《電工技術學報》是中國電工技術學會主辦的電氣工程領域綜合性學術期刊，報道基礎理論研究、工程應用等方面具有國際和國內領先水平的學術及科研成果。中國工程院院士馬偉明任《學報》編委會主任，兼《學報》主編。

“新能源汽車電驅動系統與充放電技術”專題

專題特約主編寄語

特約主編：崔淑梅 教授；程遠 教授

新能源汽車正在加速普及，並帶動電氣、機械、控制、材料、計算機等各領域創新技術加速融合。電驅動系統新技術層出不窮，迭代速度不斷加快。同時，作為移動的儲能平臺和資料平臺，新能源汽車的有線與無線充電技術、大資料技術等的應用愈發重要。為了集中展現新能源汽車電驅動及充放電技術領域的最新研究成果和技術進展，《電工技術學報》特別推出“新能源汽車電驅動系統與充放電技術”專題，以加強該領域的技術交流，促進新能源汽車電氣化技術加速進步。

本專題得到了國內高校和企業科研人員的大力支援和積極響應，共收到來稿80餘篇，經過專家多輪評審，目前已錄用論文約20餘篇。這些論文將分兩期，陸續刊登出版。本期先選用12篇刊出。其中，電機及驅動控制方面論文5篇，電池充放電技術論文3篇，電池建模與能量管理論文4篇。

在電機本體與電驅動技術方面，浙江大學梁梓鵬等發表論文《主從繞組電機驅動系統及控制策略研究》，提出了一種基於雙定子繞組結構的主從繞組電機驅動系統，利用高頻諧波電流注入形成補償磁鏈，並結合低載波比主繞組磁鏈，保證了圓形組合磁鏈，從而解決低載波比驅動系統的轉矩脈動問題。

開關磁阻電機在電動汽車應用一直存在著功率密度低、轉矩脈動大的問題，中國礦業大學閆文舉等的論文《一種用於電動汽車磁場解耦型雙定子開關磁阻電機的新型功率變換器》提出了一種新型雙定子開關磁阻電機結構，可實現較好的內外定子磁場解耦。同時，透過轉子內外齒錯開機械角度，降低了轉矩脈動。

無位置感測器控制技術一直是電機領域研究的熱點問題，江蘇大學趙文祥等發表論文《基於虛擬訊號和高頻脈振訊號注入的無位置感測器內建式永磁同步電機MTPA控制》，提出了一種基於直流虛擬訊號注入的MTPA控制策略，透過分別向估計dq軸注入直流訊號，計算出相應的功率追蹤MTPA工作點，提升了系統效率，具有較好的動態響應能力和魯棒性。

浙江大學何紹民等的論文《電動汽車功率控制單元軟體數字化設計研究綜述及展望》以功率控制單元（PCU）的軟體數字化設計為切入點，圍繞高覆蓋率和高效率設計驗證需求，從數字平臺、數學建模、數值演算法三個方面系統梳理了PCU數字化設計的最新研究進展，並在此基礎上展望了PCU數字化設計的發展趨勢。

以SiC為代表的第三代寬禁帶半導體器件正在加速普及，為解決高壓高頻驅動帶來的繞組絕緣安全性問題，哈爾濱工業大學鞠孝偉等的論文《SiC逆變器高頻脈衝電壓對Hairpin繞組絕緣安全的影響分析》提出了一種考慮導體雙邊耦合效應的扁線電機繞組高頻等效電路，採用場路耦合方法分析匝間絕緣電壓應力，並透過實驗驗證了模型與分析方法的正確性。

在充放電技術方面，東南大學佟明昊等發表的論文《電動汽車用車載整合式充電系統若干關鍵技術問題及解決方案》分別從拓撲結構和控制方法兩方面，總結了電動汽車用車載整合式充電系統亟待解決的若干關鍵問題，對近年出現的各類整合式充電系統進行了梳理和總結，較為清晰地展現了該領域的研究現狀並展望了未來的發展方向。

為準確描述無線電能傳輸（WPT）系統的動態響應，實現控制系統的最佳化設計與分析，上海電力大學程志遠等發表論文《無線電能傳輸系統小訊號模型降階研究》，透過建立基於LCL-S電路拓撲的無線電能傳輸系統小訊號模型，並採用拉蓋爾多項式展開與平衡截斷相結合的方法，實現了系統降階，簡化了控制系統的分析和設計，具有一定的普適性。

為解決耦合諧振式動態無線電能傳輸系統中線圈間互感波動劇烈，經常導致系統無法正常工作的問題，湖南大學李中啟等發表論文《動態無線電能傳輸系統多接收線圈正反串聯結構的互感計算與最佳化》，提出了一種多接收線圈正反串聯結構，並透過所提出的互感計算和最佳化方法，研製了一套基於多接收線圈正反串聯結構的無線電能傳輸系統，使得最大電感波動率得到了控制。

在動力電池建模及能量管理系統研究方面，長安大學巫春玲等發表論文《基於最大相關熵擴充套件卡爾曼濾波演算法的鋰離子電池荷電狀態估計》，提出了一種基於最大相關熵的擴充套件卡爾曼濾波新演算法（MCC-EKF），可在執行時間增加很小的情況下，提升SOC估計精度且魯棒性好。天津大學肖遷等發表論文《基於LightGBM的電動汽車行駛工況下電池剩餘使用壽命預測》，提出了一種基於輕量型梯度提升機（LightGBM）的電動汽車電池單體剩餘壽命預測方法，透過行駛工況下鋰離子電池全生命週期容量測試，驗證了所提預測模型的有效性。

滄州師範學院機械與電氣工程學院劉偉等發表論文《計及常用恆流工況的鋰離子電池建模方法》，提出了一種鋰離子電池特性評估的工程建模方法，具有實驗時間短、引數估計精度高、工況覆蓋全面的優點。採用資料驅動與經驗模型相結合的方法，實現鋰離子電池SOH的準確估計是近年來動力電池技術領域的新方向。

為此，天津大學王萍等發表論文《一種基於資料驅動與經驗模型組合的鋰電池線上健康狀態預測方法》，可以在減輕電池監測裝置負擔的前提下保持較高的SOH預測精度。

本次專題反映了我國學者在新能源汽車電驅動與充放電技術領域的最新進展，也為相關領域專家學者交流提供了平臺，為促進新能源汽車效能提升和加速應用提供了新思路。感謝各位專家編委對本專題的支援，感謝《電工技術學報》編輯部為本次專題能夠順利出版付出的辛勤勞動。

主從繞組電機驅動系統及控制策略研究

作者：梁梓鵬；胡斯登；李釗；吳立建

摘要：針對大功率電機驅動系統工作在低載波比下引起的轉矩脈動問題,該文提出一種基於雙定子繞組結構的主從繞組電機驅動系統。利用向從繞組中注入高頻諧波電流形成補償磁鏈,再與低載波比工況下的主繞組磁鏈線性組合,保證圓形組合磁鏈,找到解決低載波比驅動系統中的轉矩脈動問題的新途徑。

首先,闡述電機中主從繞組的磁鏈組合與轉矩補償原理,並給出主從繞組的設計指標;其次,針對從繞組側高頻諧波電流注入方式、控制策略等問題進行詳細分析;最後,模擬與實驗均表明該文提出的主從繞組系統及其控制策略的有效性。透過變換器開關損耗與導通損耗的計算與比較,結果表明,實現相同轉矩脈動指標,主從繞組系統損耗可以降低30%左右,明顯優於現有高載波比三相系統。

一種用於電動汽車磁場解耦型雙定子開關磁阻電機的新型功率變換器

作者：閆文舉；陳昊；劉永強；廖朔

摘要：針對傳統開關磁阻電機存在著功率密度低、轉矩脈動大的問題,該文首先提出一種新型的雙定子開關磁阻電機,內外定子磁場具有較好的解耦特性,並透過轉子內外齒錯開一定的機械角度,降低轉矩脈動。

針對該文所提出的新型雙定子開關磁阻電機具有內定子、外定子、雙定子、內外定子串聯和並聯五種工作模式,目前常規的功率變換器結構已經不能滿足其功能需求的問題,提出一種新型的功率變換器。接著分析五種工作模式下新型功率變換器的工作模態,並進行穩態和動態模擬分析。最後試製一臺16/18/16結構的樣機,並搭建新型功率變換器驅動系統,透過實驗驗證其工作原理的實際可行性,為新型電機驅動在電動汽車驅動系統領域的推廣應用奠定基礎。

基於虛擬訊號和高頻脈振訊號注入的無位置感測器內建式永磁同步電機MTPA控制

作者：趙文祥；劉桓；陶濤；邱先群

摘要：為了降低傳統內建式永磁同步電機（IPMSM）低速無位置感測器控制系統中的銅耗,該文提出一種基於虛擬訊號和高頻脈振訊號注入的最大轉矩電流比（MTPA）無位置控制技術,以提高電機的轉矩輸出能力和系統效率。為避免兩種控制演算法相互干擾,與傳統虛擬訊號注入MTPA控制策略不同,該文提出的方法在估計的dq軸上注入直流訊號,透過功率計算來跟蹤MTPA工作點。該MTPA策略不會引起額外的損耗且不依賴於電機引數。

與此同時,由於注入訊號為直流訊號,無位置感測器控制精度並不會受到影響。實驗結果表明,所提方法在不同負載轉矩、不同轉速等工況下,能夠在準確追蹤MTPA工作點的同時準確地線上估計轉子位置。

電動汽車功率控制單元軟體數字化設計研究綜述及展望

作者：何紹民；楊歡；王海兵；沈捷；李武華

摘要：作為純電動汽車的核心零部件,功率控制單元高安全和高效能方面的需求對其軟體設計和驗證提出了功能範圍的高覆蓋率和驗證環節的高效率兩方面的挑戰。軟體數字化設計由於其靈活高效與低成本的特徵,是功率控制單元的設計驗證面向設計自動化的有效方式。

該文以電動汽車功率控制單元的軟體設計為藍本,從數字平臺、數學建模和數值演算法三個角度,系統地梳理了電動汽車功率控制單元軟體數字化設計的最新研究進展,圍繞數字化設計對於執行速度、保真度,以及複雜度的技術需求,概括了功率控制單元現有數字平臺的結構特點,並對其數學建模方法和數值演算法進行歸納和總結,在此基礎上對電力電子數字化設計的未來發展方向進行展望。

SiC逆變器高頻脈衝電壓對Hairpin繞組絕緣安全的影響分析

作者：鞠孝偉；程遠；楊明亮；崔淑梅；劉新華

摘要：針對碳化矽（SiC）逆變器高頻高dv/dt脈衝激勵下的Hairpin繞組高電應力容易造成絕緣損傷的問題,該文對一臺電動汽車用Hairpin繞組永磁同步電機進行了繞組匝間絕緣的電壓應力計算與安全分析。

首先,提出考慮雙導體邊耦合效應的Hairpin繞組單匝線圈高頻等效電路模型,提取電機繞組的高頻分佈引數,並基於場路耦合有限元方法建立Hairpin繞組的匝間電壓計算模型;然後,得到SiC逆變器驅動下的繞組匝間絕緣電壓應力,利用繞組匝間電壓測試平臺驗證了模型與分析方法的正確性;最後,分析了不同匝間電壓幅值、絕緣厚度、材料相對介電常數、匝間氣隙長度等對氣隙電場分佈線的影響規律,以氣隙電場分佈線與Paschen曲線的關係為判據,給出了一種判斷繞組絕緣是否發生放電的方法。

電動汽車用車載整合式充電系統若干關鍵技術問題及解決方案

作者：佟明昊；程明；許芷源；文宏輝；花為 等

摘要：整合式車載充電系統透過對驅動電機繞組和逆變器進行分時複用與合理重構,可在不增加額外器件的情況下,實現便捷快速的車載充電,近年來引起了學界和產業界的持續關注。該文首先分析整合式充電系統中亟待解決的若干關鍵技術問題;其次以問題為導向,對現有各類整合式充電系統進行總結和梳理,綜述現有拓撲和控制方法對以上問題的解決方案;然後基於混合勵磁型電機的特殊結構特點,分析基於該型別電機構造的整合式充電系統所具備的優勢;最後總結全文並對該類系統的發展方向進行展望。

無線電能傳輸系統小訊號模型降階研究

作者：程志遠；邵會文；陳坤；眭清洋；李東東

摘要：無線電能傳輸（WPT）系統具有高階、非線性及強耦合的特點。為準確描述WPT系統動態響應,進而實現控制系統的最佳化設計與分析,該文以LCL-S電路拓撲為研究物件,利用廣義狀態空間平均建模方法得到WPT系統的大訊號模型,在此基礎上建立系統高階小訊號模型。同時,為簡化系統控制器設計,採用拉蓋爾多項式展開與平衡理論相結合的方法,對高階小訊號模型進行降階處理,即將11階系統降為3階。模擬與實驗結果表明,降階系統與全階系統具有相似的動態響應及小擾動穩定性,驗證了降階模型的有效性與準確性,為WPT控制系統的設計奠定了模型基礎。

動態無線電能傳輸系統多接收線圈正反串聯結構的互感計算與最佳化

作者：李中啟；李上游；李晶；鄒瑤；黃守道

摘要：在磁耦合諧振式動態無線電能傳輸系統中,發射線圈與接收線圈之間的相對水平偏移距離將達到發射線圈邊長的一半,此時線圈間互感波動非常劇烈,導致系統無法正常工作。為此該文提出了一種多接收線圈正反串聯結構來減小互感波動率。

首先,提出了一種矩形線圈互感計算方法,運用提出的互感計算方法,分析了該線圈結構的互感特性;其次,給出了一種互感最佳化方法,運用提出的最佳化方法,得到了滿足設計要求的各線圈引數;最後,根據得到的線圈引數,研製了一套基於多接收線圈正反串聯結構的無線電能傳輸系統,透過模擬和實驗驗證了所提結構與方法的正確性。結果顯示,運用提出的結構,其線圈間的偏移距離在發射線圈邊長一半範圍內變化時,線圈間最大互感波動率僅為3.81%。

基於最大相關熵擴充套件卡爾曼濾波演算法的鋰離子電池荷電狀態估計

作者：巫春玲；胡雯博；孟錦豪；劉智軒；程琰清

摘要：針對在非高斯噪聲干擾下,傳統擴充套件卡爾曼濾波（EKF）演算法估計鋰離子電池荷電狀態（SOC）時精度低的問題,該文提出一種基於最大相關熵的擴充套件卡爾曼濾波新演算法（MCC-EKF）,用於估計鋰離子電池的荷電狀態。首先對鋰離子電池進行Thevenin等效電路建模,並對該模型中的引數進行辨識;然後在不同噪聲型別干擾下,分別運用所提出新演算法MCC-EKF和EKF演算法對電池進行SOC估計。

實驗結果表明,與EKF演算法相比,新演算法在高斯噪聲干擾下,執行時間增加0.282s,估計精度提高19%;在非高斯噪聲干擾下,執行時間增加0.418s,估計精度提高51%;可見新演算法的估計精度高於EKF演算法,尤其是在非高斯噪聲干擾下,新演算法的估計精度有顯著性提高。另外,新演算法在給定錯誤初始SOC值的情況下,在電池開始工作後10s內就能夠收斂到真實值,說明新演算法具有較好的魯棒性。故新演算法在執行時間增加很小的情況下,估計精度高且魯棒性好,是一種非常有效的SOC估計方法。

基於LightGBM的電動汽車行駛工況下電池剩餘使用壽命預測

作者：肖遷；焦志鵬；穆雲飛；陸文標；賈宏傑

摘要：行駛工況下電動汽車鋰離子電池剩餘使用壽命（RUL）衰退情況複雜,準確的RUL預測可為電池的定期維護和安全穩定執行提供指導,避免安全隱患。為此,該文提出一種適用於行駛工況下電動汽車電池的RUL預測方法。

首先,針對行駛工況,提出一種基於輕量型梯度提升機（LightGBM）的RUL預測模型,利用元學習超引數最佳化方法對其進行超引數調優;其次,搭建行駛工況下電池全生命週期容量測試系統,模擬行駛工況下電池所受振動應力、充放電應力環境和測試電池容量衰退情況;然後,基於動態時間規整對容量衰退的相似性分析結果,使用生成對抗網路（GAN）生成新的容量序列;最後,透過實驗資料驗證所提模型和生成容量序列的有效性。

計及常用恆流工況的鋰離子電池建模方法

作者：劉偉；楊耕；孟德越；李練兵；王炳章

摘要：鋰離子電池（LiB）的開路電壓Uoc和內阻R是對LiB進行特性評估的重要引數。由於兩者與LiB的荷電狀態（SOC）、電流I及溫度T呈非線性耦合關係,難以為工程應用建立一個引數（Uoc, R）相對於這些變數的準確的解析模型。

該文提出一種工程性建模方法,旨在建立引數（Uoc, R）與LiB常用恆流工況範圍內的變數（SOC, I, T）之間的對映關係。該方法首先在LiB常用工況範圍內設計多個恆流工況實驗以獲取包含變數（SOC, I, T）典型資訊的實驗資料;其次採用一套資料處理方法解決LiB執行中SOC與T同時變化問題,並測算典型工作點{SOC, I, T}下的（Uoc, R）;最後分析SOC、I、T到Uoc及R的對映關係,並構建開路電壓模型Uoc(SOC, T)和內阻模型R(SOC, I, T)。與現有方法相比,該方法建立的模型涉及的工況全面、實驗時間短、引數估計精度高,適用於LiB工程應用和特性研究。實驗結果驗證了該方法的有效性。

一種基於資料驅動與經驗模型組合的鋰電池線上健康狀態預測方法

作者：王萍；弓清瑞；張吉昂；程澤

摘要：鋰離子電池健康狀態（SOH）的準確估計是電池管理系統（BMS）的關鍵技術。該文提出一種基於資料驅動與經驗模型組合的線上SOH預測方法。透過電池容量增量分析（ICA）,找出與SOH相關性較高的兩個電壓升片段下所耗時間作為電池外部健康特徵（HF）,並使用高斯過程迴歸（GPR）的方法建立電池老化的資料驅動模型。利用資料驅動模型對電池工作初期的SOH進行預測,並使用預測值擬合指數經驗模型。

之後,電池各迴圈下的SOH用指數經驗模型來預測,並且每隔固定迴圈次數使用觀測器對指數模型引數進行一次修正,以保證電池SOH預測的準確性。實驗結果表明,該文所提的方法可以在減輕電池監測裝置負擔的前提下將預測精度保持在較高水平。

電機及其系統

雙繞組感應發電機系統無差拍電流預測控制策略

作者：卜飛飛；羅捷；劉皓喆；黃文新；秦海鴻

摘要：雙繞組感應發電機系統採用磁鏈定向控制策略可以分別對控制繞組有功電流與無功電流進行調節,從而獲得控制繞組與功率繞組兩端直流電壓的穩定控制。然而,該控制策略需採用多個調節器,使得控制器設計困難,也制約了雙繞組感應發電機系統的進一步發展與應用。針對該問題,提出雙繞組感應發電機系統的無差拍電流預測控制策略,建立發電機系統的預測模型,在一個控制週期內以消除被控量的誤差為目標,直接計算得到所需的控制量,又分析模型引數失配帶來的電流誤差問題,對該控制策略做了誤差補償。

該文所提出的電流預測控制策略避免了繁瑣的調節器引數整定過程,同時具有優秀的控制性能,實現了電流的無誤差跟蹤。樣機模擬與實驗結果驗證了雙繞組感應發電機系統無差拍電流預測控制的正確性與可行性。

基於Hilbert變換的雙饋風力發電機葉輪質量不平衡故障特性分析

作者：程侃如；萬書亭；繩曉玲；王萱

摘要：葉輪質量不平衡是風力發電機組常見的故障之一,現有分析方法是基於輪轂處的平均風速開展,沒有考慮風剪塔影效應引起的風速時空分佈對故障特徵的影響。該文提出並研究考慮風速時空分佈的葉輪質量不平衡故障特徵分析。

首先,對故障特性進行理論分析,使用dq座標變換推導得到考慮風剪下和塔影效應後葉輪質量不平衡故障下轉子角速度及定、轉子電流的解析表達,分析其變化特性。然後,在Matlab/Simulink搭建雙饋風力發電機模型及等效風速模型,使用Hilbert解調方法提取電氣訊號特徵頻率,以驗證解析推導的正確性。

結果表明,考慮風速時空分佈以及風剪下、塔影效應的影響後,葉輪質量不平衡故障將導致轉子角速度中存在1倍及3i（i=1, 2,…, n）倍轉頻,定、轉子電流中存在1倍及3i倍轉頻的調製頻率,其中,3i倍頻是由風速時空分佈造成的。

電力電子

電壓調整單元雙有源橋級聯絡統的阻抗匹配最佳化設計

作者：農仁飈；楊曉峰；周兵凱；李繼成

摘要：具有電壓調整單元（VAU）的雙有源橋（DAB）直流變換器是解決寬電壓輸入時電感電流應力問題的方案之一,然而VAU-DAB存在級聯穩定性問題。該文分別推導前級VAU輸出阻抗模型和後級DAB輸入阻抗模型,在複頻域下根據禁區概念阻抗穩定性判據分析級聯絡統阻抗比,研究阻抗特性對級聯絡統穩定性的影響。由於VAU輸出阻抗諧振峰值與DAB輸入阻抗存在交叉點,使級聯絡統由於阻抗不匹配而導致系統電壓振盪失穩。

在此基礎上,該文基於阻抗匹配準則,提出一種基於超前-滯後的阻抗最佳化調節器用以抑制VAU輸出阻抗諧振尖峰,使級聯絡統阻抗比滿足穩定性判據,提升了系統執行可靠性,並優化了電流應力。最後透過模擬驗證了該文提出阻抗最佳化調節策略的有效性及可行性。

用於改善直流鏈電流紋波的電流源型整流器扇區最佳化調製策略

作者：肖蕙蕙；周琛力；郭強；李山；周青青

摘要：電流源型整流器採用十二扇區空間向量脈寬調製（SVPWM）可縮短器件換流過程並減小開關損耗,但整流器在執行時直流鏈電流紋波較大,而採用增大電感值的方法抑制電流紋波會增大電感的損耗和體積,影響系統整體執行效能。

為此,該文首先提出一種適用於寬範圍執行情況下直流鏈電流紋波的最佳化調製策略。其次,基於十二扇區實現機理和電感電流紋波產生原理,透過所提出的電流紋波分析模型推導分析電流紋波表示式,並深入對比分析兩種調製策略的直流鏈電流紋波峰值分佈規律。最後,透過模擬和實驗樣機驗證了理論分析的正確性和調製策略的有效性。

高電壓與放電

混合式高壓直流斷路器分斷過程電磁瞬態建模和測試

作者：陳龍龍；魏曉光；焦重慶；湯廣福；崔翔 等

摘要：高壓直流斷路器是柔性直流電網的核心裝備,在數毫秒內分斷高達25kA的大電流,分斷過程會產生強烈的電磁騷擾,可能導致與絕緣柵雙極型電晶體（IGBT）直接相連的驅動和控制電路無法工作。由於缺乏針對直流斷路器位於高電位驅動的電磁干擾考核方法,導致驅動設計沒有標準可依。

該文透過理論分析和試驗測試相結合,對分斷時電磁瞬態過程進行數學建模,定性分析埠產生的電磁干擾原因,並在實驗室首次測試了500kV混合式直流斷路器樣機在大電流分斷時,集電極和發射極（VCE）、門極驅動（VGE）和電源等端口乾擾訊號,提煉了時、頻域干擾特徵。透過將測試結果與現有電磁干擾試驗標準對比,表明VCE/VGE在開斷過程的干擾特徵與浪湧和阻尼振盪波接近,而電源干擾特徵更接近阻尼振盪波,設計中應重點考慮這兩個試驗專案。

輸入串聯型變換器整合變壓器的分佈電容影響機制與繞組佈局方法

作者：孟濤；安彥樺；賁洪奇

摘要：基於變壓器整合的輸入串聯型變換器具有各串聯電路自然均壓、結構簡單的優勢,適合高壓輸入多輸出場合應用。在高壓場合,整合變壓器的分佈電容儲能對變換器影響較大。以該類輸入串聯型雙開關反激式變換器為研究物件,對整合變壓器分佈電容的影響進行深入研究。在對整合變壓器一次繞組各類分佈電容儲能進行分析的基礎上,提出一種可有效抑制分佈電容影響的該類整合變壓器繞組佈局方法。最後,在已搭建的該類輸入串聯型變換器實驗平臺上進行實驗研究,實驗結果驗證了理論分析的正確性以及所提方法的可行性。

直流GIL中線形金屬微粒電動力學行為研究

作者：程涵；魏威；Bilal lqbal Ayubi；孫優良；張黎

摘要：直流GIL中線形金屬微粒受力運動極易引發氣體間隙擊穿或者絕緣子沿面閃絡,降低GIL的絕緣效能,嚴重影響直流輸電系統的安全可靠執行。為研究直流GIL中線形金屬導電微粒電動力學行為機理,搭建自由微粒實驗裝置和觀測平臺,並建立直流下微粒電動力學模型。透過實驗與模擬相結合的方法,獲得線形金屬微粒荷電特性、啟舉與運動特性以及微粒運動導致的氣隙擊穿特性,並從微觀角度解釋了微粒啟舉與運動現象形成的原因。

研究結果表明,線形啟舉電壓只與半徑有關,與長度和電壓極性無關,隨著半徑增大,啟舉電壓升高,直流電壓極性不影響金屬微粒啟舉電壓幅值;線形微粒的運動及導致的氣隙擊穿與微粒半徑、長度和電壓極性有關,線形金屬微粒半徑小、長度增加時容易導致氣隙擊穿;線形金屬微粒形狀的不規則使得電場畸變作用加強,極性效應更明顯。

電暈極性效應導致正負極性下線形微粒的啟舉與運動及運動致氣隙擊穿特性呈現出明顯的規律,當達到啟舉電壓時,正極性下,線形金屬微粒一端抬起後,在下極板小幅跳躍、旋轉或者直立,難以貫穿氣隙;負極性下,線形金屬微粒貫穿氣隙運動,極易出現飛螢現象,為直流GIL中線形金屬微粒汙染防治提供了理論指導。

不同配置形式倒T型佈置絕緣子串直流冰閃特性研究

作者：黃亞飛；蔣興良；楊國林；朱梅林；陳宇

摘要：倒T型佈置方式能有效提高絕緣子串在汙穢覆冰條件下的閃絡電壓,降低跳閘事故率,但對其在直流電壓下的冰閃特性卻缺乏研究。該文在人工氣候室內模擬自然覆冰環境,以LXP-70絕緣子為試驗物件,以110kV電壓等級絕緣子串長為基準,開展倒T型佈置絕緣子串的直流冰閃試驗,得到不同覆冰度和汙穢度下不同配置形式倒T型絕緣子串的直流冰閃特性。

試驗結果表明,與普通懸式絕緣子串相比,倒T型佈置的絕緣子串的直流冰閃電壓提高了5.40%~12.54%;倒T型絕緣子串的直流冰閃電壓與等值冰厚及覆冰水電導率均呈負冪函式關係;倒T型絕緣子串的配置方式對其直流冰閃電壓有著顯著的影響。此外,該文得出不同汙冰引數（ISP）下不同配置形式倒T型絕緣子串直流冰閃電壓相對於普通懸垂串的提高比例,並透過臨界洩漏電流分析了倒T型佈置可以提高絕緣子串直流冰閃電壓的原因。該文結論為不同汙穢、覆冰地區輸電線路設計提供了參考。