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有关高压绝缘与橡胶的书籍

January 4, 2016 • From Research View, Utility Practice & Experience, 最近文章汇总

回想起中学时代, 化学老师安排我们购买第51版 ‘橡胶书’, 这是我们对《化学橡胶公 司之化学与物理手册》的昵称。这让我父亲感到很高兴, 他的那一本是第31版, 2700 页的书纸张很脆弱, 封面已经被我磨损, 他因此感到很沮丧。当时互联网与计算器还 未出现, 橡胶书是从事多种不同工作的参考书, 包括求解定积分, 读出黄金分割比小 数点后的第45位, 查出氟硅酸钡的熔点与溶解度等等。1981年, 我买了一本第62版 的, 替代因多年使用而严重磨损的老版本。这本书仍保存完好, 但现在更多时候被 用作我小孙女的增高垫, 我小孙女觉得很奇怪, 为什么这本由硬纸板与纸张制成的 书被叫做橡胶书。 CRC出版社在我职业生涯的发展中起着另一个至关重要的作用:他们出版了我的两位 导师著的参考书: A.R.(Bob)Hileman, 最初在西屋公司工作, 与Farouk A.M. Rizk, 在魁北 克水电研究院 (Hydro-Québec’s Institute of Research, 简称IREQ) 工作多年。Hileman 于1999年出版了一本名为《电力系统绝缘配合》的书, 汇总了他在西屋公司与宾州 州立大学上课时的讲稿。这本书写在CIGRE与IEEE分别在技术手册63与标准1243 中确立了各自的输电线路防雷击性能评估方法之后。咋看上去, 两种方法似乎有着 根本的差别, 但Hileman对待这两种方法的其中一个精髓之处是展示了两者最终的 计算结果不约而同如此近似。 每当我打开他的书, 都会不知不觉翻开第52页, 此处介绍了测量操作冲击强度的一 般方法。Hileman十分依赖‘间隙因素’的表格, 示意图与经验公式, 将高压测试棒 板间隙闪络的基本实验室结果与实际几何形状相关联, 尤其是外侧相导线与塔窗或 导线与横担的电气强度。 操作冲击闪络强度在超高压与特高压输电线路的发展中起着重要作用, 约50年前对 这一课题的兴趣达到了顶峰。当时的试验表明操作冲击强度与距离间不成线性关 系, 事实上, 其中一个最普遍的模型是U=3400kV/(1+8/d), 其中U代表闪络强度(kV), d代表间隙距离 (m), 这一模型表明, 只要电压超过3.4MV, 闪络距离将无限大。但是, 在有效适用范围内, 该公式在工程方面所起的作用是激发电力工程师找到如何降低操 作冲击的幅值, 而不是建造超大型的塔。预加装电阻的现代断路器, 电站级的避雷器 以及电磁暂态仿真都是为降低幅值而努力的成果。 自20世纪70年代以来, 操作冲击闪络工程或许一直平稳。但我们对于闪络的物理过 程, 包括电弧动力学与电晕的理解在IREQ的黄金研究时代得到了大幅度提升, 包括 Rizk博士于1972年展开的研究以及他的合作伙伴Giao N. Trinh于4年前展开的研究。 他们长期被公认为是IEEE的同僚, 预期他们现在正过着更安逸的生活。然而, CRC出 版社今年4月出版了他们合作推出的一部新书《高压工程》, 将他们合并共计100年 运行经验的许多深刻见解浓缩到仅773页的书中。 电场计算描述了一些具体的案例, 例如可以使用Rogowski与Bruce型电极, 以确保研 究人员在将其用于3-D前, 理解圆柱型对称问题中电场的复杂软件。也处理了大量 关于高压试验的统计信息。在本章中, 我发现了一个很好的讨论:关于最小试验次 数 (9) 以及1分钟与30分钟耐受试验结果之间关系的新见解。 对气体电气击穿的大量研究工作是找出与各种正负电晕模式相关联的电流的最佳途 径。处理长空气间隙击穿的操作简单, 有赖于Rizk博士的连续起始先导模型与2-20m 范围内的试验数据相吻合。对模式进行比较以修正5到15g/m3范围的绝对湿度凸显 了Rizk物理方法的另一个优点。该模型在处理雷击附着方面也很突出, 它考虑了先导 与接地结构之间的最后100米跃迁这一类闪络问题。
INMR的读者们可以直接翻到第10章, 高压绝缘子。我发现了灰密 (NSDD) 与等值盐 密 (ESDD) 的新比值点, 约为5:1, ESDD的重量约占18%。我也找到了一直困扰我的 一个比值点的满意解释。空间分析表明, ESDD与风速以及暴露时间成线性关系, 但 是在海边, 则与速度立方成线性关系。造成这个现象的原因是盐颗粒密度与风速的 平方成比例关系。 书中明确了污闪过程中交流重燃现象的重要性。干区上绝缘性能的恢复是Rizk于43 年前做出的其中一项贡献, 但是在研究者使用直流模型去拟合交流试验结果时, 这 一方面的问题仍未得到解决。我也很欣赏章节中注重高压试验与测量的技术实用 性, 通过引入信号电缆及大型高压分压器特性阻抗来进行电流与电压的测量。祝贺 Rizk与Trinh博士出版了令人难忘的书。
Dr. William A. Chisholm W.A.Chisholm@ieee.org 高压输电线路的发展中,橡胶书是从事多种不同工作的参考书 高压绝缘 有关高压绝缘与橡胶的书籍 abookrubber

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