固体绝缘材料表面电荷特性的研究进展

固体绝缘材料在电气、航空航天等领域得到了广泛应用,积聚在气体-固体或真空-固体交界面处的表面电荷被认为是导致电场畸变、造成固体材料表面绝缘性能下降的重要因素,因此成为研究者关注的热点问题之一。论文总结了近年来固体绝缘材料表面电荷特性的相关研究,分别从测量方法、反演算法、电荷积聚和消散规律及机理、表面电荷对材料绝缘性能的影响及表面电荷的调控方法这5个方面对表面电荷特性的研究现状进行评述,并对后续的研究给出了建议,旨在为今后固体绝缘材料表面电荷的相关研究提供参考。     

雾霾环境下微细导电颗粒诱发复合绝缘子沿面放电特征

针对当前雾霾大气环境对输变电设备外绝缘运行可靠性的影响,在实验室条件下采用微米级铁粉模拟雾霾中微细导电颗粒,研究交流电压下铁粉颗粒直径、含量以及位置对复合绝缘子沿面放电特征的影响,运用高速摄像机观察分析沿面闪络过程中导电颗粒物动态变化及其诱发的沿面放电现象,获取电晕放电、电晕和沿面流注放电共存、沿面流注放电3个主要阶段的放电特征,建立了闪络电压、放电发光亮度与导电颗粒物粒径、含量与位置的变化规律。研究结果有助于掌握雾霾环境下绝缘子放电机理,对提高污染新形势下电力系统外绝缘可靠性具有重要意义。     

混合酸酐固化双酚A环氧树脂介电性能研究

采用热压法制备5种不同酸酐固化剂配比的环氧树脂材料,测试了材料的热性能与介电性能,优选出了性能最佳的酸酐固化剂配比,并分析了甲基取代带来的空间位阻效应。结果表明：甲基六氢邻苯二甲酸酐和六氢苯酐摩尔比为8∶2的混合酸酐固化产物玻璃化转变温度达到最高,在介质损耗基本不变的条件下,电气强度得到了提升,这与体系刚性的增强密切相...     

小波变换在局部放电声信号提取中的应用

在电力设备外表面设置的声传感器可以获取局部放电的声信号,文中使用高精度的声信号采集装置来采集局部放电声信号,并对实测信号的特性进行分析。由于局部放电信号具有突出的局部瞬变特征,可通过这一特性从含有噪声的原始信号中有效的提取出局部放电信号。本文采用小波变换在时域和频域具有局部瞬变特征的特点,用基于小波变换的消噪算法来提取局放信号。通过对仿真信号和实测信号的处理,表明该算法行之有效。     

低气压下复合绝缘子表面干燥带放电时频特征

低气压环境下复合绝缘子的干燥带放电特征研究对其在高海拔地区的广泛应用具有重要的理论意义与应用价值。为此,选用取自硅橡胶复合绝缘子的试样,采用减压装置在人工模拟大气环境实验系统下分别模拟100~40 kPa等7个不同气压环境,采用NaCl盐溶液分别模拟电导率为2.5 mS/cm和5.0 mS/cm的污秽等级,研究了不同低气压与污秽等级下复合绝缘子表面干燥带放电的时频特征。结果表明:随着气压的降低,复合绝缘子表面较易形成干燥带,进而引发干燥带放电,但放电发生区域较小,放电强度减弱;在不同低气压环境下,干燥带放电频率主要集中在1 kHz以下,但是随着气压的降低,干燥带放电电流中的基波分量增大,谐波分量呈现减小的趋势,干燥带放电的累积电量减小。     

热缩母排套管自然老化后的电气和力学性能研究

母排绝缘热收缩管能否在使用过程中长期保持优异的电气和力学性能,与材料的抗老化性能直接相关。以某变电站10 kV和35 kV母排上剥离下来相应运行年限分别为0、1、2、9年和0、4、6年的热缩套管为试样,测试了试样的各项性能,并对该型号热缩套管进行了综合性能评估。结果表明:随着运行年限的增长,两种电压等级的试样的拉伸强度均降低,介电常数和介质损耗增大,交流阻抗变小。长时间的自然老化使热缩套管的绝缘性能大大降低。     

高压直流GIL盆式绝缘子非线性电导参数优化

直流气体绝缘输电管道(direct current gas insulated lines,DC-GIL)电场分布受温度梯度、运行电压、金属微粒等诸多因素影响,具有非常大的不确定性,给绝缘设计和运行稳定性带来挑战。非线性电导材料能够自适应地调控直流设备电场分布,有望突破DC-GIL绝缘子设计瓶颈。为了兼顾电场调节作用和损耗特性,建立100 kV直流GIL仿真模型,对比研究运行工况下传统绝缘子、表层电导非线性(surface nonlinear conductivity,SNC)绝缘子和体电导非线性(bulk nonlinear conductivity,BNC)绝缘子的电场分布及损耗功率。通过分析非线性电导(nonlinear conductivity,NC)参数对气固沿面电场调控作用和损耗特性的影响规律,发现SNC绝缘子的电场畸变率先随着欧姆区电导率和非线性系数的增大而快速下降,而后趋于平稳。理想情况下,SNC绝缘子的NC参数应处于电场调节作用的"饱和临界线",且欧姆区电导率最低。而BNC绝缘子的电场调节作用仅依赖于非线性系数,降低欧姆区电导率可降低绝缘子功率损耗。缩比绝缘子实验结果证实了SNC绝缘子非线性参数直接影响DC-GIL沿面闪络电压。     

高压直流电缆聚乙烯绝缘材料研究现状

聚乙烯类材料因其优异的介电性能被广泛应用于高压直流电缆绝缘。直流电缆运行过程中,绝缘材料电导率随温度梯度变化和直流电场下空间电荷的积聚而变化,导致绝缘材料内部电场畸变,是目前高压直流聚乙烯电缆绝缘发展面临的严峻问题。该文通过综合国内外研究,论述了高压直流电缆聚乙烯绝缘材料的研究进展,分析了改性聚乙烯绝缘材料的介电性能和作用机理,最后展望了高压直流聚乙烯绝缘材料的发展趋势。研究结果表明,纳米掺杂改性能够有效抑制聚乙烯绝缘材料内部空间电荷的积累,改善聚乙烯绝缘材料直流电导率的温度特性;共混改性生产免交联的聚乙烯绝缘材料能够提高其介电性能;电压稳定剂能提高聚乙烯绝缘材料的耐电树枝性能,具有良好的发展前景;超纯净聚乙烯绝缘材料是高压直流聚乙烯电缆绝缘材料研发的基础和重点。这些研究成果的总结可为未来高压直流电缆聚乙烯绝缘材料的研究和发展提供参考。     

基于小波与分形理论的电力设备局部放电类型识别

根据小波理论建立了表征局部放电脉冲信号的三维时频谱图,该三维谱图综合反映了局放脉冲信号的3个基本特征:时间分量、频率分量和放电能量的分布。采用了分形理论从所建立的三维时频谱图中提取放电特征,并构成识别特征量,采用误差反传神经网络对局部放电信号的类型进行模式识别。试验结果表明,该方法可有效区分局部放电的类型。