于实际测量困难,国内外学者通过建立数学模型开展仿真计算获得绝缘子表面电荷积聚特性。然而现有研究均未考虑GIL中复杂的热传递过程,所建立的电荷积聚模型难以反映实际工程中直流GIL绝缘子电荷积聚情况。为解决上述问题,该文建立了直流GIL内部热交换方程,掌握了实际工况下GIL内部温度分布规律,考虑绝缘气体电流密度与电场强度间的非线性关系以及温度对绝缘材料电学特性的影响,建立了绝缘子电荷积聚电–热多物理场耦合模型。基于此模型,研究了不同运行电流下直流GIL绝缘子电荷积聚情况及电场畸变特性,研究结果表明:当处于小电流运行状态时,直流GIL绝缘子上表面最大切向电场为4.26k V/mm;处于大电流运行状态时,最大切向电场强度为5.01k V/mm,增大了17.6%。对于绝缘子下表面,随着运行电流增大,最大切向电场强度由4.55k V/mm增至5.36k V/mm,增长了17.8%。因此,在进行绝缘优化设计时,需重点考虑直流GIL导杆在最大允许温升下的沿面电场分布,该研究成果可为直流GIL绝缘优化设计提供参考。 展开更多

关键词 直流气体绝缘金属封闭输电线路 表面电荷积聚 热传递模型 高温 沿面场强

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基于表层梯度电导调控的直流三支柱绝缘子界面电场优化方法 被引量：13

17

作者 胡琦 李庆民 +2 位作者 刘智鹏 刘衡 AManu Haddad 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1856-1865,共10页

气-固界面和嵌件-环氧界面的电场强度集中效应被认为是导致直流三支柱绝缘子发生沿面闪络和支腿炸裂的重要原因,传统的结构优化难以同时有效调控两个界面的电场分布,迫切需要更合理的调控手段。通过电-热-流多物理场仿真,研究直流三支... 气-固界面和嵌件-环氧界面的电场强度集中效应被认为是导致直流三支柱绝缘子发生沿面闪络和支腿炸裂的重要原因,传统的结构优化难以同时有效调控两个界面的电场分布,迫切需要更合理的调控手段。通过电-热-流多物理场仿真,研究直流三支柱绝缘子界面电场分布特性,指出电荷积聚是造成界面处场强集中的主要原因。据此提出基于“类U型”梯度电导的绝缘子双界面电场联合调控策略,通过嵌件-环氧界面高电导涂层和气-固界面非线性电导涂层的协同使用,使得三支柱绝缘子体电导和表面电导呈“类U型”梯度分布,可降低绝缘子内部及表面电荷积聚程度,从而优化界面电场分布。进一步研究双界面涂层对直流三支柱绝缘子界面电场的调控作用,并针对电场调节与损耗控制目标,实现对涂层电导参数的优化。研究结果表明:当嵌件-环氧界面涂覆材料电导率不小于10^(-12)S/m、气-固界面非线性电导材料参数处于“临界饱和线”上时,支柱绝缘子嵌件-环氧界面最大电场强度可从4.48kV/mm降至0.04kV/mm,气-固界面最大切向电场强度从2.47kV/mm降至1.73kV/mm。参数优化后的双界面梯度电导涂层,可使界面电场集中效应得到有效抑制,同时将绝缘子最大电场与功率损耗控制在允许范围内,为高压直流三支柱绝缘子的优化设计提供了基础依据。 展开更多

关键词 直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL) 三支柱绝缘子 界面涂层 梯度电导 界面电场优化

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直流GIL绝缘子表面电荷研究现状与展望 被引量：4

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作者 张子 张周胜 +2 位作者 邓保家 晏武 李秋烨 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2019年第6期1-7,共7页

绝缘子表面电荷积聚是制约直流气体绝缘输电线路(DC-GIL)发展的主要因素之一。针对目前表面电荷的产生、输运、积聚和消散机理的相关研究还存在较多不足之处。本文从表面电荷积聚机制、离子流场理论模型、表面态物理化学结构及其影响因... 绝缘子表面电荷积聚是制约直流气体绝缘输电线路(DC-GIL)发展的主要因素之一。针对目前表面电荷的产生、输运、积聚和消散机理的相关研究还存在较多不足之处。本文从表面电荷积聚机制、离子流场理论模型、表面态物理化学结构及其影响因素、SF6气体空间中的离子种类以及电场强度和环境等对气体离子输运参数的影响等方面综述了直流GIL绝缘子表面电荷积聚机理研究的局限性和对策,并从固-气界面动态分析、环境友好替代气体在直流GIL中的应用等方面对未来直流GIL绝缘子表面电荷研究的重点进行了展望。 展开更多

关键词 直流输电 气体绝缘输电线路 表面电荷积聚 离子流场 表面态物理 环境友好气体

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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

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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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“交流环保型管道输电技术”专题征稿启事

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《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2596-2596,共1页

交流管道输电是解决特殊地理条件输电瓶颈的重要方式,虽然我国已研制出SF6气体绝缘1000kV输电管道(GIL),但因SF6已被列入国际禁排的温室气体,且SF6在电气设备中大量使用,开发替代SF6的环保气体及采用环保气体的GIL迫在眉睫。

关键词 环保型 管道 SF6气体绝缘 电技术 征稿 输电瓶颈 1000kV 地理条件

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