直流電壓下兩相體放電特性研究.pdf

1、隨著中國(guó)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，直流輸電由于輸電容量大、輸電距離長(zhǎng)和節(jié)省輸電走廊等優(yōu)點(diǎn)，將有更多條直流線路投入建設(shè)和運(yùn)行，在這些已建和在建的線路中，很多都會(huì)經(jīng)過(guò)環(huán)境氣候比較特殊或惡劣的地區(qū)，惡劣環(huán)境會(huì)對(duì)直流輸電線路的絕緣帶來(lái)很大影響，對(duì)它進(jìn)行研究能為改善直流輸電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行提供依據(jù)，因此研究直流電壓下兩相體放電就尤為重要。
　　本文在雷電沖擊電壓下兩相體放電的基礎(chǔ)上，研究直流電壓下兩相體的放電規(guī)律，對(duì)兩相體直流放電進(jìn)行了較深入的實(shí)驗(yàn)和理

2、論研究，分析了多種兩相體材料的直流電壓下的放電特性，進(jìn)行了兩相體顆粒的擊穿電壓和放電路徑選擇概率與空氣中的比較，得到了直流電壓下的放電規(guī)律；提出了基于概率統(tǒng)計(jì)分析的兩相體直流放電路徑選擇的物理模型，并應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的知識(shí)模擬了放電發(fā)展的最佳路徑。
　　對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果從直流電壓的極性、非氣相物質(zhì)的介電常數(shù)、體積分?jǐn)?shù)和顆粒粒徑等方面分析了放電對(duì)擊穿電壓和路徑選擇的影響，得到兩相體的擊穿電壓和路徑選擇也存在“粒徑效應(yīng)”：當(dāng)非氣相物質(zhì)的顆粒

3、粒徑小于0.01 mm，不論正極性、還是負(fù)極性，不論是固體還是液體，放電路徑都基本選擇空氣，擊穿電壓高于空氣的擊穿電壓；當(dāng)顆粒粒徑大于0.1 mm，不論正極性、還是負(fù)極性，不論是固體還是液體，放電路徑都基本選擇兩相體，擊穿電壓低于空氣的擊穿電壓；顆粒粒徑大約介于0.01~0.1 mm之間，放電路徑和擊穿電壓表現(xiàn)出明顯的極性差異，負(fù)極性時(shí)，放電路徑都基本選擇兩相體，但正極性時(shí)，放電路徑選擇空氣的概率高于選擇兩相體的概率。負(fù)極性的擊穿電壓低

4、于空氣的擊穿電壓，但正極性的擊穿電壓高于空氣的擊穿電壓。
　　對(duì)兩相體直流放電的粒徑效應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了分析研究，考慮顆粒與電場(chǎng)，顆粒與電子、離子，顆粒與光輻射之間的相互作用；兩相體顆粒對(duì)電子和離子的捕獲及顆粒占據(jù)放電空間，減少通道的長(zhǎng)度，會(huì)阻礙電子崩向流注的躍遷并減少電子崩的發(fā)展空間；通過(guò)從直流電壓下兩相體放電中棒-板電極間電場(chǎng)畸變、兩相體顆粒的荷電、光電離和光致發(fā)射對(duì)非氣相物質(zhì)的介電常數(shù)、體積分?jǐn)?shù)和顆粒粒徑的影響，得出兩相體放電中

5、的粒徑效應(yīng)是兩相體顆粒對(duì)電場(chǎng)的畸變、兩相體顆粒與粒子(電子、光子和離子)間的作用，及在放電空間被荷電和光電離作用，使流注的電子崩頭部的電離和激化有所增強(qiáng)和減弱，從而影響放電。
　　本文結(jié)合傳統(tǒng)的流注理論和概論統(tǒng)計(jì)理論，以泊松方程求解的空間場(chǎng)強(qiáng)為流注發(fā)展的判據(jù)，假設(shè)流注發(fā)展的擊穿時(shí)間滿足Weibull分布，利用兩相體空間電場(chǎng)畸變后電場(chǎng)值的變化決定流注的發(fā)展方向，建立了正極性的放電路徑選擇的物理模型。直流電壓下兩相體放電路徑發(fā)展受局部