本文關鍵詞： 放電電流測量 空間瞬態電場測量 正極性流注放電 放電特性 流注分支 空間電荷量　出處：《華中科技大學》2014年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：長空氣間隙放電特性是輸電線路外絕緣和防雷設計的基礎。長空氣間隙放電試驗由于其放電分散性大、電磁環境復雜和試驗成本高,一直以來都缺少對其放電過程特征參數的精確測量,對其放電特性的研究也不夠深入。隨著光電信息技術的發展,使得研制適用于長空氣間隙放電的綜合觀測系統成為可能,進而可以獲取更高時間分辨率、更高精度和更豐富的放電特征參數。本文以長空氣間隙的正極性流注放電過程為研究對象,利用了適用于該放電特性研究的綜合試驗觀測平臺,采用試驗研究的方法,針對流注起始、流注分支形態以及流注發展的特性開展深入研究。 建立了包括光學圖像觀測系統、放電電流測量系統、瞬態電場測量系統和同步采集系統的長空氣流注放電綜合觀測平臺。利用該平臺和人工氣候室,以1m棒-板間隙為對象,開展了沖擊電壓下正流注放電起始特性的試驗,得到了濕度、電場分布和電場變化率對流注起始的影響規律,分析了流注起始時延和最小起始電壓的變化規律。依此修正了傳統直流電壓下的流注起始判據,使其可以考慮電場分布、電壓上升率和濕度影響,擴展了其適用范圍。在此基礎上,對臨界體積時延概率分布模型中的電子分離速率計算方法進行了優化,提高了模型的計算效率；修正了濕度影響系數,使其能夠考慮電壓上升率、電場分布和濕度的影響,并通過試驗校驗了模型的正確性。 針對長空氣間隙流注放電的特點,采用軸-徑向正交觀測方法,結合偽彩色還原算法得到了比傳統徑向觀測方法可識別度更高的流注分支圖像。結合樹枝形態學,根據新生成分支與原分支發展方向的同異,提出了單軸型和二分型兩種正極性流注分支類型,并給出了分類定義。研究了電場分布和電壓上升率對不同類型流注分支特征的影響規律,發現流注分支長度、分叉角度和光學直徑隨流注的發展逐漸減小,同時隨空間背景電場的減小逐漸減小,而電壓上升率對流注分支特征沒有影響。比較了兩種流注分支的特點,得到其流注分支發展角度的分布規律和新生分支光學直徑之間的關系。發現單軸型分支隨間隙電場強度的增加而出現比例增多,相應二分型分支比例減少。結合流注光電離形成分叉的理論,解釋了兩種類型流注分支的形成機制,為正極性流注分叉過程研究提供了理論依據和特征參數。 利用瞬態電場測量儀測量到了流注放電空間電荷引起的電場階躍現象和正極性流注區域內外空間電場的變化,估算了流注發展前后期的平均速度。統計得到了流注放電電流的上升時間和下降時間等特征參數隨電場分布和電壓上升率的影響規律,結合流注發展的物理過程,提出了放電電流上升時間對應流注在臨界電場區域內的發展過程,依此給出了考慮電場影響的適用于長空氣間隙放電的流注發展速度計算方法,并應用該方法完善了單根流注發展模型。根據不同電壓上升率和電場分布對流注空間電荷量的影響規律,得到兩者均是通過影響流注起始階段分支數,進而影響空間電荷量。由此在單根流注發展模型的基礎上提出了計算等效流注分支數的經驗公式。綜合上述方法,建立了考慮濕度、電場分布和電壓上升率影響的正極性流注發展特征參數計算方法,并通過試驗校驗了該方法的合理性。最后總結了流注放電特性對先導起始的影響,提出了以單根流注分支注入電荷量為先導起始臨界判據的推論,分析了流注放電放電特性的變化規律和計算方法對輸電線路外絕緣和防雷設計的指導意義。
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【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O461;TM863

【參考文獻】

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1 舒印彪;劉澤洪;袁駿;陳葛松;高理迎;;2005年國家電網公司特高壓輸電論證工作綜述[J];電網技術;2006年05期

2 蔣興良;苑吉河;孫才新;張志勁;舒立春;;我國±800kV特高壓直流輸電線路外絕緣問題[J];電網技術;2006年09期

3 谷琛;張文亮;范建斌;;超/特高壓輸電工程典型間隙操作沖擊放電特性試驗研究綜述[J];電網技術;2011年01期

4 曾嶸;陳未遠;何金良;梁曦東;牛r，

本文編號：1470551