正極性先導放電溫度場測量方法及先導熱特性研究.pdf

1、長空氣間隙的絕緣特性是高壓輸電系統(tǒng)外絕緣設計基礎問題之一。先導放電作為長空氣間隙擊穿的主導過程，主要特點是熱電離。由于先導放電發(fā)展隨機性大、空間尺度小，一直以來缺少對其放電溫度場的準確測量，對其放電特性的研究也不夠深入。本文以長空氣間隙的正極性先導放電過程為研究對象，開展先導溫度場測量方法研究，采用試驗觀測與理論分析相結合的方法，針對先導起始和先導發(fā)展的熱特性開展深入研究。
　　從非均勻流場中光傳播特性出發(fā)，分析了基于光線偏折的溫

2、度場測量原理。針對高空間分辨率測量需求，對紋影系統(tǒng)主透鏡進行了優(yōu)化設計，有效地消除了主透鏡的球差，提高了主透鏡的空間分辨率。設計了以高速攝像儀為核心的成像系統(tǒng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)高空間分辨率和高時間分辨率觀測。通過對不同刀口切割量下的成像灰度圖分析，對系統(tǒng)的優(yōu)化設計進行了驗證。
　　對先導傾斜發(fā)展的橢圓截面折射率分布進行分析，結合橢圓截面特點對現(xiàn)有Abe l逆變換進行優(yōu)化，建立了適用于橢圓分布的 Abe l逆變換算法?？紤]先導通道內各成分

3、對折射率的影響，建立了先導通道溫度與折射率關系曲線。引入圖像插值方法對所測得先導放電紋影圖像進行數(shù)字圖像插值處理，減小了 Abe l逆變換數(shù)值計算誤差。使用所設計系統(tǒng)對酒精燈溫度場進行測量，通過與精密熱電偶測量結果比對，驗證了紋影測量系統(tǒng)的準確性。
　　建立了包括溫度測量系統(tǒng)、高電位電流測量系統(tǒng)、空間瞬態(tài)電場測量系統(tǒng)、高速光學觀測系統(tǒng)和實現(xiàn)各測量子系統(tǒng)同步觸發(fā)系統(tǒng)的正極性先導放電同步觀測系統(tǒng)?；诖送接^測系統(tǒng)，開展了1m棒-板間

4、隙正極性先導起始試驗觀測，獲得了流注向先導轉化過程中流注莖的溫度分布特性和時變特性，試驗驗證了現(xiàn)有先導起始溫度判據(jù)的有效性。針對現(xiàn)有先導起始熱力學模型計算結果與試驗結果不符的問題，引入流注莖電流密度分布特性對現(xiàn)有先導起始模型進行了修正，并通過試驗校驗了修正模型的合理性。
　　開展了1m棒-板間隙正極性先導發(fā)展熱特性試驗觀測，試驗獲得并分析了間隙擊穿和不擊穿情況下放電發(fā)展過程中先導通道溫度分布特性。統(tǒng)計了先導通道熱直徑隨時間和注入電