基于有限元仿真的沿面介质阻挡放电装置静电场影响因素研究

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作者 梁利娟 刘辉 +1 位作者 许通 张琦 《电气工程学报》 2017年第7期22-25,32,共5页

为了提高沿面型介质阻挡放电装置的放电特性,优化其结构设计,以螺环型沿面放电作为研究对象,利用有限元仿真软件对沿面介质阻挡放电装置进行静电场的仿真分析,研究高压电极线径、高压电极间距(螺距)等对沿面介质阻挡放电装置静电场的影... 为了提高沿面型介质阻挡放电装置的放电特性,优化其结构设计,以螺环型沿面放电作为研究对象,利用有限元仿真软件对沿面介质阻挡放电装置进行静电场的仿真分析,研究高压电极线径、高压电极间距(螺距)等对沿面介质阻挡放电装置静电场的影响。仿真结果表明:在气隙的同一位置,场强随线径的减小而非线性减小。选取电极线径较小、介质厚度薄、较大相对介电常数的介质,均可以降低放电起始电压,为结构优化设计提供参考依据。 展开更多

关键词 沿面介质阻挡放电 放电特性 电场分析 结构优化

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基于静电场分析的固封极柱局部放电研究 被引量：21

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作者 张文凯 吴小钊 +1 位作者 郑亚利 李鹏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3858-3865,共8页

基于静电场分析研究固封极柱局部放电对绝缘结构的设计及优化过程具有重要的意义。为此,运用静电场分析的方法得到12 kV固封极柱的电场分布云图,并提取电场较为集中区域如接地屏蔽网、螺栓附近空气域的电场分布,同时参照固封极柱组合绝... 基于静电场分析研究固封极柱局部放电对绝缘结构的设计及优化过程具有重要的意义。为此,运用静电场分析的方法得到12 kV固封极柱的电场分布云图,并提取电场较为集中区域如接地屏蔽网、螺栓附近空气域的电场分布,同时参照固封极柱组合绝缘中各绝缘介质的介电强度,指出螺栓附近空气域的电场强度超过空气的介电强度致使此区域局部放电超标。然后依据静电场组合绝缘理论,在不变更模具的前提下,提出在固封极柱螺栓固定孔与软包硅橡胶之间增设法兰屏蔽罩以降低螺栓附近空气域场强的方法。通过静电场分析得出优化后螺栓附近空气域的最大场强由5.8 MV/m降至0.32 MV/m,验证了此优化方法在理论上的可行性。局部放电测试试验结果表明,优化后的平均熄灭电压由6.5 kV提高至14.7 kV,验证了静电场分析方法可用于固封极柱局部放电的研究中,同时也确定了优化方案在工程应用上的可行性。 展开更多

关键词 局部放电 绝缘结构 固封极柱 静电场分析 电场强度 组合绝缘

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备自投装置动作引起过负荷的解决方案 被引量：22

3

作者 杨启洪 赵伟杰 +2 位作者 陈善文 杜松献 孟乐 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期145-149,共5页

分析了备用电源自动投入装置动作后出现过负荷的原因和现有解决方案。从提高电力系统供电可靠性角度比较分析了各种过负荷解决方案的优缺点、适合使用的工况及其使用注意事项,并对其实施方案加以改进,提出了一种适用于智能变电站的备自... 分析了备用电源自动投入装置动作后出现过负荷的原因和现有解决方案。从提高电力系统供电可靠性角度比较分析了各种过负荷解决方案的优缺点、适合使用的工况及其使用注意事项,并对其实施方案加以改进,提出了一种适用于智能变电站的备自投动作时智能联切负荷的过负荷解决方案。该方案具有备自投动作可靠性高、避免对系统造成过负荷冲击和负荷量切除精确度高三个方面优点。同时提出了一种用于智能切负荷联切出口矩阵的在线生成方法。 展开更多

关键词 备自投 过负荷 和电流闭锁 负荷均分 智能联切 供电可靠性

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40.5 kV大电流固封极柱绝缘结构电场分析及优化设计 被引量：11

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作者 李俊豪 吴小钊 +3 位作者 白维正 李长鹏 李猛 汤清双 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期87-92,共6页

大电流固封极柱必须大量采用软连接,容易造成局放超标及沿面放电,因而对其进行绝缘结构分析及优化设计件具有重要意义。文中运用有限元分析方法得出了40.5kV大电流固封极柱的电场分布云图,并提取分布较为集中的软连接及固定螺栓周围气... 大电流固封极柱必须大量采用软连接,容易造成局放超标及沿面放电,因而对其进行绝缘结构分析及优化设计件具有重要意义。文中运用有限元分析方法得出了40.5kV大电流固封极柱的电场分布云图,并提取分布较为集中的软连接及固定螺栓周围气体域的电场分布,指出软连接附近SF6气体中电场畸变,造成局放过大及沿面放电。依据复合绝缘电场理论,提出了在软连接周边固封极柱腔体内浇筑屏蔽网,并使屏蔽网与软连接等电位的优化方法。通过电场分析,优化后的软连接固定螺栓附近SF6气体电场强度由12kV/mm降低为7.5kV/mm,验证了优化设计方法理论上的可行性。局放试验结果表明,优化后的固封极柱局放量由203.98pC降低到2.37pC,雷电冲击试验峰值耐受电压由优化前的162kV提升到215kV,证明了提出的优化方案具备工程应用可行性,为大电流固封极柱结构设计及高压电器实际工程中气固复合绝缘电场的优化提供了有关参考。 展开更多

关键词 固封极柱 复合绝缘 局部放电 沿面放电 电场分析 绝缘试验 优化设计

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机床基础大件振动时效工艺参数优化方法 被引量：3

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作者 胡敏 余常武 +3 位作者 赵万华 寸花英 袁胜万 张文凯 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第23期3137-3142,共6页

通过模态仿真的方法得到了最佳的振动时效工艺参数,在此基础上选取相同的机床床身铸件作为实验对象,对新工艺和原工艺下的平均应力消除率进行了对比。实验结果表明,新工艺下床身铸件的平均应力消除率为65.1%,原工艺的平均应力消除率为38... 通过模态仿真的方法得到了最佳的振动时效工艺参数,在此基础上选取相同的机床床身铸件作为实验对象,对新工艺和原工艺下的平均应力消除率进行了对比。实验结果表明,新工艺下床身铸件的平均应力消除率为65.1%,原工艺的平均应力消除率为38.5%,另外,原工艺下,有个测点的应力值没有减小反而增大。新工艺下铸件的应力消除率明显大于原工艺下铸件的应力消除率,验证了所提出的振动时效工艺参数优化方法的正确性。 展开更多

关键词 振动时效 模态仿真 盲孔法 应力消除率

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环保气体开关柜中复合绝缘结构绝缘特性 被引量：10

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作者 李俊豪 吴小钊 +1 位作者 李玲玲 李鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第14期37-42,共6页

环保型气体绝缘开关柜若要保持尺寸小巧紧凑的特点,需要引入固体绝缘技术,研究气固复合绝技术并掌握其绝缘特性。基于电场仿真和试验对12~24 kV环保开关柜中存在的几种典型复合绝缘结构进行了研究。通过理论计算及电场仿真得出:在相同... 环保型气体绝缘开关柜若要保持尺寸小巧紧凑的特点,需要引入固体绝缘技术,研究气固复合绝技术并掌握其绝缘特性。基于电场仿真和试验对12~24 kV环保开关柜中存在的几种典型复合绝缘结构进行了研究。通过理论计算及电场仿真得出:在相同绝缘结构下,高压带电体上添加固体绝缘材料后,气隙内最大电场强度可降低约20%,提升绝缘性能;通过试验得出在高低压电极之间合适位置添加绝缘板屏障,能提升绝缘性能2~3倍;通过合理设计固体绝缘件外形及添加屏蔽能大幅度减少固体绝缘件表面电场强度,降低沿面放电发生的几率。通过分析研究,得出了提高气体固体复合绝缘结构的耐压强度的优化方法,为尺寸紧凑且高绝缘性能的环保气体绝缘开关柜及其他应用复合绝缘结构的高压电器的研发提供设计参考。 展开更多

关键词 环保开关柜 复合绝缘 绝缘屏障 绝缘屏蔽 电场分析 绝缘试验

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内置电子式传感器后ZW20开关局部放电研究 被引量：3

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作者 张文凯 吴小钊 +2 位作者 崔宇 刘高锋 王坤 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期51-58,共8页

基于静电场分析研究ZW20型柱上开关局部放电是绝缘结构优化设计的主要手段之一。文中通过静电场分析获得其电场分布云图,通过理论分析指出:出线套管密封圈附近,电流传感器与出线套管之间及绝缘盒与出线套管之间空气域电场强度超过空气... 基于静电场分析研究ZW20型柱上开关局部放电是绝缘结构优化设计的主要手段之一。文中通过静电场分析获得其电场分布云图,通过理论分析指出:出线套管密封圈附近,电流传感器与出线套管之间及绝缘盒与出线套管之间空气域电场强度超过空气的介电强度是局部放电的关键原因。而后根据静电场复合绝缘理论,提出一种出线套管内铜棒与绝缘盒动端、静端新型的连接方式,并在其内部增设法兰屏蔽罩的优化方案。通过静电场分析可知优化后关键位置气隙电场强度明显降低,并通过试验测试进行验证,从理论及工程实际中验证了此优化方案的可行性。 展开更多

关键词 局部放电 绝缘结构 电场强度 静电场分析

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基于改进矩阵束的次同步振荡模态参数辨识方法研究 被引量：4

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作者 吴小钊 管保安 董姝言 《陕西电力》 2014年第3期32-35,共4页

由于传统的矩阵束算法存在极点提取精确度不高的缺点,因此将互相关处理(Cross-correlation,CC)方法和改进矩阵束(Improved Matrix Pencil,IMP)算法结合应用于电力系统次同步振荡模态辨识,并在仿真算例中与传统的矩阵束算法和特征值法辨... 由于传统的矩阵束算法存在极点提取精确度不高的缺点,因此将互相关处理(Cross-correlation,CC)方法和改进矩阵束(Improved Matrix Pencil,IMP)算法结合应用于电力系统次同步振荡模态辨识,并在仿真算例中与传统的矩阵束算法和特征值法辨识结果进行了比较。对比结果表明:该方法在准确地辨识次同步振荡模态参数的同时,具有拟合度高、抗噪声能力强的特点,有助于强噪声背景下深入分析电力系统次同步振荡特性,从而有效抑制振荡。 展开更多

关键词 次同步振荡 模态辨识 互相关处理 改进矩阵束算法

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FLN36型负荷开关转轴改性及刚度校核的研究

9

作者 刘辉 曹志民 +1 位作者 刘永庆 赵莹 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期62-68,共7页

机械特性是高压开关重要的设计参数,尤其是利用单一转轴进行三相驱动的结构形式。文中以FLN36型负荷开关转轴为研究对象,对其材质、结构进行优化,通过有限元仿真分析、相应试验校核,最终将转轴材质定义为30%GF含量(质量分数)的PC工程塑... 机械特性是高压开关重要的设计参数,尤其是利用单一转轴进行三相驱动的结构形式。文中以FLN36型负荷开关转轴为研究对象,对其材质、结构进行优化,通过有限元仿真分析、相应试验校核,最终将转轴材质定义为30%GF含量(质量分数)的PC工程塑料,壁厚为2 mm,强化转轴强度和刚度,减小开关三相分合闸不同期,改善机械特性,提高了开关的安全可靠性,为同类产品的设计优化提供了参考。 展开更多

关键词 机械特性 GF PC 刚度 不同期

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一种非自力型梅花触头抱紧力计算方法 被引量：9

10

作者 曹志民 吴小钊 +1 位作者 刘永庆 师军伟 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期98-101,共4页

通过对梅花触头的弹簧抱箍进行变形及受力分析,得出了弹簧抱箍的径向变形量与触头压应力之间的计算关系。通过该关系计算得出的触头压力与经验值相符。分析结果不仅为梅花触头抱紧力的计算提供了快捷工具,而且也为梅花触头的设计提供了... 通过对梅花触头的弹簧抱箍进行变形及受力分析,得出了弹簧抱箍的径向变形量与触头压应力之间的计算关系。通过该关系计算得出的触头压力与经验值相符。分析结果不仅为梅花触头抱紧力的计算提供了快捷工具,而且也为梅花触头的设计提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 梅花触头 弹簧抱箍 变形 抱紧力

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大型风机偏航状态力学分析及偏航控制策略研究 被引量：7

11

作者 卢晓光 岳红轩 +2 位作者 吴鹏 刘伟鹏 李凤格 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第7期973-977,共5页

为制定合理的偏航控制策略,研究了偏航状态下叶片吸收风能的特性,分析了偏航状态下的叶片受力特性,并研究了偏航误差在不同风速下对风轮空气动力的影响;根据偏航状态受力分析,制定了分风速段变参数偏航控制策略,讨论了策略实现中关键数... 为制定合理的偏航控制策略,研究了偏航状态下叶片吸收风能的特性,分析了偏航状态下的叶片受力特性,并研究了偏航误差在不同风速下对风轮空气动力的影响;根据偏航状态受力分析,制定了分风速段变参数偏航控制策略,讨论了策略实现中关键数据处理方式。经风场测试表明,此策略完全能满足风机对偏航的要求,经仿真数据的外推法统计分析,此策略能在不影响整机受力及发电量的情况下,减少寿命周期内的偏航次数,提高偏航机构寿命。 展开更多

关键词 受力分析 偏航控制 数据处理 滤波 bladed仿真

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中压气体绝缘金属封闭开关设备泄压孔设计方法研究 被引量：2

12

作者 李长鹏 吴小钊 +4 位作者 张文凯 汤清双 李鹏 刘永庆 王鹏 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期155-160,共6页

为避免内部电弧故障的爆炸危害,保证快速泄压,提出了一种金属封闭开关设备泄压孔的设计方法。笔者分析了Cassie电弧模型和标准计算法,并利用MATLAB软件仿真了开关设备内部电弧故障、压力上升及泄压的过程。通过逐步更改泄压孔尺寸,计算... 为避免内部电弧故障的爆炸危害,保证快速泄压,提出了一种金属封闭开关设备泄压孔的设计方法。笔者分析了Cassie电弧模型和标准计算法,并利用MATLAB软件仿真了开关设备内部电弧故障、压力上升及泄压的过程。通过逐步更改泄压孔尺寸,计算出对应的内部最大过压力,同时结合气箱、支柱绝缘子和动密封处密封圈的强度或接触压力,设计出合适的泄压孔,并加以试验验证。仿真结果接近于试验数据,并通过型式试验的验证。试验结果证明了仿真与设计方法的合理性,不仅提高设备的安全性能,而且缩短新产品开发周期。 展开更多

关键词 气体绝缘金属封闭开关设备 内部电弧故障 标准计算法 泄压孔

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薄板结构弹簧操动机构结构优化 被引量：1

13

作者 吴小钊 赵洪柏 +2 位作者 郑晓果 张文凯 李鹏 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期120-124,132,共6页

结合设计制造薄板结构弹簧操动机构的实践经验,论述了薄板结构弹簧操动机构设计制造中有效的结构优化方法,并提供了一些具体应用案例。简单的结构优化方法,可以达到较为理想的设计和应用目的,能够有效促进薄板结构在弹簧操动机构中的应用。

关键词 弹簧操动机构 薄板结构 优化设计

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大导程滚珠丝杠进给系统动力学建模研究 被引量：1

14

作者 张文凯 郑晓果 +2 位作者 汤清双 李鹏 白维正 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第29期8721-8724,8728,共5页

通过弹性力学中的赫兹接触理论,分析了进给系统动结合部(滑块副、丝杠螺母副、轴承副)的接触刚度。考虑了丝杠的柔性并利用达朗贝尔原理,建立了进给系统的集中参数动力学模型。根据动力学模型,利用MATLAB工具进行了仿真分析;并利用比利... 通过弹性力学中的赫兹接触理论,分析了进给系统动结合部(滑块副、丝杠螺母副、轴承副)的接触刚度。考虑了丝杠的柔性并利用达朗贝尔原理,建立了进给系统的集中参数动力学模型。根据动力学模型,利用MATLAB工具进行了仿真分析;并利用比利时LMS公司提供的Test.Lab振动噪声测试模块对机床进给系统进行了实验验证。实验分析验证了理论分析的正确性。该建模方法较为准确地预测大导程滚珠丝杠副进给系统的动力学特性,为主动设计进给系统提供了理论依据。 展开更多

关键词 大导程滚珠丝杠 进给系统 动结合部 接触刚度 集中参数动力学模型

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