Characteristics of laminated tape insulation in high vacuum at cryogenic temperature

A composite insulation system of laminated tape and high vacuum is newly proposed for a superconducting bus-line cable operated at relatively low voltage. Its breakdown characteristics were investigated using model cable specimens with different kinds of laminated tapes such as semisynthetic paper, polypropylene film, and kraft paper of insulation thickness less than 1 mm. First, ±dc, ac, and —Imp breakdown stresses of the semisynthetic papers were investigated. +dc breakdown stress was 21.7 kV/mm for a specimen of insulation thickness 1 mm and −dc breakdown stress was 41.5 kB/mm, so that the remarkable polar effect was observed. ac breakdown stress was 18 kV/mm. Also, the ratio of −Imp breakdown stress was about 3. Furthermore, ac breakdown stresses of other tapes were investigated, but remarkable differences among their stresses were not observed. Most of the specimens were broken from the “butt gap” between tapes. To understand this cause, measurements of the partial discharge were carried out. It was found that the inception stress of partial discharge of butt gap located just on the conductor was about 20 kV/mm, not dependent on the kind of tape. This value is much lower than the breakdown stress of the same length of vacuum gap. Therefore, it is considered that the trigger of the breakdown of this insulation system is the surface discharge along the edge of the butt gap. © 1998 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 121(3): 20–26, 1997     

局部放电对粗放的绝缘材料生产和应用方式的挑战

综述了近10年来发电机主绝缘、变频电机匝间绝缘、变压器主绝缘、交联聚乙烯电缆绝缘的老化机理研究进展,分析了局部放电的发生及其对绝缘破坏的主要原因,认为随着电力电气设备向着大容量、高电压发展,局部放电导致的绝缘破坏已对我国粗放的绝缘材料生产和应用方式形成挑战。指出今后我国绝缘材料的生产和应用应从提高原材料的纯度、更新工艺和装备、实行严格的质量管理、创造洁净的生产环境等方面入手,才能把绝缘中的气隙、杂质等绝缘薄弱点控制在较低水平,才能延长绝缘寿命和提高绝缘可靠性。     

绝缘材料在低温下的电阻特性测试

论文测量研究了几种常用的绝缘材料在室温到液氮温度范围内的电阻率，测量结果表明，绝缘材料在低温下电阻率随着温度的上升呈e指数变化趋势，但是材料在液氮和氮气中的电阻率变化不是简单地符合同一条温度变化曲线，由此推断液氮和氮气中绝缘材料的导电机理可能有所不同。     

A new test method for internal partial discharge resistance of insulating materials

A new test method for internal PD resistance of insulating materials has been studied intensively by a task force at CIGRE for over ten years. Recently, Method II, which was developed by the authors, is now being studied as the international round robin test proposed by a domestic task force. This paper describes the new test method concretely and shows some typical test results. The test electrode system is characterized by adhesion of test specimen to the embedded sphere electrode, and it may be applicable to all sorts of insulating material for the internal PD resistance test under uniform partial discharges. The most important point of this method is to realize the complete adhesion by skillful techniques. It was ascertained that the spread of test data may depend only on the uniformity of materials by this method, and excellent life data can be obtained for some specific materials.     

空间高可靠高压变压器局部放电分析与检测

基于空间用行波管电源高压变压器的绕组结构及灌封缺陷,分析了行波管电源高压变压器的局部放电机理,提出了用脉冲电流法检测高压变压器的局部放电。介绍了局部放电检测中的脉冲电流法机理,检测系统的构成以及变压器局部放电的检测方法及抗干扰措施。通过局部放电检测,成功地剔除了有灌封缺陷的高压变压器,保证了空间行波管放大器的长寿命运行,避免了行波管高压电源在低气压下放电的发生。最后介绍了一款国外专用于高压电子元器件局部放电的检测系统。     

高温下110kV交联聚乙烯电缆电树枝生长及局部放电特性

利用实时显微数字摄像与局部放电连续测量系统,采用典型针-板电极结构,研究了高温下不同外施工频电压作用时110kV级交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘中典型电树枝的形态特征、引发、生长规律及其局部放电特性。实验结果表明,温度对XLPE电缆绝缘中典型电树枝的形态、引发与生长时间具有非常重要的影响。在高温下,不同外施工频电压作用时电树枝的形态呈现出多样性的特点,50°C下典型电树枝形态为枝状、枝-松枝状和丛状,70°C下为枝状,90°C下为滞长型和枝状。高温下电树枝引发时间随外施电压升高而减小,而且在同一外施电压下,电树枝引发时间随温度升高而减小,这是由于在高温下XLPE电缆绝缘中片晶熔化,无定形相增加,介质中自由体积扩大,从而更有利于电树枝引发。研究发现在低电压(9kV)下,电树枝生长过程中由于通道电导率增加而抑制了通道内局部放电的发展,局部放电作用减小,电树枝生长速度减慢,分形维数较高;而11kV以上电压作用时,电树枝在局部放电的连续作用下呈枝状向对面电极快速生长,同时高温下XLPE弹性模量下降,击穿场强降低,局部放电作用加剧,电树枝生长明显加速,电树枝分形维数较低。     

阶梯电压下变压器匝间绝缘局部放电试验研究

对于变压器绕组而言,轻微匝间放电的发展可能会造成匝间短路甚至更严重的后果。因此,对变压器绕组匝间局部放电的发展进行深入研究具有重要意义。在实验室内构建了变压器匝间绝缘局部放电试验平台,参照500 k V电力变压器线圈绝缘处理工艺要求,设计并制作了匝间绝缘局部放电试验模型线圈,采用逐级升压法对模型线圈施加试验电压,利用数字式局部放电检测仪进行局部放电信号采集,在室温下对变压器匝间绝缘局部放电特征量和二维图谱信息进行了系统的研究。得出了不同加压持续时间下脉冲最大幅值、脉冲平均幅值、脉冲重复频率和脉冲功率的变化特征以及二维图谱的相位分布信息。     

750kV大型变压器局放试验实例

局放试验是检测变压器绝缘性能的重要手段之一,对确保电厂稳定送电和电网安全有重要作用,本文介绍了某电厂750kV#2号变压器局放试验要求、试验过程,根据试验过程中出现局放量超标的现象,分析局放量超标的原因,排除各种干扰源并进行试验,最终确为变压器套管绝缘性能不合格导致试验过程出现放电;为大型变压器局放试验提供了一定的经验参考。     

局放原理在发电机定子绝缘烧损故障分析及处理中的应用

本文描述了局部放电的原理,分析了发电机定子绝缘局部放电产生的原因,并通过实例介绍了局放原理在发电机定子线棒绝缘烧损故障分析处理中的应用,提出了有效的分析及处理方法.     

电机绝缘系统在高频冲击下局部放电试验研究

高频冲击局部放电(PD)测试可以有效的检测电机绝缘系统的绝缘状态。根据传感器的不同,电机绝缘系统在高频冲击下PD测试方法主要有两种:高频电流传感器法和超高频天线法。试验表明:在高频冲击电压下,PD主要发生在冲击的上升沿和下降沿,在同一放电电压下,上升沿和下降沿的PD幅值较大;在风力发电机定子绝缘系统鉴别试验中,随着老化试验的进行,线圈的PD起始电压总体呈下降趋势。通过鉴别试验,可以确定绝缘系统的冲击电压绝缘等级及类型。     

连续方波电压下变频电机绝缘局部放电特性

为提高变频电机绝缘局部放电(PD)测试信噪比,在上升时间为200ns的连续方波电压下,研究了电机绝缘局部放电和方波电源干扰的时频特性,总结出连续方波电压频率和占空比对局部放电统计特性的影响规律。研究结果表明,局部放电和方波电源干扰能量分别集中在0～1.8GHz和0～0.5GHz频率范围内,局部放电电压幅值随着连续方波电压频率的增大而减小,较小连续方波电压占空比易造成局部放电淹没在电压下降沿处的方波电源干扰中。据此,在对变频电机绝缘进行局部放电测试时,为抑制方波电源干扰,宜采用截断频率为0.5GHz的高通滤波且应使超高频天线在0.5～1.8GHz频率范围内具有良好的响应性能。另外,为提高测试信噪比,推荐采用频率<200Hz、且占空比为50%的连续方波电压作为测试电应力。     

温度对油纸绝缘扁平气隙缺陷局部放电特性的影响

Partial discharge based risk assessment method has rapidly developed as an effective diagnosis method in oil/pressboard insulation system.The temperature in field power transformer is variable according to loading and the PD properties in insulation are also variable in different temperature.In order to assess the influence of temperature on partial discharge properties in oil/pressboard insulation system,a partial discharge testing system with temperature adjusting function was adopted in this paper.The partial discharge data obtained from the experimental work were presented in phase-resolved PD(PRPD) pattern analysis and pulse sequence analysis(PSA).The single pulse in time domain at different temperature is also analysed in this paper.     

MH/Ni电池大电流放电性能

对MH/Ni电池大电流放电特性进行研究 ,对几种不同工艺方法研制的MH/Ni电池大电流放电曲线进行对比分析 ,主要针对电极导电性差 ,放电过程中电流密度分布不均匀引起电流积累发热 ,内部压力过高而使电池内部的密封结构遭到破坏等问题 ,得出了高功率电池结构需作出的调整 ;并对普通配方导致高功率电池欧姆内阻增大、活性物质利用率偏低、高倍率放电性能差 ,进行组分调整 ,初步显示出较好的结果。     

MH-Ni电池低温放电性能的改进

M H-N i电池较差的低温放电性能是影响其扩大应用领域的重要因素之一。分析了M H-Ni电池低温性能较差的原因;从贮氢电极原材料的选择,镍电极、电解液和隔膜的改进以及电极和电池设计等方面综述了提高M H-N i电池低温放电性能的方法。     

基于Kohonen网络的典型绝缘缺陷局部放电模式识别

针对变电站环境下局部放电识别所面临的不可控干扰多、现有识别方法初始参数难确定的问题,在设计符合变电站放电特点的典型缺陷,并采集多个样本数据的基础上,结合统计特征参数提取方法,基于具有自组织竞争识别、抗干扰性强特点的Kohonen网络,得出了一种适用于干扰环境下局部放电识别的新方法。通过探究Kohonen网络竞争层节点数对识别效果的影响,得出了针对样本数据的最佳识别参数,并将此网络与常用的模式识别算法在同等条件下进行对比,证明了其面对多种放电识别时的高稳定性与高识别率,验证了其用于变电站环境下局部放电识别时的优良性能。     

纠结式线圈变压器局部放电的检查与分析

通过对一例局部放电试验不合格的纠结式线圈变压器解体检查分析,介绍了校核变压器匝间绝缘的长期耐局放性能的重要性及变压器局部放电的产生原因及防范措施。     

用热缩材料提高架空导线的绝缘水平

为提高ll0kV架空导线的绝缘水平，采用复合绝缘热缩带(FJRD)对架空导线的关键部位进行包覆，并提出了包覆施工工艺，按这种工艺包覆的导线经测试表明，空气间隙在200mm以上时，可达到安全要求。     

锰基正极材料混合锂离子电池高低温性能研究

以富锂锰基正极材料(R)和尖晶石锰酸锂(M)混合作为锂离子电池的正极材料,以石墨为负极,制作成0.3 Ah的软包电池,分别对其进行高低温性能研究。结果表明:通过正极材料的混合使用,可以在很大程度上解决两种材料在低温和高温性能上的不足,弥补两种材料单一使用的缺陷,也一定程度上扩大了锂离子电池的温度使用范围。经系列研究表明:当R∶M=7∶3时,电池表现出优异的高低温性能,55℃下,100次循环后容量保持率为97.76%;-20℃下,容量保持率为60.21%。     

电力电缆局放及温度的多维度检测方法研究

电力电缆在电力、建筑、通信等供电及辅助系统中应用愈来愈广,然而电力电缆在高电压、强电场、大电流以及复杂环境条件下,容易发生绝缘老化、电树枝化甚至击穿故障。此外由于铜损、介质损耗发热会导致电缆温度升高和恶化加剧,因此通过监测电缆局放及温度来实现监测电缆绝缘性,是保障电网安全运行的重要手段。本文研发了具有高速采集功能的高频检测模块(100MHz)。首先,基于此模块,本文结合同步信号降噪技术,滤除现场各种类型的干扰信号;结合聚类多源分离技术,解决了多源叠加影响类型诊断的问题;结合小波滤波降噪技术,有效的滤除窄带型干扰信号。此外,基于大量现场实践经验,构建了包含各种典型放电类型各个发展阶段的放电信息指纹库,实现了对局部放电缺陷类型的准确诊断和基于放电发展阶段的状态评估和预警。最后,提出了低成本高频局放及温度检测的改进方法,实现了局放及温度的同时监测功能,并提高了电力电缆局放及温度多维度检测的可靠性。     

基于EMD-ICA的高压电缆局部放电信号去噪研究

为了解决高压电缆绝缘监测系统在实际工作环境中采集的局部放电(PD)脉冲信号含有噪声的问题,提出了一种融合ICA的EMD去噪算法。详细介绍了该算法的去噪原理。该算法的优点在于不仅有效地去除了局部放电脉冲信号中的噪声,而且还很好地保留了PD信号的完整性。经过实验室模拟实验和现场在线绝缘监测实验,可以看出该算法取得了很好的去噪效果,证实了该算法的有效性与可靠性。