多次雷电冲击电压作用下变压器油浸绝缘纸板累积效应特性EI北大核心CSCD

油纸绝缘是电力变压器最常用的一种绝缘介质,其在运行过程中不可避免的会受到多次雷电冲击电压的作用,在冲击电压的累积作用下变压器内绝缘有可能会产生不可逆的损伤。鉴于此,通过自动连续冲击电压发生器对油纸绝缘模型的累积施压,来模拟侵入变压器的雷电过电压对油浸绝缘纸板的累积效应。研究了雷电冲击电压幅值U与油浸绝缘纸板击穿时雷电冲击电压累积次数N之间的关系,即U-N特性。并采用Weibull模型分析了油浸绝缘纸板试品U-N特性的变化规律。还通过原子力显微镜(AFM)对比研究了不同次数雷电冲击电压作用后油浸绝缘纸板表面形貌的变化。研究结果表明:随着雷电冲击电压幅值的升高,油浸绝缘纸板累积直至击穿所需要的次数大幅度下降,雷电冲击电压对油浸绝缘纸板具有明显的累积效应;多次雷电冲击电压的累积作用会导致油浸绝缘纸板表面颜色与形貌的变化,200、400、600、800次标准雷电冲击电压作用后,油浸绝缘纸板表面粗糙度比累积试验前分别增加了0.61、2.80、5.97和11.76倍。     

雷电冲击电压下环氧树脂绝缘特性研究

环氧树脂是固体绝缘开关柜(SIS)的重要绝缘介质,在冲击电压累积作用下会产生不可逆的绝缘损伤。为探明环氧树脂材料内部绝缘劣化累积效应以及外绝缘污秽闪络特性,基于固体绝缘开关柜用环氧树脂材料设计多种固体绝缘件,并对其进行相关测试。结果表明:随着雷电冲击电压幅值(U)的升高,环氧树脂材料击穿时的雷电冲击累积次数(N)明显减少,同时随着累积次数的增加,环氧树脂材料的相对介电常数与介质损耗因数(tanδ)均呈增大趋势,其中介质损耗因数整体增幅大于20%,对绝缘状态的评估具有较高的参考价值;雷电冲击电压下盐密、灰密对环氧树脂材料污秽闪络电压的影响符合幂指数规律,并得出了U-N特性关系方程和污秽闪络电压与盐密、灰密的关系方程,为固体绝缘开关柜耐雷电冲击能力设计提供参考。     

冲击电压作用下溶胀效应对硅橡胶电树枝特性的影响

本文研究了单极性冲击电压（250/2 500μs）作用下高压电缆附件与电缆本体界面处涂覆硅脂引发的硅橡胶（SiR）溶胀效应对其电树枝特性的影响,并分别采用等温表面电位衰减与平衡溶胀法表征了溶胀效应对SiR陷阱特性与交联结构的影响。结果表明：随着溶胀时间的增加,SiR电树枝起始概率与分形维数均增大,溶胀340 h后,正、负极性冲击电压下50%概率起树电压分别由约37 kV和约-41 kV降至32 kV和约-39 kV。此外,冲击电压下SiR电树枝存在极性效应,相比于负极性,正极性冲击电压下电树枝更容易进行引发和生长。随着溶胀时间的增加,SiR中空穴型与电子型陷阱均表现为浅陷阱密度增大,深陷阱密度降低,物理交联密度减小。SiR物理交联结构的破坏导致其自由体积增大,碰撞电离过程加剧,同时深陷阱密度降低使得电荷输运过程增强,多个物理过程加剧了分子链段的断裂程度,进而导致SiR的耐电树枝特性降低。冲击电压下SiR电树枝的极性效应是由于空穴型与电子型陷阱的分布差异导致的。     

接枝聚丙烯电容薄膜的高温储能特性

随着海上风电、电动汽车和油气勘探的迅速发展,对薄膜电容器的工作温度提出更高的要求。然而,当环境温度达到120℃时,目前使用最为广泛的双向拉伸聚丙烯电容薄膜充放电效率急剧下降,不能满足应用需求。该文制备了苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-St)双向拉伸电介质薄膜,在120℃下,PP-g-St可以将能量密度从0.23 J/cm³提高到1.67 J/cm³(储能效率在90%以上),同时接枝后击穿场强大幅提升,高温泄漏电流得到有效抑制,这源自于接枝后引入的深陷阱限制了载流子的输运。接枝样品中的自聚相经拉伸后与基体具有良好的相容性。该文研究为适用于高温高场条件的聚丙烯基电容器薄膜材料的大规模制备提供可能。     

双极性振荡冲击电压下变压器油放电特性

当外部过电压侵入油浸式变压器绕组内部时,其匝间绝缘会承受双极性振荡冲击电压的威胁。在此通过双极性振荡冲击电压下变压器油放电特性的研究,为绕组纵绝缘的合理设计及液体放电机理的探究提供参考。首先通过可调电路元件,严格控制外施电压波形参数,实验获得了稍不均匀场与极不均匀场中变压器油在单一波形变量下的冲击放电特性,统计得到了放电电压概率分布与击穿点分布特征。然后利用分幅相机拍摄了双极性振荡电压下油中流注形貌,阐述了流注极性转换等主要发展特征。最后实验结果表明:无论电场分布是否均匀,振荡系数的增加、振荡频率的降低或波前时间的缩短均会导致变压器油50%击穿电压下降,且当振荡系数高于0.55时存在低于标准雷电耐受水平的可能;当振荡频率较低时,击穿多发生在第1或第2个正极性波峰内,而随着频率的升高,击穿点逐渐向后序波峰偏移,击穿于负极性波峰内的概率显著增加。结合光电倍增管记录的流注发光信号,从流注发展角度分析了变压器油击穿电压与击穿点变化的原因。     

冲击电压作用下真空间隙的绝缘特性研究

研究了真空间隙在标准雷电冲击电压作用下的绝缘特性,分析了击穿放电能量和加压时间间隔等因素对真空间隙伏秒特性的影响。     

操作冲击电压累积作用对油纸绝缘性能影响的研究

过电压对于油纸绝缘的性能影响的研究目前主要集中在油纸绝缘在冲击电压作用下的U-N特性方面,而对于油纸绝缘在冲击电压作用下的物理化学特性的变化方面的研究比较少,并且研究主要集中在雷电冲击方面,对于操作冲击电压的影响规律的研究却比较少。因此,文中对操作冲击电压累积作用下油纸绝缘的电气特性和机械性能变化进行了研究,研究发现:在承受操作过电压的累积冲击之后,油纸绝缘的直流体积电导率呈上升趋势;油纸绝缘的介电特性和交流电导率在10-2~100Hz频域内呈上升趋势,而在100~107Hz的范围内基本保持不变;其介质损耗角正切值在10-2~103Hz频域内呈上升趋势,而在103~107Hz范围内基本保持不变;就其在工频50 Hz频率下的电气特性而言,油纸绝缘的介电常数、体积电导率、击穿电压变化均不大,局部放电起始电压以及局部放电截止电压呈下降趋势,但是其介质损耗则会上升;同时,操作冲击电压的累积作用会使得绝缘纸的聚合度轻微下降,但对于油纸绝缘的抗拉强度则影响不大。     

冲击电压作用下SF6的绝缘特性计算方法

设计了一种计算ＳＦ６绝缘特性的方法，可用它计算在不均匀间隙中，各种波头的冲击电压下，不同的ＳＦ６气压时，ＳＦ６的最小击穿电压。     

真空灭弧室冲击电压作用下的击穿统计特性研究

本文实验测取了实际真空灭弧室在雷电冲击电压下的静态击穿统计特性。根据实验结果，引入一个特征参量ｘ来描述电场应力的作用，指出真空灭弧室的绝缘击穿是在电场应力达到一定值后才有可能发生。借助击穿弱点的概念，从间隙击穿的微观过程出发，推导了击穿累积概率分布特性，并对理论结果和击穿机理做了分析。最后，对ｘ参数的物理意义进行了初步探讨。     

一起冲击电压分压器故障缺陷的分析和处理

对冲击电压波形异常现象进行了分析,确定是由于冲击分压器故障引起。对故障原因进行了分析,认定冲击分压器存在缺陷,修复了冲击分压器,并总结了相应的改进措施。     

负荷对冲击电压发生器输出能力的影响研究

冲击电压试验中,GIS和高压电缆试品的负载电容可达3 000 pF至10 000 pF。为满足这种大负荷试品的冲击试验输出波形要求,对设计中未考虑大电容试品的常规发生器,需要通过改造提高其输出能力。以15级的3 000 kV冲击电压发生器为例,应用ATP暂态电磁仿真软件建立发生器模型,对在发生器输出端串入高压阻容元件这种改进电路方法进行仿真。定量分析了发生器负载、总电感和等效波头电阻对输出波形的影响,以及输出效率随负载的变化。大负载情况下应用这种改进措施后,发生器的负载能力可从4 000 pF提高到11 000 pF,波形过冲可控制在10%以内。对于高压引线的长度限制也给出了建议。     

冲击电容器直流叠加操作冲击回路仿真分析

直流输电线路中性线上运行的冲击电容器,同时承受直流电压及站内外故障操作冲击电压的影响。基于pscad电磁暂态仿真软件对冲击电容器直流叠加操作冲击电压老化试验回路进行了仿真,分析了该试验回路中直流电压对冲击电压发生器输出波形的影响,以及连接操作冲击电压侧与直流电压侧的耦合电容对试品电压波形的影响。分析认为,直流电压对冲击电压发生器输出波形影响极小,耦合电容取值对试品电压波形影响也极小。仿真结果表明,冲击电容器直流与冲击叠加老化试验具有可行性。     

电力设备现场耐压试验用振荡冲击波产生的仿真研究

根据IEC 60060-3振荡冲击电压波形(OIV)的物理特性,提出了一种通过数值等效电路模型获得OIV波形的方法。通过对模型的理论分析,得到波形几个重要参数的解析表达式;讨论了负荷取值范围对波形参数的影响。仿真结果表明,通过调节电路元件参数值,可以得到适用于不同负荷情况下OIV波形,满足工程设计要求;在模型参数确定的情况下,根据波形参数表达式求得的解析解与模型数值解之间误差较小,为现场试验用振荡冲击发生器设计提供了理论依据。     

连续方波脉冲电压下温度对聚酰亚胺薄膜局部放电特性的影响

为了评估温度对局部放电(partial discharge,PD)特性的影响,对连续方波脉冲电压条件下的局部放电测试系统进行了改进,并采用该系统测试变频电机用聚酰亚胺纳米复合薄膜在不同温度条件下的局部放电特性,分析了不同温度下的局部放电散点图、放电次数及绝缘寿命。试验结果表明:局部放电多集中在方波脉冲的上升沿及下降沿附近,且在电压负半周期平顶区内,出现了大量放电;同时,随着实验温度的增加,局部放电次数及放电幅值虽然降低,但聚酰亚胺的绝缘寿命也逐渐降低,这说明局部放电只是引起聚酰亚胺纳米复合薄膜绝缘失效的原因之一,高温条件下活性电子的入陷、脱陷过程及空间电荷造成的电场畸变可能是诱导绝缘失效的另一个因素。     

负极性冲击电压下油–屏障绝缘的放电行为

考虑到运行过程中油浸式电力设备会承受双指数型与双极性振荡型冲击电压的作用,该文旨在通过研究两类冲击电压下油–屏障绝缘的放电行为,为油–屏障绝缘结构的优化与油纸放电机理的探究提供参考.利用搭建的油纸绝缘光电联合诊断平台,该文基于阴影成像法拍摄了负极性双指数冲击电压与双极性振荡冲击电压下油–屏障绝缘中流注的典型发展过程,并...     

冲击电压下局部放电测量用高频电流传感器

为了进行冲击电压下局部放电现象的研究,研制了一款专门用于局部放电脉冲测量的高频电流传感器。在分析了该传感器的工作原理及其传递特性后研究了线圈匝数、积分电阻和杂散电容对其频率特性的影响;利用方波电压源,校准了研制的电流传感器;利用函数发生器测试了不同频率下的传感器的实际动态响应。结果表明,传感器带宽达800kHz～105MHz,灵敏度为2.4V/A,通频带内具有良好线性度和较小相移。应用此传感器对针板电极试验模型在冲击电压作用下的局部放电信号进行测量,获得了与理论分析一致试验结果,为进一步研究冲击电压下局部放电特性和机理提供了有效的测量手段。     

冲击电压发生器雷电波的负载特性及其波形分析和改善

通过对一台4800kV/480kJ冲击电压发生器结合部分110～500kV试品在雷电波下如何满足大负荷范围内的试验要求进行了计算、波形分析和试验研究,提出一种新型的改进回路,从而提高了试验设备的负荷能力,同时也改善了试验波形的畸变,为保证试验达到IEC60—1、60—2有关标准的规定和要求创造了条件.     

绝缘子工频叠加冲击电压下的放电特性

提出了绝缘子工频电压下叠加冲击电压的合成试验方法.通过对被试绝缘子在工频不同相位点施加冲击电压,得出在工频叠加冲击电压的合成试验条件下,当冲击电压幅值大于工频电压峰值时,电压叠加时绝缘子对地的电压值只跟 冲击电压的幅值有关,与工频电压幅值无关的结论.