旋转电机定子线圈绝缘气隙放电的限值研究

研究了在不同的主绝缘厚度下气隙放电的极限气隙间距和极限起始放电电压（有效值）。结果表明,当主绝缘厚度从3mm增加到7mm时,放电气隙的极限间距从309μm或431μm变化至595μm或667μm,极限起始放电电压从352kV或476kV增加到6．52kV或7.31kV．     

旋转电机定子线圈绝缘气隙放电的限值研究

通过对旋转电机定子线圈主绝缘中气隙放电的单气隙一介质串联模型和双气隙一介质串联模型的计算分析,研究了在不同的主绝缘厚度下气隙放电的极限气隙间距和极限起始放电电压(有效值).结果表明当主绝缘厚度从3mm增加到7mm时,放电气隙的极限间距从309 wm或431 jLm变化至595p,m或6671Lm,极限起始放电电压从3....     

后处理工艺对定子线棒绝缘内异相介质的界面影响

通过对电机定子线棒主绝缘中单气隙——介质串联电路的气隙击穿放电理论的计算,研究了在不同的主绝缘厚度下气隙放电的极限气隙间距和极限起始放电电压(有效值),和指出了气-液-固三相介质的界面极化对绝缘介质损耗的影响。结果表明:当线棒绝缘起始放电电压低于极限起始放电电压时,后处理工艺有利于电机定子线棒主绝缘的质量优化。     

固体绝缘中气隙尺寸对局部放电过程的影响

为了分析和评估固体绝缘中气隙缺陷局部放电的危害,提高局部放电检测的工程应用水平,试验研究了固体绝缘单一气隙缺陷模型;测量了不同模型试品的局放起始电压、起始放电量及放电信号波形;分析了固体绝缘内部气隙缺陷的几何尺寸对局放特性的影响;考察了不同几何尺寸缺陷放电的发展过程和脉冲电流波形特征,发现不同尺寸缺陷结构的放电特性有所差异;归纳了不同场强下气隙放电的变化规律。试验结果表明,气隙缺陷尺寸越大,越易产生放电且放电量越大,外施场强增加则放电量增大,而固体绝缘中的局部放电随气隙缺陷尺寸变化表现出有差异的波形特征。     

X射线激励下介质中气隙放电的研究

针对油-纸绝缘系统中的局部放电问题,提出在X射线激励条件下的局部放电检测和定位新方法。实验表明,X射线照射可以电离气体原子,为气隙放电提供必需的初始电子,减小放电的统计时延,从而降低放电的起始电压、增加放电脉冲的次数,这一结果有利于局部放电的检测和定位。     

交流与直流电压比例对油纸绝缘内部气隙放电特性影响分析

为实现换流变压器故障诊断,研究交流与直流电压比例对油纸绝缘放电特性的影响对换流变压器的故障诊断判据选取具有实际工程意义。因此该文搭建了一套交直流复合电压作用下油纸绝缘气隙缺陷局部放电测量平台,通过多次试验得到了局部放电特征与交直流复合比例的试验关系;另外建立了油纸绝缘气隙缺陷的物理模型,从理论上分析了比例与放电特征关系的仿真结果。试验测量和理论仿真结果相同:随着交流和直流叠加电压中直流成分的增大,脉冲重复率和放电量不断减小;交流时的放电起始电压低于交直流复合电压作用时的起始电压,而且直流比例越高,起始电压越高;随着交流中直流成分的增加,放电起始相位从交流正负半周过零点附近向负半周期峰值附近移动,换流变压器不同位置的绝缘问题应该采用不同的诊断依据。     

沿面介质阻挡放电装置静电场影响因素研究

以螺环型沿面放电作为研究对象,利用有限元仿真软件对沿面介质阻挡放电装置进行静电场的仿真分析,研究激励电压、高压电极线径、高压电极间距(螺距)、介质厚度及介质相对介电常数等对沿面介质阻挡放电装置静电场的影响。仿真结果表明:在气隙的同一位置,场强随电压的升高而线性增大,随线径的减小而非线性减小,随介质厚度的增加而非线性减小,随相对介电常数的增大而非线性增大。选取电极线径较小、介质厚度薄、较大相对介电常数的介质,均可以降低放电起始电压。     

电机定子线棒绝缘介质损耗特性研究

通过对电机定子线棒主绝缘中单气隙-介质串联电路的两种放电理论(气隙击穿理论和界面极化理论)的对比分析,研究了两种放电理论对线棒绝缘的介质损耗及其增量的定量计算和适用范围。结果表明,气隙击穿理论可以定量解释较大气隙的放电引起的介质损耗随电压升高而增大的正增量现象,而界面极化理论可以定性解释较小气隙放电引起的介质损耗随电压升高而减小的负增量现象。     

气隙宽度对大气压氦气介质阻挡放电多脉冲特性影响的仿真研究

气隙宽度d是介质阻挡放电(DBD)的一个重要调控参数。通过一维流体模型研究d对平行板电极大气压氦气DBD多脉冲特性的影响。重点关注电流脉冲幅值Im、电流脉冲宽度l和脉冲幅值相位??等特征参数。仿真结果显示,当d从0.5mm增加至4.5mm时,Im先增大、后缓慢减小;l持续降低,并最终趋于稳定;??表现为单调增加。当d小于3mm时,放电表现为多电流脉冲(MCP)形式。进一步增加d,放电转化为单电流脉冲(SCP)形式。放电机理的分析表明,短气隙(d≤1.5mm)下的放电是汤森放电。此时,阳极附近易于形成局部的高密度空间电荷区,其自建电场与外施电场方向一致,趋向于增强气隙电压Vg,从而使某次放电熄灭后的Vg能够快速恢复到再次击穿水平。在较宽气隙(d≥2.0mm)下,放电表现为辉光放电模式。由于辉光放电贯穿整个气隙,残留的空间电荷呈近似均匀分布(即自建电场强度水平较低),导致气隙在半周期内难以再次击穿。     

高频平板型介质阻挡放电臭氧产生的试验研究

电源频率的适当增大能提高臭氧发生效率。针对目前臭氧发生器电源频率偏低的情况,采用合适的高频高压电源和放电室结构,进行了试验和模拟研究。试验研究了峰值电压、气隙间距对臭氧产生的影响。试验结果表明:气隙间距为1、2、3mm时,电晕起始电压分别约为4.1、6.5和8.04kV;气隙间距为1mm时,臭氧体积分数和臭氧产率最高分别为24.55×10-3和134g/(kW.h)。然后首次模拟并分析了臭氧发生器内的电场强度,气隙间距为1、2、3mm时,气隙中心区域的电场强度分别为280.545、261.672和227.311kV/m。电源频率为7.47kHz能有效地提高气隙中心区域的电场强度,进而提高所产生的臭氧体积分数和臭氧产率,降低了成本。     

交流叠加冲击电压下环氧绝缘内部气隙局部放电特性

GIS设备在运行过程中时常会受到各类瞬态冲击的作用,交流叠加冲击将严重威胁设备的绝缘安全。为掌握交流叠加冲击电压下环氧绝缘子的绝缘特性,构建叠加电压实验平台,研究分析SF6中环氧绝缘内部气隙缺陷在工频交流与操作冲击叠加电压下的局部放电特性,记录冲击过后的局部放电时域波形,统计最大放电量与放电次数,总结分析交流电压不同相位叠加冲击时的局部放电激发特性和规律。结果表明,操作冲击电压的叠加相位对绝缘内部气隙缺陷的局部放电起始特性具有显著的影响。在交流电压45°、90°与135°叠加操作冲击时可激发气隙缺陷发生局部放电,但放电剧烈程度存在差异;冲击叠加在其他相位时未能激发环氧绝缘内部气隙缺陷产生局部放电;冲击所激发的局部放电持续时间均不超过5个工频周期。     

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.     

不同气隙尺寸的油纸绝缘气隙放电特征及发展阶段识别

油纸绝缘作为电力变压器的主要绝缘方式,气隙放电特别是大气隙时的放电对其危害极大。为全面评估气隙放电的危害程度,制作了五种气隙尺寸的放电模型,研究气隙大小对局部放电特性的影响,并通过试验研究了其放电发展过程中不同放电阶段的局部放电信号,基于聚类-随机森林算法实现了不同气隙尺寸的气隙放电发展阶段识别。研究结果表明:相对于小气隙缺陷的放电,大气隙放电起始放电场强低,起始放电量大,起始放电相位滞后,当放电发展到后期,大气隙中正放电脉冲的相位不会发展到工频负半周;大气隙缺陷内较小的气隙表面电子脱陷概率和较小的反向电场是使其起始放电相位滞后的主要原因;聚类分析将大小气隙模型的放电分为三个阶段:初始放电阶段、微弱放电阶段和放电爆发阶段;对于发展阶段的识别,相比于径向基函数(RBF)神经网络和核函数支持向量机,随机森林的识别准确率更高,达到93.15%。试验结果为更准确地评估气隙放电的发展阶段提供了依据。     

大气压氦气平行板介质阻挡放电的形式转换

通过短时曝光图像和回路电流,研究了大气压氦气介质阻挡丝状、柱状、局部均匀和全部均匀等放电形式的特性、转换规律,以及柱状与丝状的区别与诊断方法。研究发现:气隙放电后降低外加电压放电仍维持;3 mm气隙含空气40 Pa在14 kHz、11.4 kHz或10 kHz的起始放电为全部均匀形式,由最低放电维持电压升高到起始放电电压,放电形式依次为局部均匀-柱状-全部均匀;3 mm气隙含空气20 Pa在10 kHz、12 kHz或14 kHz的起始放电为全部均匀形式,由最低放电维持电压升高到起始放电电压,放电依次为柱状-全部均匀;2 mm气隙含空气20 Pa在18 kHz的起始放电为柱状放电,由最低放电维持电压升高到超过起始放电电压,放电形式依次为丝状-柱状-全部均匀。电流波形有毛刺、无汤森放电、放电位置不固定等可诊断丝状放电。     

X射线对气隙放电的激励作用及其应用

X射线照射对固体介质中气隙放电的作用是提供放电需要的有效电子,减小放电的统计时延,表现形式为：介质中气隙放电的起始电降低;使介质中气隙放电增强,即增加局部放电的次数、幅值和分布范围。本文阐述了X射线照射对固体介质内气隙放电的影响,认为这一特征有助于局部放电的检测。     

气隙群放电对发电机定子线棒绝缘介质损耗的影响

通过对水轮发电机定子线棒主绝缘中气隙群放电的理论计算和交流工频I～U曲线的第一电流急增点的测量分析,研究了相同电压等级(15.75kV)的多胶模压和少胶VPI线棒的气隙群特征及冷热循环对气隙群放电的影响。结果表明,15.75kV的多胶模压和少胶VPI线棒的气隙群特征相近;冷热循环使气隙群的等效间距由10μm以下变为50μm以上,气隙群放电时试品的电容变化值由40pF以下增加至110pF以上,同时电容变化计算值与常态介损增量的测量值随循环次数的变化规律具有较好的一致性。     

介质阻挡放电等效电容的测量与分析

为深入理解放电机理并优化介质阻挡放电反应器设计,提高运行效率,介绍了通过Lissajous图形计算介质阻挡放电气隙等效电容Cg,电介质层等效电容Cd及负载电容的方法,通过实验研究了外加电压及气隙距离的变化对Cd、Cg和总电容C的影响。结果表明,给定介质厚度和电源频率时,随外加电压的增加,Cd逐渐增大,在相同的电压下,Cd随气隙距离的增加而减小;Cg随外加电压的增大而减小,在相同的电压下,Cg随气隙距离的增加也是减小的;C随外加电压先增大再减小,中间会达到一个最大值,相同电压下,随着气隙距离的增加,介质电容减小,而且,随着气隙距离加大,介质电容所能达到的峰值会减小。     

介质阻挡放电的电荷传输特性研究

对介质阻挡放电空间的电荷传输特性进行研究,可以在实际应用中优化设计、提高放电效率。通过在实验室建立的介质阻挡放电装置,研究了外加电压幅值、气隙距离、阻挡介质的厚度和介电常数等因素对放电空间传输电荷的影响试验结果表明,放电空间在一个周期传输的电荷量随外加电压幅值和介质介电常数的增加而增加,随气隙距离和介质厚度的增加而减小。     

电弧对GIS终端绝缘硅油介电性能及起始放电的影响

电弧不仅损害绝缘硅油的介电性能,还会引起硅油局部温度的升高。探究电弧对硅油性能的影响具有十分重要意义,为此采用针板电极,系统研究了局部电弧对硅油介电性能和起始放电特性的影响规律。试验结果表明,油中持续的局部电弧放电,导致硅油长链分子断链重组,产生黑色油泥,硅油从无色逐渐变成棕色,直至变成黑褐色,黑色油泥随着电弧放电量的增加而增多;油泥生成后硅油的介电性能显著降低,表现为击穿电压和起始放电电压下降;电弧放电会增加硅油介质损耗角正切,体积电阻率,电弧放电量增加到1.98×10~(10) pC,介质损耗因数角tanδ从0.002%增加到1.3%,体积电阻率ρ从1.25×10~(13)?·m下降到7.8×10~(10)?·m,击穿电压从45.8 kV下降到16 kV,起始放电电压从24 kV下降到10 kV。     

油纸绝缘气隙模型局部放电特性试验研究

为了研究直流输电系统中换流变压器油纸绝缘的局部放电特性,设计构造了典型的油纸局部放电模型———气隙放电模型。针对同一模型分别施以交流电压、直流电压以及冲击衰减振荡电压,采用IEC 60270-2000推荐的脉冲电流法分别检测与分析该模型局部放电的不同特征参数。对比研究了在交流、直流及振荡冲击电压下油纸绝缘气隙放电模型的局部放电脉冲特征参量包括局部放电起始电压、熄灭电压、放电波形、放电水平、放电重复率等,对实现换流变压器的局部放电在线监测与绝缘状态综合评估有一定的指导意义。