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绝缘子表面积聚的电荷会畸变电介质表面电场进而引发沿面闪络。为研究空气氛围中绝缘介质表面在沿面流注放电发展过程中动态电荷积聚情况,在自主开发的二维流体沿面放电仿真模型中增加化学反应体系,模拟了正负极性沿面放电在起始及发展过程中流注自身特性以及介质表面电荷分布特性的演化过程。研究发现施加电压为负极性时,介质表面始终累计负电荷,沿面流注头部累积电荷量极高,流注头部后方界面处电场极性反转,正离子向介质表面运动;施加电压为正极性时,沿面流注头部累积正电荷,尾部电子朝介质表面扩散,介质表面总电荷量为负值。 相似文献
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油纸界面的局部放电是油浸式变压器中油纸绝缘失效的主要原因之一。本文在多分支流注放电数值模型基础上通过进一步考虑油纸界面的电荷输运特性,构建了油纸绝缘系统中的多分支流注放电模型,并利用有限元法分别对天然酯绝缘油/纸介电常数配比、针电极与纸板的间距影响下的沿面放电特性进行了研究。结果表明,针电极与纸板的间距及油/纸介电常数配比均会显著影响流注分支;针电极与纸板的间距越小,油纸界面处的流注分支间的抑制越明显,油纸界面的流注对z-轴流注的影响更显著;当绝缘油介电常数相比纸板大时,流注在油中的发展和分支更为显著,反之则流注更易沿纸板表面发展及在油纸界面聚集电荷。 相似文献
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为揭示环境中初始电子浓度对气体放电过程的影响,利用等离子体流体力学模型研究了大气压下5mm针-板空气间隙的流注放电过程。采用的等离子体流体力学模型包括了电子、正负离子连续性方程和电场的泊松方程。研究发现:5mm针板空气间隙下流注放电的通道半径约为0.1~0.3mm;随着间隙中初始电子浓度的增加,流注头部电场强度逐渐减小,流注发展的平均速率逐渐增大,流注贯穿间隙的时间逐渐减小;初始电子浓度对板电极表面电场强度、流注通道内电场强度和流注通道半径的影响可以忽略。 相似文献
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Partial discharge inception voltage(PDIV) is one of the important parameters for monitoring the state of high voltage insulation systems. In this paper, the PDIV of vegetable insulating oil was tested using different test methods and electrode configurations, and the effect of test methods and electrode configurations on the PDIV test results of vegetable transformer oil with different water content was analyzed. The results show that different rising rate of voltage has significant effect on the PDIV test results, especially for the vegetable insulating oil with low water content. Regardless of the shape of ground electrode, the PDIV test results at the needle electrode with larger radius of curvature are the largest. The radius of needle electrode has a significant effect on the PDIV test results under needle-plate electrode. 相似文献
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选取国产植物绝缘油RAPO、进口植物绝缘油FR3以及传统矿物绝缘油25#为研究对象,研究了工频交流电压下绝缘油种类、间隙距离对绝缘油击穿特性和油纸沿面闪络特性的影响,分析了工频交流电压下绝缘油击穿电压和油纸沿面闪络电压之间的差异,并通过电场仿真探究了绝缘油击穿电压和油纸沿面闪络电压之间产生差异的原因。结果表明:当间隙距离较小(15 mm)时,植物绝缘油的击穿电压高于矿物绝缘油,但随着间隙距离的增大,矿物绝缘油的击穿电压逐渐超过植物绝缘油;3种绝缘油的油纸沿面闪络电压没有体现出明显的大小关系;绝缘油击穿电压始终明显高于油纸沿面闪络电压。 相似文献
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短间隙流注放电数值仿真方法研究进展 总被引:4,自引:0,他引:4
流注放电是间隙放电研究的重要内容与切入点,仅靠实验手段仍然无法获得流注放电的微观机制及放电通道内的全部物理参数,因此,数值仿真成为推动流注放电理论发展的一种重要方法。文章阐述了短间隙流注放电仿真的流体模型及其假设,分析了数值仿真算法中的3个难点问题,即粒子输运方程的准确求解、不规则区域中泊松方程的快速求解以及光电离项的快速求解。在回顾流注放电数值仿真领域解决上述3个难点问题的历史过程与取得进展的基础上,提出了解决上述问题的可能途径与努力方向。 相似文献
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陈刚;黄正勇;段瑜;李剑;姚德贵 《电工技术学报》2020,(S2):620-628
油纸绝缘系统是保证变压器绝缘性能的重要部分,而油纸表面放电则是导致变压器失效的主要原因之一。该文通过电荷连续性方程和高斯泊松方程构建油纸放电的数学模型及针/板电极仿真模型。研究正雷电冲击电压下不同油/纸介电常数配比系统中纸板与电场方向平行及垂直时的放电特性,分析油纸沿面放电时的电场分布特性和空间电荷分布特性,以及不同油/纸介电常数配比对流注传播路径的影响。结果表明,油/纸介电常数配比直接影响着流注的发展形貌;且纸板介电常数大于绝缘油时,流注越易沿纸板表面发展,流注分布越不均匀。该研究对油纸绝缘系统的设计和选材具有重要的指导意义。 相似文献
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流注是长空气间隙放电的主要过程,其起始特性具有重要的理论价值与广泛的工程应用。以往对直流电压作用下流注起始特性的研究较多,对冲击电压特别是电压上升率较大的雷电冲击电压下流注起始特性研究很少。采用基于光电集成技术的高压侧电流测量系统与空间电场测量系统,对1 m棒–板间隙在正极性雷电冲击电压下流注起始特性进行研究,提出了新的流注起始观测手段,获得不同半径棒电极、不同电压上升率下的流注起始电压与场强,拟合得到考虑电压变化率的流注起始场强判据,并验证了所提出判据的广泛适用性。另外,还对正极性雷电冲击电压作用下流注起始时延的变化规律进行研究,定量测量了流注的起始时延,为研究流注起始时延的概率分布奠定基础。 相似文献
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为研究均匀场中负流注放电的形成过程,采用粒子模拟方法对平行平板间隙中均匀场作用下高电压流注放电通道的形成和发展进行模拟,获取流注形成发展过程的瞬态物理图像和流注通道中心场强的变化图像。模拟结果表明:电子崩向阳极发展过程中,头部呈辐射状发展,尾部细长,电子集中在电子崩头部,当电子崩转变为流注后,流注通道中形成非平衡等离子体,通道头部和尾部局部场强增大,流注头部存在高能电子;在流注通道内的电子数密度分布图中观察到流注通道存在明显的分叉现象,不同气压和场强下通道分叉现象存在差异;场强一定时,流注发展速度受气压影响较小;气压一定时,随着场强增大,高能电子出现时间缩短,流注发展速度明显提高,通道中电子数密度显著增大,电离程度加深。 相似文献
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变压器用植物绝缘油的低温特性试验研究 总被引:1,自引:0,他引:1
为研究凝点低的植物绝缘油对变压器绝缘强度的影响,用绝缘油耐压测试仪对凝固状态下的植物油、油纸绝缘结构进行耐压试验,并在高低温交变试验室对-30℃下的10 k V/315 k VA冷冻变压器实物进行耐压及局部放电试验。通过对比试验结果表明,对于大豆绝缘油,凝固后的绝缘油耐压下降了3.2 k V;油纸混合结构的耐压水平基本没变,凝固状态下的耐压值提高了1 k V;完全冷冻后的植物油变压器顺利通过耐压试验,且在最低气温为-27℃的内蒙古赤峰挂网运行23个月,运行情况良好。 相似文献
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Insulation is one of the most important parts in a high voltage equipment.There are gaseous,liquid and solid insulations which are commonly used.In a high voltage transformer for example the insulating materials are all used.During operation of a high voltage equipment high electric stress may occur.Under extreme condition failure of the insulation may take place.Excessive electric field in air may cause corona discharges while in liquid insulation discharges may take place in the form of streamer.This paper reports experimental results on the corona and streamer discharges in air and silicone oil.The discharges were artificially generated around a needle tip in a needle-plane electrode system with gap length of 4 mm under sinusoidal and triangular voltages.The needle was made of steel with tip radius of 3 μm and curvature angle of 30°.The needle was made by Ogura Jewelry.The discharge pulses were measured using personal-computer based partial discharge(PD)measurement system with sensitivity of better than 0.5 pC.The system is able to measure discharge in time sequential.Phase-resolved analysis of the discharges was done to interpret the physical processes behind the discharges.The experimental results showed that corona discharges took place at negative half cycles.The discharges were concentrated around 270° of phase angle of applied voltage.The discharge magnitude and discharge number of corona clearly dependent on the instantaneous of applied voltage.These were strongly supported by the application of triangular voltage.Streamer discharges occurred at both positive and negative half cycles.The discharges pulses concentrated around the peak of applied voltage at phase angle of 90° and 270°.Experimental results under sinusoidal and triangular voltages revealed that streamer discharge magnitude as well as probability of occurrence was strongly dependent on the instantaneous applied voltage. 相似文献
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换流变阀侧绕组同时承受交流、直流、交直流叠加、极性反转等多种特殊电压形式,其许用场强却未得到同等关注。因此,采用针-板、板-板典型电极模型和脉冲电流法及宽频带电流传感器检测法,研究了变压器油在交流、直流、交直流复合电压条件下的局部放电起始过程;总结了该起始电压随电压类型变化的规律曲线,为换流变许用场强的提出奠定了基础。试验结果表明:针-板电极模型下局放起始电压基本只与交流、直流、复合电压的幅值有关,而与电压类型、复合电压分量所占比例无明显关系;板-板电极模型中,复合电压下交流局部放电起始电压受直流分量的影响很小。通过高速摄像仪记录复合电压下局部放电引发击穿的全过程并估算出了放电增长速率约为1.8km/s;利用扫描电镜观测放电通道表面形貌特征,进而采用表面能谱分析法检测其主要元素含量由高至低依次为C、O、Cu、Si。最后通过复合电压下油中局部放电产生随机分布气泡的仿真模型算出,气泡使局部放电场强严重畸变,不均匀系数f达1.6。 相似文献
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为了对SF6气体的放电过程进行深入研究,使用含电子、正离子、负离子的连续方程对SF6气体的放电过程建模,通过耦合泊松方程进行了解决空间电荷对电场的畸变影响的研究。使用通量校正传输法(Flux-Corrected Transport)求解连续方程,并首次实现了二维情况下的SF6放电过程的动态仿真。模拟过程考虑了带电粒子及中性气体分子的电离、吸附、复合、扩散以及光电离等过程。从仿真结果可见,SF6放电时的电子崩转化成了正、负流注,并且光电离过程加速了流注的发展。通过仿真使得SF6流注放电机制的研究从定性变为定量,这对于进一步研究SF6及相关气体的放电机理具有重要意义。 相似文献