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空间电荷对棒—板间隙放电路径的影响研究

作　者: 郝丽霞
导　师: 詹花茂
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 高电压与绝缘技术
关键词: 空间电荷棒-板间隙放电路径放电点高速摄像系统
分类号: TM85
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

绕击是造成超高压、特高压输电线路雷击跳闸的主要原因。一些保护角满足现有规程和设计标准的输电线路也会发生绕击事故。在雷电击中点影响因素的研究中,雷云静电场作用下地面突出物附近电晕放电产生的空间电荷或流注、先导发展中产生的空间电荷对击中点的影响已有所表现,这一因素可能是导致异常绕击事故的原因之一。本文针对空间电荷对放电路径的影响进行了研究。搭建了棒-板间隙试验平台并采用高速摄像系统对放电路径进行观测。一方面,利用预加直流电压并叠加雷电冲击电压进行直流加雷电冲击试验。模拟静电场形成的空间电荷对放电路径的影响,试验发现所加电压为负极性时,空间电荷对放电路径略有影响,而正极性时不明显。另一方面,通过正极性雷电波和操作波试验,验证放电过程中空间电荷的影响,试验统计结果表明操作波作用下尖头棒上放电点远离针尖的概率大于雷电波；随着正极性冲击波幅值的增大,放电点远离针尖的概率增大。棒电极头部形状影响空间电荷的产生和放电点的位置：当电极由尖头棒变为球头棒时,放电点集中分布于球头的现象明显。试验证明,操作冲击放电过程中棒电极尖端产生的空间电荷严重畸变了尖端周围电场强度,使棒电极放电点远离针尖；空间电荷影响大小受冲击电压极性、波形及幅值的影响。仿真结果也验证了空间电荷的电场屏蔽效应。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-18
  1.1 问题的提出及课题意义  9-10
  1.2 国内外研究动态  10-16
    1.2.1 雷电击中点现象的认识和观测  10-11
    1.2.2 模拟试验中放电现象的研究和观测  11-15
    1.2.3 空间电荷的测量  15-16
  1.3 尚待研究和解决的问题  16
  1.4 本文的研究内容和各章节的安排  16-18
第2章试验平台  18-26
  2.1 试验原理  18-19
  2.2 试验回路  19-22
  2.3 棒-板电极  22-24
    2.3.1 棒-板电极结构的电场仿真  22-23
    2.3.2 棒-板电极结构的试验验证  23-24
  2.4 观测系统  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第3章尖头棒-负板间隙放电  26-39
  3.1 负雷电冲击放电  26-27
  3.2 负直流加负雷电冲击放电  27-34
    3.2.1 电晕电流的确定  28-29
    3.2.2 电晕电流15μA时叠加负雷电冲击放电  29-32
    3.2.3 电晕电流8μA时叠加负雷电冲击放电  32-34
  3.3 试验结果对比  34-35
  3.4 放电点分布  35-38
  3.5 本章小结  38-39
第4章棒电极-正板间隙放电  39-49
  4.1 尖头棒-板正雷电冲击放电  39-41
  4.2 尖头棒-板正直流加正雷电冲击放电  41-42
  4.3 尖头棒-板正操作冲击放电  42-45
    4.3.1 临界击穿电压下放电  42-44
    4.3.2 120%临界击穿电压下放电  44-45
  4.4 球头棒-板正操作冲击放电  45-48
  4.5 本章小结  48-49
第5章仿真分析  49-56
  5.1 对空间电荷认识的物理基础  49-50
  5.2 仿真建模及分析  50-55
  5.3 本章小结  55-56
第6章结论与展望  56-58
  6.1 结论  56-57
  6.2 有待进一步研究的问题  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  61-62
攻读硕士学位期间参加的科研工作  62-63
致谢  63-64
作者简介  64

空间电荷对棒—板间隙放电路径的影响研究

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