摘要：《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。

《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。

电工理论

基于自适应模型降阶的三维非线性磁场快速计算方法

作者：刘禹彤；任自艳；迟连强；张殿海；张艳丽

摘要：为了解决有限元法（FEM）仿真分析中三维非线性磁场计算效率低、成本高的问题，该文提出一种基于本征正交分解（POD）的三维非线性磁场问题自适应模型降阶方法。该方法基于贪婪策略，将POD与径向基函数（RBF）相结合，同时采用改进的麻雀搜索算法（ISSA）计算RBF的最优宽度参数组合，构建更适配高阶系统的降阶模型。以TEAM24标准问题——非线性时变旋转实验装置的磁场模型和一台单相牵引变压器模型为算例，验证降阶模型的高效性能。结果表明：该方法在具有较高精度的同时具有高加速比，建立的模型具有较好的可泛化性。

基于驱动导体环的板件电磁成形电磁力分布与成形效果研究

作者：李梦瑶；邱立；易宁轩；何晨骏；李高宁

摘要：为实现电磁成形中电磁力的可控加载，提升板件成形效果，该文提出一种基于驱动导体环的板件电磁成形技术。该技术在板件与驱动线圈之间引入一驱动环，通过改变驱动环的材料参数与几何参数实现电磁力的调控。基于特定的AA1060铝板（铝板半径70 mm，铝板成形区域半径50 mm）进行了仿真研究。

仿真数据表明，驱动导体环的材质和几何结构的变化可以改变感应涡流从而实现电磁力的调控。与传统板件电磁成形相比，基于驱动导体环的板件电磁成形均匀成形范围Dr提高了1.61倍。在仿真基础上，通过驱动导体环板件电磁成形实验验证了仿真模型的可靠性。综上所述，基于驱动导体环的电磁成形技术能有效提高板件成形的均匀度。

基于边界元逆问题法的超低场磁共振大鼠脑部成像双通道射频线圈优化设计

作者：孟凡钦；郭轶；何为；徐征

摘要：目前超低场磁共振成像（MRI）质量较差，为提升图像信噪比，射频线圈需尽可能贴近成像区域从而提升信噪比。该文采用间接边界元法并从逆问题角度求出线圈流函数分布，再利用线性规划寻找最优线圈结构。为验证超低场MRI诊断颅脑疾病的有效性，采用上述方法，在54 mT下针对大鼠头-脑几何形状设计了双通道射频接收线圈，并对大鼠脑卒中及脑外伤模型进行成像试验研究。

试验结果表明，54 mT MRI能够检出水肿和血肿病变，且与病理切片或临床3 T MRI图像结果相符。同时，通过脑外伤模型7天的追踪观察，54 mT图像中病变的信号演变规律与高场影像一致。针对特定成像对象和非规则布线曲面，该文利用间接边界元逆问题法设计高信噪比射频接收线圈，大鼠模型试验证明超低场磁共振成像技术具有脑卒中与脑外份早期诊断与床旁影像监护潜力与价值。

电力系统与综合能源

分布式调相机暂态特性分析与暂态功角稳定性机理研究

作者：王彤；王潇桐；韩梓畅；王增平；赵伟

摘要：当前新能源装机容量与发电量占比不断攀升，分布式调相机可有效地抑制新能源机端暂态过电压，提升新能源送出能力，然而调相机在电网故障过程中也存在暂态功角失稳风险。

针对分布式调相机暂态特性与功角稳定机理，首先，建立保留新能源并网点电压特征的调相机功角时间尺度暂态分析模型，基于电气量相量关系分析了故障清除后调相机功角与新能源并网点电压的交互影响机理；其次，分析了故障暂态与故障稳态过程中新能源并网点电压相角二次跳变过程及原因，阐明了相角跳变、过渡电阻与新能源低电压穿越控制策略对调相机功角摇摆方向的影响机理；最后，基于暂态能量函数分析了新能源输出功率、调相机容量与送出距离对调相机暂态功角稳定性的影响，并在改进IEEE 39节点系统中验证了所提出机理与分析的正确性。

面向“花瓣型”配电网的旋转潮流控制器两阶段转速功率控制策略

作者：邵晨；颜湘武；贾焦心；吴炜林；李秉桢

摘要：随着有源配电网建设的迅猛发展，“花瓣型”配电网已成为主流供电结构，为保障配电系统的安全供电，应当进一步研究适用于有源配电网的功率控制方法。电磁式旋转潮流控制器（RPFC）是有源配电网功率控制的一种可行方案。

该文首先构建了基于瞬时无功理论的RPFC稳态功率解耦控制模型，然而由于旋转移相变压器转子位置角的协调控制难点，难以实现功率稳定控制；然后，通过伺服电动机两阶段转速控制和转速协调方案实现两转子角的稳定、无差控制，满足高精度、高可靠性和快速响应的功率调节需求；最后，研制了380 V/40 kV·A的RPFC样机及实验平台，并进行了功率调控和功率均衡实验。

结果表明，所提控制方案能够在s级实现调控，且控制精度保持在4%以内，具有良好的动、静态性能，能够满足未来“花瓣型”配电网的柔性合环运行。

面向全场景安全的储能投资高效规划方法

作者：程曹阳；杨知方；余娟；王新刚；周专

摘要：随着风电、光伏等新能源渗透率的不断提高，系统随机性与波动性的不断增强，科学合理地规划储能被认为是缓解新能源不确定性、提高电力系统安全性与灵活性的有效手段。然而，现有规划方法为了保证一定的计算效率，通常仅选取少量关键场景用以制定储能规划方案，无法确保其在全场景下的安全性，倘若对于全场景进行安全校核，又会因为模型规模大而导致求解时间在规划层面都难以接受。为此，该文提出一种面向全场景安全的储能投资高效规划方法。

首先，针对现有规划方法存在的安全风险，提出一种面向全场景安全的闭环储能规划框架，以及基于全场景集排序结果引导的场景更新策略，可以保证规划方案在全场景下的安全性，同时兼顾一定的计算效率；其次，提出了一种基于自组织映射（SOM）神经网络及场景关键指标排序的初始关键场景集生成方法，该方法无需预先给定聚类数量，能够较准确地反映全场景的关键信息，进一步提高了计算效率；最后，基于IEEE 30节点系统以及国内某省实际341节点系统进行算例验证，结果表明所提方法可以在保障规划方案在全场景下的安全性与最优性的基础上，尽可能减少需考虑的场景数量，提高求解效率。

计及风电、调相机支撑特性的频率安全约束分布鲁棒机组组合调度方法

作者：江一航；赵书强；王慧；汪盈杉

摘要：能源转型过程中，电力系统频率安全问题日益突出，现有调度方法难以兼顾频率安全性与风电消纳要求。为此，提出一种计及风电、调相机支撑特性的频率安全约束分布鲁棒机组组合调度方法。

首先，基于惯性控制及功率备用控制机理，提出一种适用于调度模型的全风况风电频率支撑特性建模方法；然后，对同步调相机及具备调相工况转换能力的改造火电机组频率支撑特性进行分析与建模，并将其统一纳入系统频率响应模型，通过时频域交替求解提取频率动态过程安全约束集，提出一种改进的分段线性化方法对非线性项进行线性转换；最后，基于数据驱动分布鲁棒优化对风电不确定性进行建模，构建嵌入频率安全约束集的两阶段分布鲁棒机组组合模型，以改进的列和约束生成算法对模型进行求解。

算例分析结果表明，调相机的有功替代效应对于减小系统弃风、提升系统旋转惯量水平具有积极作用，在调度框架中考虑风电、调相机支撑特性能够在兼顾系统频率安全的同时提升经济性。

基于末端机组电压前推的逆变型新能源发电场站故障等值计算

作者：刘岩；贾科；毕天姝；李伟涛；徐梓高

摘要：场站级的故障等值建模与分析方法是新能源集中并网地区的保护原理设计与定值计算研究的基础。传统的场站等值建模多采用单机倍乘和分群聚类算法，选取特征参数等值最终将场站模型简化，或者基于机组控制策略采用迭代算法进行求解，存在等值参数误差和计算不收敛的问题。

因此，该文首先分析逆变型电源故障后电流的控制策略；然后通过两点迭代的方法求取线路电压与机组输出电流的对应曲线，进而通过遍历末端机组电压，运用前推的方式得到场站并网点电压与电流相量的对应关系，求得逆变型新能源发电场站的等值曲线；最后通过仿真计算及实际短路试验数据验证显示，对于大规模逆变型新能源场站故障稳态的等值计算，所提方法无需复杂迭代计算，计算精度高，与试验录波数据平均等值计算误差为3.28%。

基于控保协同的三端混合直流输电系统线路保护

作者：戴志辉；牛宝仪；李铁成；奚潇睿；李杭泽

摘要：灵敏可靠的保护原理对多端混合直流输电系统的安全运行具有重要意义。现有多端混合直流输电系统线路保护原理易受过渡电阻、噪声等因素干扰，且多忽略与换流器控制环节之间的协调配合。为此，提出一种基于控制特征量的多端混合直流线路单端保护方案。

首先，利用故障电流变化方向进行故障区域识别；然后，基于不同故障情况下等效阻抗回路中电感的差异，分析不同位置故障时控制信号积分值的大小差异，以此构造区内、外故障识别判据，并利用正、负极控制信号积分值比值进行故障选极；最后，通过PSCAD/EMTDC进行仿真验证，结果表明所提保护方案能够可靠、灵敏地识别各种故障，且具有较强的抗干扰和抗过渡电阻能力。

基于故障主动控制的海上风电交流汇集线路时域距离保护

作者：郑涛；章若竹；吕文轩；刘森

摘要：海上风机通过电缆线路与海上模块化多电平换流器（MMC）相连接，构成海上风电交流汇集系统。由于海上风电交流汇集线路双端均为电力电子设备，基于双端通信的差动保护存在一定风险；其短路电流幅值受限、相位受控且具有大量谐波分量，基于工频量的距离保护可靠性较低。鉴于此，该文提出一种故障主动控制下计及分布电容影响的时域距离保护方案。

首先，提出降压限流控制策略，以避免海上MMC换流器在严重故障下的误闭锁；其次，为放大海上换流器故障特征并解决双端故障电流的相位差异导致单端距离保护性能下降的问题，利用海上MMC换流器的故障主动控制能力，通过锁相环调制特定频率的负序故障分量，该特定频率分量仅存在于换流器与故障点之间，从而避免了风机故障电流的影响；再次，充分考虑电缆分布电容的影响，基于线路π型模型推导故障微分方程，结合最小二乘法求解故障距离，并构造保护判据；最后，基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提方案的可行性及有效性。

计及冷负荷启动时变特性的弹性配电网供电恢复

作者：蔡胜；徐振钦；谢云云；丁波；仉梦林

摘要：极端灾害事件引发配电网停电后，利用分布式电源构建孤岛微电网恢复重要负荷供电，能有效提升配电网弹性。现有研究在制定配电网供电恢复策略时大都采用恒定负载模型，未考虑冷负荷启动时负载峰值引起的三相电流不平衡，无法保证孤岛微电网的安全运行。该文提出一种计及冷负荷启动时变特性的弹性配电网供电恢复方法。

首先，考虑冷负荷启动特性与停电时间之间的关系，建立与时间相关的冷负荷启动模型，并通过采样法生成负荷功率需求曲线；其次，以加权负荷恢复量最大为目标，考虑微电网功率平衡、电流不平衡度等约束，建立协同区域划分、恢复路径和负荷投运时序的配电网供电恢复模型；再次，对模型进行线性化处理，将其转换为混合整数规划问题进行求解；最后，采用IEEE 37节点配电系统，对所提方法的有效性进行验证。

电力电子

非隔离型低压柔性潮流转供装置共模电流直接闭环抑制策略

作者：曹晓军；何晋伟；乔学博；韩俊飞；王成山

摘要：非隔离型低压柔性潮流转供装置具有可主动调节配电网潮流、改善电能质量等功能，因其高效率、低成本、高功率密度等优势受到了高度关注。但多端变流器脉宽调制及动态耦合效应会产生复杂共模环流，影响系统安全稳定。

为了克服这一难题，提出一种基于开关周期平均共模电压直接调制的共模环流指定谐波闭环抑制策略。首先，建立非隔离型柔性潮流转供装置的精准共模电路模型，分析阻抗和主导次共模环流特性，揭示了开关周期平均共模电压和共模环流的关联性；其次，通过双侧变流器零矢量协调分配实现了等效平均共模电压的精准调节，在不影响差模电流动态调节的基础上实现了指定次共模环流的闭环抑制调控；最后，通过实验验证了该方法的可行性和有效性。

频率自适应的构网型变流器宽频带谐波电压抑制策略

作者：赵统；吴超；王勇；蒋顺平；黄秋燕

摘要：传统构网型变流器在复杂电网阻抗、非线性负载的应用场景下的输出电压会存在较大谐波而不满足电能质量要求。然而，传统构网变流器的控制目标在于维持基波电压幅值和频率的稳定，公共耦合点谐波电压的问题被忽略。为了提升构网变流器对谐波电压的抑制能力，该文提出了一种宽频带的谐波电压消除策略。

该策略在主要的谐波电压频率范围内均保持足够的增益，且与基波控制解耦。此外，所提策略不依赖于自适应谐振控制器、重复控制器中的谐波电压频率提取环节而对频率变化的谐波电压进行抑制，简化了控制器结构，使其便于工程实施。该文推导的构网变流器的小信号分析和阻抗模型也证明了所提策略在和基波控制解耦的同时有效地提升了谐波电压抑制能力。最后，通过实验验证了理论分析的准确性和有效性。

基于有限时间观测器的两级式储能变流器改进滑模自抗扰控制

作者：黄红杰；皇金锋；周杰

摘要：针对传统控制策略下两级式储能变流器功率变化时的暂态性能差和直流母线电压波动大的问题，该文设计了一种基于有限时间观测器的滑模自抗扰控制（ADRC）策略，并将该控制策略应用于变流器的功率控制和双向DC-DC变换器的直流母线电压控制中以提高系统的暂态性能。

首先，该控制策略以自抗扰控制（ADRC）为基础，将变流器之间的耦合部分归入集总扰动中，通过有限时间观测器快速、精准地估计扰动，并将扰动估计值通过前馈补偿以提高控制器的解耦能力；其次，采用基于改进的变速趋近律和积分滑模设计反馈控制律以提高误差的收敛速度和抗扰性能；再次，根据Lyapunov理论证明了该文控制的稳定性和有限时间收敛性；最后，进行了仿真及实验验证。结果表明，该文所提控制策略较PI控制和ADRC策略具有更好的解耦效果，并减小了并网电流谐波，提高了系统暂态响应能力。

桥臂复用模块化多电平变流器单极接地故障无闭锁穿越及能量均衡

作者：李宇薇；王毅；高玉华；于义轩；王琛

摘要：考虑到模块化多电平换流器（MMC）的轻型化和发生概率最高的单极接地故障穿越要求，桥臂复用模块化多电平换流器（AM-MMC）在单极接地故障下的无闭锁穿越及能量均衡问题亟待解决。该文在AM-MMC拓扑结构及工作原理的基础上分析了AM-MMC的单极接地故障特性，推导了故障电流数学表达式。通过在上、下臂配置全桥子模块，混合AM-MMC（HAM-MMC）可具备无闭锁单极接地故障穿越能力，并减少25%的电容数量，在轻型化及经济成本方面具有一定的竞争力。

由于AM-MMC复杂的复用模式及单极接地故障导致的上、下臂不对称，该文重点分析了其穿越过程中的能量不均衡机理，提出了通过基频及二倍频直接环流控制均衡桥臂能量的交替复用无闭锁单极接地故障穿越策略。基于Matlab/Simulink的仿真结果表明，HAM-MMC可无闭锁穿越单极接地故障，且所提控制策略较常规MMC均衡能量效果更好。

驻波移相有源电力滤波器在环形配电网中的应用

作者：张敏；孙孝峰；朱艳萍；沈虹；李昕

摘要：针对环形配电网中由功率因数校正电容与馈线电感之间谐振导致的背景谐波电压放大问题，提出了一种在环形配电网中点安装驻波移相有源电力滤波器（SWPS-APF）的谐波抑制方案，其抑制原理是通过移动谐波电压驻波的相位使驻波波腹靠近或恰好落在馈线始端，从而实现背景谐波的衰减。所提方案分为驻波左移和右移两种策略，两者具有不同的适用范围，但涵盖了所有工况。相比于传统的阻性有源电力滤波器（RAPF）方案，该文所提方案抑制背景谐波的效果明显，并且所需的补偿容量也更少。最后，仿真分析和实验结果均验证了该方案的有效性。

高电压与放电

高压大容量介电储能脉冲电容器电热耦合仿真分析与原位测试

作者：朱博峰；张晓；张冠祥；王鑫；鲁军勇

摘要：连发温升是导致电磁发射用脉冲电容器储能特性劣化甚至失效的重要因素，以往的薄膜电容器温度分布研究方法和结论缺乏对于极端应用工况等效性和测量结果进行全面、准确及实时性的考量。该文结合理论分析、有限元仿真以及原位测试等手段系统地研究了一种高压大容量脉冲电容器在连续浪涌电流冲击工况下的内部温升问题。

研究结果表明，在完成连续的50次脉冲放电后，仅由电容器内部电流焦耳热和自愈生热导致的温升约为0.7～0.9℃，但在并联汇流排热传导的作用下，电容器单体端部温升最高可达21℃，可见影响脉冲电容器内部芯子最大温升和应用安全的主要因素是芯子外部的热传导。该文的研究方法和结论对于改进电磁发射用脉冲电容器散热工艺，进而提高其在极端应用工况下的工作可靠性具有积极意义和参考价值。

典型配电故障下直流偏置电压形成及电压互感器熔断分析

作者：温伟杰；胡铁伟；陈晓龙；王磊；李斌

摘要：电磁式电压互感器（PT）高压侧保护用熔断器频繁熔断问题广泛存在于10～35 kV的中性点不接地配电网中，增加了电网的运维负担，威胁供电可靠性。

为分析PT高压侧熔断器频繁熔断的深层机理，该文基于叠加原理，采用数值计算方法，分析了典型故障下的系统空载暂态电压，发现该电压呈现交直流复合的特殊形态——工频电压附加直流偏置电压，归纳总结了直流偏置电压的形成条件和机理为：故障消失时，三相杂散电容的净电荷不为零（Qn≠0），且Qn无泄放路径而形成直流偏置电压。

在线路长度、PT阻抗、负载及无功补偿装置等不同因素影响下，研究了Qn泄放路径对直流偏置电压的影响规律，发现直流偏置电压作用下PT深度饱和是触发熔断器熔断的最终原因。最后，通过PSCAD/EMTDC中的10 kV配电网模型和380 V/150 V的实物动态模拟试验平台进行了仿真与试验验证。

基于非色散红外原理的GIS内部SO2含量高精度检测方法

作者：陈玉坤；褚继峰；阮卓奕；李浩源；杨爱军等

摘要：气体绝缘开关设备（GIS）内部放电会导致SF6气体分解出SO2等特征产物，可以根据SO2含量反演放电故障的严重程度。然而，现有的SO2气体传感器在检测精度、制造成本、设备体积、交叉敏感等方面无法兼顾。而且，GIS运行环境温度复杂多变，很容易导致传感器漂移失效。

因此，该文设计了一种基于非色散红外（NDIR）原理的双通道SO2检测装置，同时提出了一种基于多项式拟合系数修正的宽范围可迁移温度（0～40℃）补偿方法，可在1000 μL/L量程内实现对SF6背景下SO2的准确检测，平均检测误差小于±2.8%。通过模拟不同强度的SF6气体放电，获得了SO2浓度为27～118 μL/L的SF6分解产物。根据气相色谱仪的对标检测结果，所设计的SO2检测装置平均检测误差为±3.8 μL/L，证明了该SO2检测装置在GIS放电故障在线监测领域应用的巨大潜力。

GIS局部放电光信号检测技术及光学图像诊断方法

作者：李泽；钱勇；刘伟；臧奕茗；盛戈皞等

摘要：光测法是一种有效的局部放电检测技术。为研究典型局部放电的光学特征和光学图像诊断方法，首先搭建气体绝缘局部放电光电联合检测实验平台，实现光信号和电信号的同步采集；然后分别采用导光柱法和荧光光纤法对SF6气体中典型放电光信号进行实验测量和统计分析，对比研究两种光学检测方法的放电特征参数，包括起始放电电压、相位分布、脉冲幅值和数量等；最后，利用导光柱采集的典型局部放电信号，提出一种基于金字塔梯度直方图（PHOG）特征的局部放电光学图像故障诊断方法。结果显示该模型诊断准确率达90.4%，验证了基于导光柱的局部放电光学检测与诊断的可靠性。

气体间隙开关触发失效分析及寿命提升方法

作者：董冰冰；孟岩；郭志远

摘要：喷射等离子体触发型气体间隙开关响应迅速、结构简单，或将满足多端柔性直流电网用混合式高压直流断路器换流支路故障快速隔离的动作要求。

但目前对于重复触发放电累积效应引起气体间隙开关触发劣化进程的分析不足，计及多因素影响的触发寿命提升方法研究尚不明晰，为此该文搭建了气体间隙开关触发寿命研究平台，试验结果表明，触发腔性能劣化是气体间隙开关触通失败的主要原因。提高触发回路脉冲电容电压值可有效地降低放电时延抖动，但对寿命提升的影响可以忽略。

阶梯式地增大储能电容充电电压值，可明显提升触发寿命及触通稳定性。聚四氟乙烯（PTFE）掺杂无机填充物后，可有效提升等离子体喷射特性，但加剧了触发腔的烧蚀劣化，触发寿命表现为PTFE＞PTFE+0.2%MoS2＞PTFE+0.5%铜粉，研究结果可为气体间隙开关触发失效判断及寿命提升方法提供理论参考和工程应用指导。

高压大功率IGBT用液晶环氧性能研究（一）：热导率与耐热特性

作者：王争东；曹晓龙；杨淦秋；罗盟；周远航

摘要：随着绝缘栅双极型晶体管（IGBT）在工业应用上向高电压、大功率方向发展，对其散热、耐热、绝缘等性能提出了更高的要求，亟须研制高性能的绝缘灌封材料。该文提出利用联苯型环氧单体与联苯胺固化剂双液晶分子构筑液晶畴，着重调控材料热学及电气性能。

系列论文（一）研究了其相关热性能，研究表明通过利用液晶联苯胺固化剂与联苯液晶环氧构建具有π-π堆砌液晶畴及高交联密度网络结构的固化物，其玻璃化转变温度Tg可达247℃，与传统双酚A型环氧的Tg相比提高了76.4%；热导率提升至0.351 W/(m·K)，相对于双酚A型环氧提高了64.0%。此外，通过分子动力学模拟对交联聚合物的自由体积、Tg、热导率等微观参数及宏观性能进行了机理分析。

一种基于极化电流和脱陷电流的发电机定子线棒主绝缘劣化表征方法

作者：王思宇；周凯；朱光亚；杨帅；张跃

摘要：大型发电机定子线棒主绝缘在运行过程中会不可避免地受到热应力的作用，其内部的环氧树脂会发生后固化和劣化等过程。劣化会降低主绝缘体系的绝缘性能，从而影响整个发电机组的安全稳定运行。该文采用一种基于极化电流和脱陷电流的陷阱电荷密度和陷阱深度检测方法来评估绝缘的后固化和劣化状态，该方法能够表征热应力作用下的发电机主绝缘劣化状态和劣化机理。

首先制备环氧-云母薄片样本，分析脱陷电流提取方法，明确了利用脱陷电流表征陷阱电荷密度和陷阱深度的相关理论，采用针-板电极对样本进行陷阱电荷的注入，讨论并确定了脱陷电流测试过程中采用极化-去极化电流（PDC）法测试电场强度、电荷注入时间和电荷注入电压；其次，对热老化的样本进行脱陷电流的测试，通过陷阱电荷密度和陷阱深度的演变过程，明确了热老化初期绝缘后固化和热老化后期绝缘劣化的机理；最后，进行击穿场强测试、差示扫描量热（DSC）测试和局部放电测试，进一步佐证了通过脱陷电流表征环氧-云母绝缘劣化状况的结论，证明了通过脱陷电流来表征环氧-云母劣化程度的可行性。

温度对纤维素绝缘中水分吸附和解吸的影响

作者：杨超杰；刘云鹏；赵涛；杨家骏；刘一瑾

摘要：变压器内部温度的变化会促使水分改变其分布和聚集位置，而局部高含水量会严重影响油纸绝缘的电气强度。因此，有必要对不同温度下纤维素绝缘中水分的吸附和解吸进行研究。该文采用分子动力学的方法建立了三个不同含水量的105原子量级的油-纤维素混合体系（OCS），分别对其进行温升和温降模拟，得到了界面域和油域水分子数目（NW）的变化规律。通过分析纤维素绝缘的溶剂可及表面积（SASA）和微观扫描电镜（SEM）图，研究了温度变化和纤维素分子劣化对纤维素绝缘中水分吸附和解吸的影响。

结果表明，高温体系反向冷却后，油域的水分子会快速迁移到纤维素域，而纤维素在高温后的不可逆劣化会导致其吸附能力减弱。因此，大量的水分被滞留在界面域。对于温升模拟，温度越高，油域和界面域积累的水分越多，纤维素对水分的解吸作用越强。

值得注意的是，界面域的NW并不是一个单纯的增加趋势，而是先减后增的振荡增减趋势，温度越高，该趋势越明显。该文对油浸式电力设备水分的实时监测和绝缘性能评估具有重要的理论价值。

含水率对环氧浸渍纸低频介电弛豫过程的影响研究

作者：张宏亮；黄宁；刘鹏；金海；彭宗仁

摘要：环氧复合材料是特高压直流套管电容芯体的主绝缘材料，其受潮会对套管造成较大影响。为了明确含水率对环氧复合材料低频介电弛豫过程的影响，该文制备了环氧树脂和环氧浸渍纸两种试样，测量了不同湿度环境下两种试样的吸水特性和低频介电特性。综合运用Havriliak-Negami模型、复交流电导率、复电模量三种介电弛豫模型对介电谱信息进行拟合分析，得到了环氧浸渍纸中纤维素σ极化和界面极化的弛豫强度、弛豫时间、活化能等介电特性参数。

结果表明：含水率对环氧试样的低频介电特性影响很小，而对环氧浸渍纸试样的低频介电特性影响明显；水分会降低环氧浸渍纸试样σ极化活化能，提高σ极化介电弛豫强度；含水率的提升也会使环氧浸渍纸直流电导率增大，减小界面极化时间常数，增强界面极化介电弛豫强度。该文量化分析了环氧浸渍纸低频介电弛豫过程中含水率的影响程度和影响机理，为特高压直流套管受潮状态评估提供了理论基础。

介质阻挡放电等离子体处理变压器废弃绝缘油的实验探究

作者：张国治；王文祥；张磊；邵涛；张晓星

摘要：变压器废弃绝缘油不仅危害人体健康，而且威胁生态环境，安全有效地处理废弃绝缘油具有深远意义。基于此，该文采用介质阻挡放电（DBD）等离子体技术处理变压器废弃绝缘油，实验探究不同背景气体下平板式DBD和同轴式DBD降解处理废弃绝缘油的特征。

实验结果表明：经DBD等离子体处理后的废弃绝缘油发生断键脱氢反应，质量减少并生成气体，其中氩气背景下的同轴式DBD反应程度更充分；在氩气背景气体下，气体产物中H2组分体积分数超过50%，在空气背景气体下，气体产物中H2及CO2组分体积分数基本相当，均接近50%；且经DBD等离子体处理后的废弃绝缘油热重特性发生严重变化，转变为少量碳链更长的烷烃分子及大量更短的烷烃分子。该文研究成果可为变压器废弃绝缘油的处理提供新的解决思路。

来源：电气新科技