染污复合绝缘子交流电场特性研究

为了揭示复合绝缘子在污秽潮湿环境中运行时的电场分布特性,笔者基于复合绝缘子的污闪理论,研究了绝缘污秽电场模型和计算方法,采用污层表面电导率和模拟导电污层的电阻层边界条件,应用有限元电场计算软件ElecNet对复合绝缘子污秽电场进行了交流时谐电场计算分析,比较了污层沿绝缘子轴向均匀分布和不均匀分布两种情况下的绝缘子电场分布,分析了污层表面电导率大小(即不同的污秽度)以及污层分布状态对绝缘子表面电场分布的影响。得出,当伞裙上表面电导率高于下表面时,沿泄漏路径的电位分布线性度降低;当伞裙上表面电导率低于下表面时,沿泄漏路径的电位分布变化不明显。     

交联方式对核电站用交联三元乙丙橡胶电缆料的影响

通过实验设计核电站用三元乙丙橡胶(EPDM)电缆料的配方,然后在过氧化二异丙苯(DCP)引发和电子束辐照下制备得到交联型EPDM,分析不同DCP用量和不同电子束辐照剂量对样品的影响,同时对比两种交联方式下样品的热老化性能和耐辐射性能,并对交联样品的力学性能、热延伸、体积电阻和表面形貌等进行测试表征。结果表明:DCP硫化交联需要高温和一定的时间,而电子束辐射交联则是在室温下进行,交联反应几乎是瞬间完成。热延伸测试结果表明,该配方体系以DCP引发交联更有效。经过热老化实验后,两种交联方式交联的EPDM样品均有残留自由基。DCP交联样品和电子束辐照交联样品在2 000 k Gy的辐照后,断裂伸长率都降低,极限氧指数(LOI)均升高,体积电阻率均增大。DCP交联样品的表面均很光滑,而电子束辐照交联样品的表面较粗糙。     

三元乙丙橡胶聚集态结构对其复合材料动态力学性能的影响

采用动态力学分析技术分别研究了两种不同聚集态结构三元乙丙橡胶(EPDM)对EPDM／Al(OH)2复合材料动态力学性能的影响。研究结果表明，在玻璃化转变过程中，结品性EPDM比非结晶的动态模量(E')大，而介质损耗因素(tanδ)、动态粘度(n’)值则小，且峰温移向高温；当Al(OH)2填料浓度相同时，结品性EPDM与Al(OH)3复合材料的E’大、tanδ峰值小，但在结晶性EPDM与Al(OH)3复合材料中Al(OH)3粒子与EPDM两相间的作用参数(B)较小。     

小间隙高电场下温度对环氧树脂绝缘特性的影响

为研究直流高电场与温度对环氧树脂绝缘特性的影响,采用正直流电源测量了不同绝缘间隙与温度下环氧基板的放电起始电压,并结合二维电场有限元仿真计算分析了不同温度与电场下的电场分布与场强。研究结果表明:温度升高与绝缘间隙增大均降低了放电起始电压与场强;温度的升高未改变电场分布,但增强了断面电场强度;绝缘间隙的增大导致断面电场分布向电极侧集中,同时增强了电场强度较易引发放电。     

高压交流电场对WIFI无线通信影响的实验研究

考虑到输电线路附近电场可能对线路监测装置的无线通信造成影响,文中模拟线路实际运行环境搭建了交流电场下WIFI无线通信测试平台,通过模拟导线产生实验电场,测量在不同实验电场下WIFI终端间的通信速率,并在不同导线半径和环境湿度下进行了多组反复实验,研究了高压交流电场对WIFI无线网络通信的影响。研究结果表明:随着导线实验电压的升高,电场对通信速率的影响逐渐由负面转变为正面。导线表面电场强度较小时,空气未发生明显电离,通信速率与电场强度负相关;电场强度较大时,空气发生明显电离,通信速率与电场强度正相关。同时,实验导线周围空气状况(湿度)和导线直径的改变,同样会带来通信速率的变化,其变化趋势仍符合相同规律,仅整体和拐点发生平移。文中研究结果可为输电线路在线监测装置的无线通讯技术提供新的思路和实践依据。     

水带对憎水性表面交流闪络特性与电场分布的影响

复合绝缘子憎水性减弱时,在潮湿环境中其表面容易汇聚水珠形成水带,从而影响绝缘子表面电场分布和沿面闪络特性。该文采用聚四氟乙烯板模拟水带生成环境,试验研究了直线型和折线型水带形态对憎水性表面闪络过程的影响;基于有限元数值计算,分析了水带及周围电场分布,并结合试验结果探讨了水带影响电弧发展路径的机理。研究结果表明,水带张角θ越小,水带电场越小,而水带之间的干带电场强度越大;同时,水带横向间距d越小,干带电场强度也越大。因此,当憎水性表面存在折线型水带时,电弧依θ和d的不同而呈现三种不同的发展路径。     

高强度导热三元乙丙橡胶复合材料的性能研究

通过多尺度氧化铝、纳米氧化锌单一填料填充以及两者复合填充三元乙丙橡胶,研究导热填料对三元乙丙橡胶复合材料拉伸强度和导热系数的影响,制备具有较高力学性能的三元乙丙橡胶导热复合材料,并测试了其绝缘性能.结果表明:使用多尺度氧化铝、纳米氧化锌复配填充,且两者的填充量均为200份时,得到的复合材料导热系数达1.16 W/(m·K),拉伸强度达5.01 MPa,撕裂强度达21.12 N/mm.     

电场对CVT计量误差特性影响研究

实际运行表明:电场是影响电容式电压互感器(CVT)计量误差的重要因素之一。为了分析周围电场对CVT计量误差特性的影响,文中采用有限元仿真软件分析周围物体、高压引线及相间干扰对220 kV等级CVT计量误差特性的影响。仿真结果表明:随着物体电位U的增加,CVT计量误差基本呈线性增加变化,且线性度与物体距离D有关;CVT计量误差随着物体与CVT之间距离D的增加呈逐渐减小趋势,当距离大于3 m时,可以忽略周围物体对220 kV CVT计量误差造成的影响。高压引线对CVT误差的影响与高压引线的几何参数即引线的长度、直径以及其与CVT水平方向的夹角有关。对于三相220 kV CVT而言,在考虑变电站电气设备实际布置与安全规定下,相间距离选择为4 m最佳。同时在仿真基础上,搭建试验平台,验证了仿真结果的正确性。     

用碳酸钙与甲基丙烯酸锌对三元乙丙橡胶改性的研究

采用共混法制备了甲基丙烯酸锌(ZDMA)/碳酸钙(CaCO3)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,研究了碳酸钙和甲基丙烯酸锌及并用对复合材料性能的影响。结果表明,添加甲基丙烯酸锌复合材料的力学性能优于添加碳酸钙的复合材料,当甲基丙烯酸锌与碳酸钙并用时,甲基丙烯酸锌所占比例越高,复合材料拉伸强度越大。添加甲基丙烯酸锌和碳酸钙都能提高复合材料的耐热氧老化性,两种填料并用可获得更好的效果。     

热处理对铁氧体温度系数的影响

本文略叙了不同温度(300℃、400℃和500℃)热处理对镁锌铁氧体温度系数的影响,在400℃下热处理,可获得最小的温度系数。在略低于居里温度下对铁氧体进行热处理,不但能降低μ_i的温度系数,而且还会降低比损耗。通常,人们认为后者的来源是形成叵明伐效应;作者认为前者的来源可能是消除了应力。运用磁晶各向异性和应力感生各向异性对磁导率的贡献来解释温度系数的变化,是令人满意的。     

交流电压条件下温度对金属化膜自愈特性影响规律研究

将具备自愈能力的金属化膜电容器应用于电力系统中,能够减少事故的发生,提高安全可靠性。在此基础上,需要克服的困难主要是自愈失败导致的元件彻底击穿和自愈过程的金属层蒸发造成的电容量损失。这两者与金属化膜的自愈特性有着极大的关联。相对于直流电压条件下运行的脉冲电容器,交流电压条件下运行的电力电容器具备较高的运行温度,因此有必要对金属化膜在不同温度下的自愈特性进行研究。搭建自愈特性测试平台,在金属化膜上施加不同的温度,使用电测法测量电压、电流波形,以此得出自愈电压、自愈电流、自愈持续时间和自愈能量。结果表明:温度的升高会使自愈电流、自愈持续时间和自愈能量减小。     

支柱绝缘子对交流滤波器断路器电场分布的影响研究

交流滤波器断路器是特高压直流输电系统交流滤波器场的重要组成部分,是系统无功功率变化时保证交流滤波器可靠频繁投切的重要电气设备.近年来,±800kV换流站内屡次出现交流滤波器断路器在投切过程中发生击穿及爆裂的现象,严重威胁着直流输电系统的安全稳定运行.为分析其原因,本文基于PSCAD/EMTDC搭建某±800kV直流输电...     

温度对交流油纸绝缘套管频域介电谱特性的影响研究

本文针对交流油纸绝缘套管频域介电谱测试,阐述套管频域介电谱测试原理和温度影响机理,选取72.5kV、110kV和220kV油纸电容式套管试品开展温度相关性研究,从微观机理解释了温度对套管频域介电谱特性的影响规律,并提出基于Arrhenius方程的套管介电谱温度校正方法,工程应用效果验证了温度校正方法的有效性和套管绝缘状态评估的准确性.     

不均匀电场中温度对油纸绝缘沿面放电特性的影响

采用针-板电极结构研究不均匀电场中温度对变压器油纸绝缘沿面放电特性的影响。首先,确定油纸绝缘的局部放电起始电压和闪络电压。然后,在油纸界面上施加恒定电压,研究在不同温度下施加长期电压时油纸绝缘的沿面放电特性。结果表明:局部放电起始电压和闪络电压随温度升高而增加。施加长期电压时,高油温下,油纸绝缘沿面放电现象和纸板变化情况更为复杂。纸板在高油温下更容易发生碳化。虽然碳化会对纸板造成不可逆的损坏,但仅在表面发生碳化的纸板在恒定电压下表现出更长的耐压时间和更低的局部放电量与放电重复率。然而,在内部发生严重碳化时,其局部放电重复率变得更高,最终导致纸板击穿。     

温度对交直流复合电场下油纸绝缘沿面放电特性的影响

换流变压器油纸绝缘的沿面放电特性受电场、温度场等多场耦合作用的严重影响,而目前相关研究又极其缺乏。为此使用典型柱–板电极模型,对70、90、100℃下油纸绝缘沿面放电发展过程中放电信号的特征谱图进行了统计分析,探索了温度对交直流复合电场下油纸绝缘沿面放电特性的影响机制。研究结果表明:随着温度的不断升高,油纸绝缘在相同交、直流复合电压作用下相邻2次放电之间的时间间隔快速缩短,放电量快速升高,沿面放电发展速度加快,沿面放电发展4个阶段中小幅值放电量的放电次数逐渐减少,大幅值放电量的放电次数逐渐增多。分析表明随着温度的升高,加速了放电前电荷的积聚和放电后残余电荷的泄放速度,小幅值放电量的"驼峰"区域向放电量增大的方向缓慢移动,大幅值放电量密集出现加剧了对绝缘纸板的表面的烧蚀破坏,加速了油纸绝缘沿面放电发展的速度。     

三元乙丙橡胶与聚乙烯的共混改性

介绍了杜邦公司生产的NORDEL 1040三元乙丙橡胶与聚乙烯共混原理及配合体系;讨论了聚乙烯的合理选择和共混的加工工艺;分析了材料共混特性,并列举了共混物的性能。     

交直流电场对雨凇覆冰特性的影响研究

雨凇会严重影响输电线路的安全运行因而受到国内外电力部门的重视,虽然对雨凇的研究有近50 a的历史,但大多数试验都未考虑带电覆冰的实际意义,也没有深入对比研究交流与直流电场对雨凇覆冰特性的影响;利用人工气候实验室模拟了不同电场类型、电场强度下的LGJ-185/25导线雨凇覆冰,研究并对比了交直流电场对雨凇形态、气泡含量,覆冰质量以及覆冰密度等参数的影响机理,结果表明:随着交直流覆冰场强的增加,雨凇冰柱形态、覆冰质量和冰密度会先增大后减小,雨凇气泡含量和粗糙度会逐渐增加;相比交流电场而言,直流场中仅雨凇冰柱的气泡含量较交流场更多,其他参数均较交流电场雨凇覆冰更小;所得结论可为探求交直流电场对雨凇覆冰特性的影响机理提供参考。     

温度对乙丙橡胶绝缘表面沿面放电特征的影响

为了评估温度对乙丙橡胶绝缘表面沿面放电特征的影响,搭建了变温沿面放电试验系统,测量了不同温度下的沿面放电起始放电电压、熄灭电压及闪络电压。研究了不同温度下乙丙橡胶表面从起始放电到闪络过程的沿面放电特性,分析了放电次数、起始放电相位、平均放电功率和放电电流等随温度和电压幅值的变化规律。结果表明:乙丙橡胶表面的沿面放电过程与温度密切相关,随着温度的升高,沿面放电起始电压与熄灭电压均呈减小趋势,闪络电压呈先增大后减小的趋势;放电次数、平均放电电流和放电功率均逐渐增大,正、负半周放电相位左移;随着温度升高,同一电压下的平均放电电流和放电功率相差增大,负半周的平均放电电流和放电功率始终小于正半周。根据放电过程中放电功率和放电电流的变化趋势,可将放电过程分为4个阶段:放电起始阶段、放电发展阶段、放电相持阶段、临近闪络阶段,为不同温度下乙丙橡胶沿面放电的特征识别提供了理论依据。     

温度对环氧树脂空间电荷特性影响的研究

用电声脉冲法(PEA)测量了纯环氧试样不同温度下玻璃化温度转变前后的空间电荷分布,并分析了不同电场下环氧材料中异极性电荷形成的原因。实验发现不同温度下的空间电荷分布具有明显的差异;水分等挥发性杂质对环氧材料中的空间电荷形成具有较大影响。     

金属微粒对交流滤波器断路器灭弧室电场的影响

换流站交流滤波器断路器因切断频繁等因素发生了多起爆炸事故,威胁了电网运行安全。分析表明交流滤波器断路器合闸涌流对弧触头烧蚀产生的金属微粒,可能会引起灭弧室电场畸变进而降低设备绝缘强度,为此文中开展了金属微粒对交流滤波器断路器灭弧室电场分布的仿真研究。首先基于电磁场数值分析理论,采用Solidworks和Ansys软件建立了550 kV ACF断路器和不同形状金属微粒的三维数值仿真模型,并仿真分析了无金属微粒情况下ACF断路器开断过程中的电场分布;然后,研究了金属微粒形状和半径对灭弧室电场分布的影响,研究表明,金属微粒的存在增加了灭弧室最大场强,且不同形状金属微粒对灭弧室电场计算结果影响程度不同,对于半球体微粒,最大场强随微粒半径增加而减小,且当其附着于静弧触头表面时对灭弧室绝缘性能影响最大;最后,基于灭弧室无金属微粒时电场优化结果,分析了静弧触头表面有金属微粒时,燃弧时间对交流滤波器断路器灭弧室电场的影响,并提出了优化措施,即将燃弧时间提至5 ms时,灭弧室最大场强将小于SF6气体工程击穿场强。