不同湿度环境下空冷发电机定子线棒端部表面放电特性

为了研究环境湿度变化对空冷发电机定子线棒表面放电的影响,通过对定子线棒端部进行磨损,设计制作了表面放电模型,在密闭室中诱发不同环境湿度下的表面放电。研究表面放电谱图随外施电压及环境湿度的变化规律,并提取表征放电特性的特征量。结果表明:随着环境湿度的增加,定子线棒表面放电活动逐渐减弱,各放电特征参量逐渐减小,并且电压负半周放电参量受环境湿度的影响较大。此外,随着环境湿度的增加,放电谱图发生明显改变。     

10kV异步电动机定子绕组相间放电指纹分布规律

10 kV异步电动机在运行过程中,机械振动会对绕组端部主绝缘造成横向撕裂,产生相间放电,大大降低其绝缘性能。针对这一问题,笔者对高压电动机真机定子绕组端部进行分析,设计制作了绕组相间放电模型,研究了10 kV异步电动机真机定子绕组在不同电压等级下放电指纹的分布规律。在屏蔽室环境下对其施加电压诱发相间放电,提取表征放电特性的特征量,观察并记录相间放电热点分布。该研究为10 kV异步电动机主绝缘在线监测及故障诊断提供理论依据。     

脉冲电压下环境湿度对PI薄膜局部放电特性的影响机理

以聚酰亚胺普通薄膜和聚酰亚胺纳米(Al2O3)复合薄膜为研究对象,研究了环境湿度对聚酰亚胺(polyimide,PI)薄膜局部放电参量的影响机理。结果表明:在低湿度下,随着湿度的增加,薄膜在重复脉冲下的局部放电起始电压(repetitive partial discharge inception voltage,RPDIV)降低,平均放电次数和平均放电幅值升高;在高湿度环境中,随着湿度的增加,薄膜的RPDIV呈升高趋势,平均放电次数和平均放电幅值降低。湿度对薄膜绝缘寿命的影响存在一个临界值。     

高压开关柜支柱绝缘子污秽绝缘状态的试验研究及诊断

针对高压开关柜设备密封性能较差而易引发绝缘子表面污闪等问题,文中基于10 kV高压开关柜对不同条件下支柱绝缘子污秽状态展开了研究。首先,试验研究了实际运行电压下的泄漏电流,结果表明,无论是随着绝缘子表面污秽等级还是湿度等级的增加,泄漏电流基本都随之呈现指数增长的趋势;其次,加压实验结果表明,低中湿度下随着电压的增加,泄漏电流的负半周会首先出现放电脉冲,随着电压继续增加放电脉冲急剧增加,湿度越大增加趋势越明显。高湿度下由于污层干区不易形成,使得在泄漏电流正半周的放电发展更强,形成的放电通道虽少但路径较长足以贯穿整个绝缘子污层表面;最后,笔者以一个周期内的泄漏电流峰峰值作为污秽绝缘状态的表征参数,构建了表征不同绝缘等级的隶属函数,得到的结果能够良好地表征实际情况。     

温度和湿度对高压电动机定子绕组相间放电的影响

为了评估温度、湿度对高压电动机定子绕组相间放电特征的影响,设计制作了相间放电模型,搭建了用于不同温度和湿度下相间放电的试验平台,采集了不同温度、湿度下的相间放电谱图,分析了相间放电的最大放电量、放电重复率、平均放电功率等随温度、湿度和电压的变化规律。结果表明:高压电动机定子绕组相间放电过程与温度、湿度密切相关。随着温度的升高,相间放电的起始放电电压减小,正、负半周放电起始相位左移,最大放电量、放电重复率、平均放电功率逐渐增大;随着湿度的增大,相间放电的起始放电电压增大,正、负半周起始放电相位右移,各放电参数逐渐减小。     

利用红外热像检测高压绝缘子污秽度的影响因素研究

针对不同环境温度、环境湿度、实验电压下绝缘子污秽程度的识别,提出了一种基于红外热像特征和BP神经网络的智能识别方法。以污秽绝缘子表面温度分布的方差值及其相对于环境平均温度的最大温升和平均温升作为污秽特征,结合环境温度、湿度、实验电压共6个量作为BP神经网络输入,通过神经网络强大的非线性映射能力实现污秽等级的自动识别。实验分析表明污秽特征的选取剔除了环境温度的影响,在不同电压等级与湿度条件下,不同污秽等级特征数据虽有部分重合,但神经网络引入电压等级与湿度作为多维输入,因此同样可以准确区分不同污秽等级。实验结果证明该方法能有效实现不同环境温度、环境湿度、实验电压下的绝缘子污秽等级识别。     

电机绝缘系统在高频冲击下局部放电试验研究

高频冲击局部放电(PD)测试可以有效的检测电机绝缘系统的绝缘状态。根据传感器的不同,电机绝缘系统在高频冲击下PD测试方法主要有两种:高频电流传感器法和超高频天线法。试验表明:在高频冲击电压下,PD主要发生在冲击的上升沿和下降沿,在同一放电电压下,上升沿和下降沿的PD幅值较大;在风力发电机定子绝缘系统鉴别试验中,随着老化试验的进行,线圈的PD起始电压总体呈下降趋势。通过鉴别试验,可以确定绝缘系统的冲击电压绝缘等级及类型。     

典型不溶污秽染污绝缘子在不同环境湿度下的吸水和闪络特性研究

污秽绝缘子在表面湿润达到一定程度时容易发生放电甚至闪络,此现象严重威胁着输电线路的安全稳定运行.本文针对绝缘子表面常见的3种不溶污秽成分SiO2、Al2O3、Fe2O3,分别开展了不同环境湿度下的不溶物吸水试验和绝缘子闪络试验,并对试验结果进行了分析,探究环境湿度对不溶物吸水特性和绝缘子闪络特性的影响.结果表明:SiO2的吸水性最好,Al2O3次之,Fe2O3吸水性极弱或无吸水性;SiO2和Al2O3随着环境湿度的增加,吸水速度变快,且饱和吸水量增高;在饱和湿度下,SiO2和Al2O3染污绝缘子的表面污秽容易随着水滴的滴落而流失;绝缘子污闪电压梯度随环境湿度的增大而减小,此种现象在湿度较低的情况下表现得愈加明显.     

紫外成像技术在变电站带电检测中的应用

正变电站的高压设备在大气环境下运行较长时间后会出现一些结构性缺陷,或随着表面污秽的增加和环境湿度的影响绝缘性能下降,从而产生电晕或表面局部放电。电晕属于高压脉冲放电,会使空气发生化学反应,产生臭氧及氧化氮等物质,引起电气设备绝缘性能下降,进而造成设备事故。因此,及时、准确地检测出电晕放电等级对保证电网的安全运行至关重要。目前,电力设备一般通过红外成像仪、超声电     

大型水轮发电机定子绕组端部电场分布特性研究

为分析大型水轮发电机定子绕组端部电场分布特性,寻找端部电场薄弱环节,本文建立三维有限元仿真模型,分析了异相间和同相间模拟绕组电场分布和电位分布,并通过紫外成像仪进行实际试品的电晕检测试验加以验证和分析.结果 表明:异相间模拟绕组的电场薄弱位置处于绝缘间隔垫块周围,在额定18kV电压下,异相间模拟绕组绝缘间隔垫块的最大电场强度为8.38kV/cm,相较于同相间模拟绕组"R"角和出槽口的电场薄弱部位,异相间模拟绕组的绝缘间隔垫块在实际试验中更先发生电晕放电.     

绝缘材料表面污秽颗粒积聚规律研究北大核心CSCD

绝缘材料表面污秽颗粒积聚规律的不同会引起绝缘材料表面闪络电压的不同,从而对输电线路的安全运行造成影响。为了研究材料表面污秽颗粒积聚规律,文中利用人工气雾室,通过改变电极两端电压及环境相对湿度,对硅橡胶和钢化玻璃两种绝缘片进行人工积污试验,分析了材料类型、环境湿度、施加电压对污秽颗粒积聚速率、颗粒粒径、积污量等的影响。结果表明材料、电场以及环境湿度对表面污秽颗粒积聚均有影响:环境湿度对于绝缘材料表面污秽颗粒积聚效应的影响主要在污秽粒径大小及积污总量上;而电场强度不仅对绝缘材料表面污秽颗粒的粒径大小及积污总量上有影响,而且在污秽颗粒积聚速率上也有影响。同时通过理论分析,发现湿度对材料表面积污的影响主要是由污秽颗粒表面水膜附着程度以及材料亲水性能决定,而电场材料对表面积污的影响主要由材料电荷存储能力、污秽颗粒极化作用和电凝并效应共同决定。     

特高压倒V型串杆塔间隙放电特性及绝缘配置分析

为得到特高压同塔双回线路新型倒V串杆塔间隙绝缘配置,建立了特高压双回倒V串全尺寸试验塔头,开展了倒V串高压电极对杆塔构架不同间隙距离下的放电特性试验研究,获得了工频电压、1 000μs长波前冲击电压和雷电冲击全电压类型放电特性曲线。结果表明对于3种电压类型,下相间隙50%放电电压梯度均高于中相间隙,其中,下相间隙1 000μs波前操作冲击放电电压梯度较中相间隙高4.6%。结合特高压交流系统电压特点,提出了海拔1 000 m条件下特高压同塔双回线路倒V串间隙配置推荐值,工频电压控制间隙取2.9 m,操作过电压控制间隙取6.5 m,平原和山区雷电防护间隙分别取6.7 m、7.2 m。     

紫外成像法的GIS盆式绝缘子局部放电研究

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在电力系统中占有重要地位,盆式绝缘子是GIS内部重要的部件,其表面放电是影响GIS安全运行的重要因素,文中在盆式绝缘子表面设置了典型的绝缘缺陷模型,利用紫外成像仪记录了其表面放电引起紫外光子发射的整个过程,分析了典型放电缺陷模型下的放电电压与光子数之间的关系,对绝缘子表面放电进行了探索,取得的结论:1表面放电紫外光子数随着缺陷尺寸的增大有增大趋势,但是多次重复性实验表明存在饱和特性;2当模拟的同一种绝缘缺陷位于盆式绝缘子不同位置的时候,放电初始电压不同,相同电压下的光子数目也存在较大差异;3当绝缘缺陷距离导杆距离大于6 cm时,在相同电压下的放电明显减弱,产生的紫外光子数也明显减少。这些结论有助于后续对盆式绝缘子表面电荷特性的深入研究,同时也为现场检测GIS局部放电提供了依据。     

空气开关柜局部放电特征分解组分实验与仿真

以针-板放电模型为基础,通过实验和仿真计算研究分析了空气在不同湿度和局部放电电压下的分解组分及其产生机理。利用Materials Studio仿真计算了空气放电过程中可能出现的所有组分,并分析了各分解组分的产生途径。通过分析各组分参与的化学反应的反应热和反应势垒,解释了CO和NO_2可以作为表征开关柜绝缘缺陷特征组分的原因,为通过检测空气分解组分监测开关柜绝缘状态奠定了理论基础。实验过程中检测到的空气分解特征组分分别为CO和NO_2气体。当湿度一定,放电电压以0.5 kV的梯度由6 kV上升至7.5 kV时,CO、NO_2浓度均随着电压的升高而升高。当放电电压一定,空气相对湿度分别为50%、70%、90%时,CO浓度随着湿度的增加而增加,NO_2浓度随着湿度的增加而大幅减小。在一定电压与湿度下,CO浓度随时间呈现出线性增加趋势;NO_2浓度增长速率随放电时间逐渐降低,呈现出一定的饱和现象。     

高海拔与磁场环境下环氧树脂的绝缘破坏

为研究磁场环境下的绝缘破坏,采用印刷电极方法,将0.018mm厚的铜薄印制在环氧树脂绝缘板试样表面作为实验电极,使用直流高压电源,测试研究了高海拔低气压和磁场环境对环氧树脂小绝缘间隙绝缘破坏的影响。结果表明:随着气压的降低,起始放电电压减小,绝缘破坏时间延长;磁场环境下的起始放电电压比无磁场时低;磁场环境下的绝缘破坏时间依赖于磁力线与试样表面的相对夹角。     

雷电及操作冲击电压下几种典型油纸绝缘缺陷模型局部放电特征图谱的分析与比较

在冲击电压试验同时进行局部放电测量,通过分析局部放电量大小,并结合分析放电特征,则可更灵敏地反映被试设备的绝缘故障类型和严重程度,有利于更加准确客观地反映被试品绝缘性能是否满足运行需要。文中首先对冲击电压下典型油纸绝缘电场分布开展了仿真研究,制作了4种典型油纸绝缘缺陷模型。其次采用自积分型罗可夫斯基(Rogowski)线圈型电流传感器测量局部放电高频电流。在雷电及操作冲击电压下对4种典型油纸绝缘缺陷开展了局部放电特征试验研究。试验结果表明:相同绝缘缺陷模型在不同电压波形作用下局部放电波形时域特性明显不同;相同电压波形作用下不同绝缘缺陷局部放电波形时域特征差异明显。这些结果可用于后续建立相应模型的放电特征图谱库,用于不同绝缘故障类型局部放电识别研究。     

电压互感器手车复合绝缘失效及电场分布的研究北大核心CSCD

复合绝缘是空气绝缘开关设备小型化设计的一种重要绝缘方式。复合绝缘结构的PT(电压互感器)柜运行情况表明,该类型产品的绝缘故障率较高,特别是在湿度和污秽联合影响下,因绝缘结构设计不当的产品很容易产生局部放电,进而引发相间短路。究其原因,绝缘隔板是相间短路的"桥梁"。文中对一起24 kV PT手车三相短路事故原因进行了详细分析,通过电场仿真结果可以看出:在复合绝缘结构中,高压对绝缘板之间的距离是复合绝缘结构设计的关键。文中的故障分析以及电场分析为新产品开发与故障诊断提供了有益的参考。     

电压类型对球板电极下油纸绝缘局部放电起始特性的影响

检测局部放电是监测换流变压器绝缘状态的有效手段,但是针对不同电压类型(交流、直流以及极性反转电压)对油纸绝缘起始放电特性影响的研究很少。为此,通过球板电极对油纸绝缘施加交流、直流以及交直流复合电压,借助常规脉冲电流法和宽带脉冲电流法2种检测手段,研究了油纸绝缘在不同电压类型下发生起始放电时的起始放电电压、视在放电量、放电相位以及放电波形等的差异。研究结果表明:不同电压类型时,起始放电电压按照电压升序排列为交流、正极性直流+交流、正极性直流、负极性直流+交流、负极性直流;直流下的起始放电电压比交流下高4倍;球板电极下油纸绝缘起始放电均多发生在1、3象限,且2个象限的放点次数不同。此外交流和直流电压下发生起始放电时,其放电脉冲的波形特性各不相同;正极性直流下起始放电脉冲波形最陡(脉宽为数ns),中心频率最高(42 MHz),而负极性直流下起始放电时脉冲最平坦,中心频率最低。     

振荡型冲击电压下GIS绝缘气隙模型的局部放电研究

为更加全面地对GIS设备进行现场试验检测,根据相关规程规定,GIS设备现场交接试验中应增加冲击电压试验.设计了符合IEC 60060-3规定的振荡型冲击电压发生器,制作了不同尺寸的绝缘气隙缺陷模型,并搭建了冲击电压下局部放电脉冲测量系统,研究了冲击电压下尤其是振荡型冲击电压下GIS绝缘气隙缺陷的局部放电特性,比较了不同电压类型下缺陷的局部放电所表现出的不同特征,分析了冲击电压下气隙缺陷局部放电机理与过程.对振荡型冲击电压在较高等级的GIS现场耐压试验中的运用有一定的指导意义.     

重复方波电压频率对变频电机匝间绝缘放电的统计特性影响

采用电磁检测方法借助重复脉冲电压参数可调的高压脉冲电源构建脉冲电压下的绝缘局部放电检测平台,研究重复方波电压的频率变化对变频电机单点和多点匝间绝缘放电模型局部放电统计特性的影响规律.结果表明:随着频率增加,绝缘单点和多点放电幅值均显著减小,这可能是由放电后绝缘表面残留电荷分布特性发生改变、激发初始电子概率增加及表面温升增加等综合因素引起.根据研究结果,在进行电机绝缘放电检测时应仔细考虑方波脉冲电压频率对局部放电脉冲的影响,选择合适的电压频率以提升测试灵敏度和准确性.