配電線路用多間隙避雷裝置

武漢愛(ài)倫菲尼克斯科技有限責(zé)任公司、武漢愛(ài)勞高科技有限責(zé)任公司、中國(guó)石化安全工程研究院、北京愛(ài)勞高科技有限公司、中石化勝利油田分公司、武漢天宏防雷檢測(cè)中心發(fā)展有限公司、中石化茂名分公司、武漢市標(biāo)準(zhǔn)化研究院、襄陽(yáng)市防雷中心。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了10 kV～35 kV配電線路用多間隙避雷裝置的標(biāo)準(zhǔn)額定值、運(yùn)行條件、技術(shù)要求、試驗(yàn)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸和貯存、安裝注意事項(xiàng)等。 2100433B

劉旭、王姣、劉全楨、劉寶全、羅家明、謝超、畢曉蕾、姜輝、吳求兵、黃青、劉正君、曾偉、蔡永輝、晏紫淙、熊備、羅俊、賈云崗、王小芳、常立、楊慧、李家寧、齊靜靜、柯紅海、于志國(guó)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于10 kV～35 kV配電線路用多間隙避雷裝置的生產(chǎn)、安裝和運(yùn)行。

允許間隙變動(dòng)的兩個(gè)極限值，裝配后實(shí)際間隙下兩個(gè)極限間隙之間變動(dòng)。

兩個(gè)極限間隙的中間值在實(shí)際生產(chǎn)中平均間隙更能體現(xiàn)其配合性質(zhì)。

平均間隙X_a的計(jì)算：

電子電導(dǎo)研究背景

分布作用速調(diào)管(EIK)作為一種新型微波源器件，因其在高頻段具有高功率與高效率的特點(diǎn)，正被深入地研究。EIK的核心技術(shù)是采用多間隙耦合腔作為高頻電路。多間隙腔提高了電路的特性阻抗，從而提高了間隙中注波互作用效率，并增加了帶寬。由于間隙間相互耦合使得諧振腔模式增加，這些模式的存在和互相干擾會(huì)影響速調(diào)管的正常工作，尤其當(dāng)非工作模式不穩(wěn)定時(shí)，更會(huì)嚴(yán)重影響速調(diào)管的工作特性。因此對(duì)多間隙腔的模式及其穩(wěn)定性的分析非常重要。

電子電導(dǎo)是反映間隙注波互作用過(guò)程中電子注與電路高頻場(chǎng)能量交換的重要參量。對(duì)電路穩(wěn)定性的分析足以通過(guò)間隙電子電導(dǎo)的正負(fù)來(lái)判斷電路是否陷于正反饋，并因此采取措施進(jìn)行抑制。對(duì)于多間隙腔，通常將耦合腔等效為一個(gè)間隙來(lái)計(jì)算電子電導(dǎo)。但多間隙腔中電子注在每個(gè)間隙都與高頻場(chǎng)進(jìn)行注波相互作用，在每個(gè)間隙上體現(xiàn)出不同的電子負(fù)載效應(yīng)，整體的電子電導(dǎo)無(wú)法反映單個(gè)間隙中的注波互作用機(jī)理，也不能對(duì)間隙中的模式穩(wěn)定性進(jìn)行深入分析。為進(jìn)一步研究多間隙耦合腔中的注波互作用機(jī)理及更加深入細(xì)致地分析間隙模式的穩(wěn)定性，也為了發(fā)展EIK注波互作用計(jì)算模型，需要研究在單個(gè)間隙上的注波互作用與電子負(fù)載效應(yīng)。研究利用空間電荷波理論，以三間隙耦合腔為例，推導(dǎo)了耦合腔中每個(gè)間隙電子電導(dǎo)的計(jì)算公式。利用各個(gè)模式的電子電導(dǎo)，進(jìn)行了多間隙耦合腔的模式穩(wěn)定性分析。建立了仿真模型，分析了耦合腔中各個(gè)間隙模式的注波互作用特性及電子電導(dǎo)的變化趨勢(shì)。

電子電導(dǎo)理論分析

根據(jù)空間電荷波理論，快波和慢波與間隙中高頻場(chǎng)進(jìn)行互作用，產(chǎn)生能量交換，它們?cè)谧⒉ɑプ饔弥械挠绊懖煌?。快波的相速高于電子注的相速，?dǎo)致電子注吸收功率，使電子電導(dǎo)為正值。而慢波相速低于電子注相速，其互作用導(dǎo)致電子注放出功率，使電子電導(dǎo)為負(fù)值。由電子電導(dǎo)計(jì)算式得到，當(dāng)快波在與某一模式的間隙場(chǎng)互作用中占據(jù)主導(dǎo)時(shí)，即其耦合系數(shù)M(β₁)與相位因子F(β₁)的乘積大于慢波時(shí)，電子電導(dǎo)為正，該模式處于穩(wěn)定狀態(tài)。反之當(dāng)慢波占主導(dǎo)時(shí)，電子電導(dǎo)為負(fù)值，則電路陷于正反饋，容易產(chǎn)生自激導(dǎo)致不穩(wěn)定。電子注中的快慢波與各個(gè)模式場(chǎng)的同步及耦合作用共同決定了模式的穩(wěn)定性。由于各個(gè)模式參數(shù)不同，導(dǎo)致其與電荷波中的快波或慢波的互作用中強(qiáng)弱關(guān)系也不同，所以模式穩(wěn)定特性也不同。合理選擇電子注參數(shù)及間隙參數(shù)，可以使諧振腔各個(gè)模式的間隙電子電導(dǎo)都為正，從而使電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證系統(tǒng)的正常工作。

電子電導(dǎo)研究結(jié)論

研究利用空間電荷波小信號(hào)理論，建立了多間隙耦合腔中單個(gè)間隙電子電導(dǎo)的計(jì)算模型，并用來(lái)進(jìn)行了間隙注波互作用及穩(wěn)定性分析。以三間隙耦合腔為例進(jìn)行了計(jì)算與分析，結(jié)果顯示：不同模式的各個(gè)間隙電子電導(dǎo)不同，Ge₃/G₀受注電壓及間隙距離影響最大，其對(duì)注波互作用及電路穩(wěn)定特性的影響也最大;對(duì)于2π模式，當(dāng)間隙距離渡越角為2π左右時(shí)，電路各模式處于穩(wěn)定，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中還要綜合考慮注波互作用效率。本計(jì)算模型可以更加深入地分析間隙注波互作用過(guò)程與電路的模式穩(wěn)定性，還可以用于多間隙腔注波互作用的計(jì)算機(jī)模擬仿真。但本模型僅限于討論3個(gè)間隙，對(duì)更多間隙情況，由于其互作用過(guò)程的復(fù)雜及間隙模式的增多，尚難以深入分析，需要更進(jìn)一步的研究工作。