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。     

大型水轮发电机定子线棒气隙群放电的特性研究

测量分析了大型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,研究了相同电压等级的多胶模压和少胶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,15.75 kv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40 pF以下增加至110pF以上,同时电容变化计算值与常态介质损耗增量的测量值随循环次数的变化规律具有较好的一致性.     

多因子老化对抽水蓄能发电电动机定子线棒主绝缘介电性能的影响

设计搭建了新型定子线棒多因子老化平台,对抽水蓄能发电电动机定子线棒进行电、热及机械振动多因子老化试验,测量定子线棒在老化试验各老化周期后和部分周期中的介质损耗因数和电容值,并利用扫描电镜对老化后的绝缘层材料进行观察。结果表明:在测试电压高于一定值时,介质损耗因数随老化周期的增加而增大;在不同测试电压下,电容均随老化周期的增加而减小;介质损耗因数增量及电容增量均随老化周期的增加而增大;在影响介电性能变化的各老化因子中,冷热循环老化和机械振动老化起主要作用;结合老化线棒的局部放电起始电压和绝缘层老化试样的显微结构认为,多因子联合老化使得线棒主绝缘内产生的越来越多气隙等缺陷是导致其性能劣化的主要原因。     

高压绝缘介质损耗的本质

在含单个空隙环氧树脂试样和高压云母绝缘上进行了试验观测,其结果与通常公认的这类试样的介质损耗随电压变化是由于局部放电的引起的机理相矛盾。另一种机理即界面极化或Maxwell-Wagner效应,可以半定量地解释我们观察到的结果,这种机理考虑了局部放电引起的表面电导率增加和电老化过程中固体绝缘电阻率的增加。这两种机理对介质损耗随外加电压变化的相对贡献受电压、温度、频率和绝缘特性的影响。按照新建议的模型,应当重新审查根据高压绝缘电性能随外加电压而改变的原理制定的某些试验规范的意义。     

工频范围内高压发电机定子线圈绝缘内部气隙群放电行为的研究

为了分析在工频电源频率范围内高压电机定子线圈主绝缘内部存在气隙群放电(包括无气隙群放电、完全型气隙群放电和非完全型气隙群放电)时对定子线圈绝缘的介质损耗因数(tanδ)与对地电容(C)的影响,测试并分析了主绝缘材料的相对介电常数和介质损耗因数的工频频谱特性、线圈介质损耗因数和电容随电压的变化规律。结果表明:在线圈绝缘内部无气隙群放电的情况下,电源频率与施加电压对线圈绝缘介质损耗因数和电容基本无影响;在线圈绝缘内部存在气隙群放电的情况下,电源频率与施加电压对线圈介质损耗因数和电容的影响很大。     

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。     

丝段式电热爆过程中的气隙击穿特性

金属丝段落入高压电场中发生电热爆,只能靠两端与电极之间的气体放电导入大电流完成。为系统认识气体放电过程中充电电压、电极间距与击穿气隙之间关系,改变初始充电电压和丝段初始长度,进行系列电热爆试验,同时,测量不同气隙时的放电电流。结果表明,金属丝段进入高压电场中后,存在单气隙放电和双气隙放电两种模式的气体放电。发生单气隙放电时气隙的击穿电压要比双气隙放电时气隙的击穿电压小。电极间距增大后,气隙的击穿电压增大。能够发生双气隙放电时对应丝段的最小长度,为适合电热爆发生的丝段最佳长度。     

电介质的微空气隙中电场的计算

针对固体介质中不同微空气隙形状(球体,椭球体)内部电场计算问题,将其简化为计算均匀电场中介质球、介质椭球内的电场,应用电介质极化原理,得到了微空气隙内部电场分布的数值解。数值计算结果表明:气隙内的场强总要比固体内的场强高得多,而气隙的介电强度比固体介质低,所以当加至一定电压时,在固体介质击穿之前,总是在空气隙内先开始放电,从理论上解释了固体内部发生局部放电的原因。     

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。     

大气压氖气介质阻挡多脉冲放电现象研究

为了探讨大气压氖气介质阻挡放电的多脉冲现象的本质,实验测量了多脉冲放电的电压电流波形,建立了多脉冲放电的电路模型,并利用ICCD高速相机研究了多脉冲辉光放电模式的演化过程。研究结果表明,多脉冲中的各次脉冲气隙电压的变化和单脉冲中气隙电压的变化趋势相同,即在气隙击穿前,气隙电压逐渐上升,在气隙击穿后突然下降。由于介质阻挡产生的异号电荷和外加电场的共同作用,使得多脉冲中每个电流脉冲对应的气隙击穿电压峰值出现逐渐下降的趋势。ICCD高速时间分辨图像表明,多脉冲的每个脉冲放电的底面演化过程与单脉冲时的辉光放电是十分相似的,都呈现出径向发展的过程,但相邻放电脉冲其放电的径向发展过程呈现互补现象,即若一个从内到外另一个就从外到内。这说明放电总是以活性粒子存活数量较多的地方作为放电的起始位置。同时,实验结果说明不能通过电流脉冲个数的多少判断放电是否均匀,多脉冲放电也可能是均匀放电。     

应用人工神经网络预测棒-板短空气间隙在淋雨条件下的交流放电电压

为了获得降雨条件下能预测空气间隙击穿电压的数学模型,根据在人工气候室试验得到的降雨条件下空气间隙击穿电压数据,运用神经网络原理,建立了降雨条件下的交流棒-板短空气间隙击穿电压的人工神经网络模型。利用该模型可以对一定降雨条件下的交流棒-板短空气间隙击穿电压进行预测,预测结果满足精度要求,同时,该文根据建立的人工神经网络模型模拟了降雨时单个及多个环境因素对空气间隙击穿电压的影响,并对模拟结果进行了分析,结果表明:大气压强一定时,随着降雨强度、雨水电导率的增加以及环境温度的降低,空气间隙的击穿电压随之降低;当降雨强度、雨水电导率和环境温度其中任一环境因素改变时,另两个因素对空气间隙击穿电压的影响程度也随之改变。人工神经网络模型对训练数据的依赖较大,对训练范围以外的数据预测精度较差。     

温度对车载高压电缆终端局部放电特性的影响研究

电缆终端作为高速列车的一个重要设备,在接触网与列车之间的能量传递中起着重要作用。然而由电缆终端界面缺陷引起的局部放电,严重影响着电缆终端的绝缘性能与列车的行车安全。通过实验的方法,制作了含有不同长度气隙的电缆终端试验品,并在27.5 kV的电压条件下进行了实验,探究了不同缺陷长度的电缆终端在不同环境温度下的局部放电特性。结果表明,相同气隙长度的电缆终端在27.5 kV的电压条件下,其局部放电量随着环境温度呈现出先上升后下降的趋势。根据这一特性可以知道在一定的电压等级之下,电缆终端的放电量主要受温度影响,当超过某一温度后,由于温升导致的电缆终端内部压力变化成为影响局部放电量的主要因素,并且随着气隙长度的增加,同一温度下的局部放电起始电压呈现增加的趋势。     

ns脉冲液体介质击穿实验研究综评

介绍了目前液体介质击穿研究的实验内容(电压极性、电压波形、外界静态压力等)、实验方法(电学与光学结合)、研究成果(经验公式、击穿机理);指出单次ns脉冲击穿的电压脉宽窄(ns级)、击穿电压幅值高,重频ns脉冲电压击穿下液体介质的电场累积效应(极化效应)显著,这些ns级液体介质击穿的特点有助于揭示液体介质击穿的本质特性。结合研究成果讨论了窄脉冲电压液体介质击穿的概率与击穿机理。     

220 kV电缆线路终端故障及仿真分析

为分析某220 k V电缆线路终端应力锥、电缆表面贴合状态与故障发生的深层次原因,本文对某220 k V故障电缆终端开展故障解体、X射线检测以及仿真工作,分析发现接头应力锥过盈量高于安装工艺要求,且搭接面表面不平整。在应力锥、电缆表面贴合良好时,运行电压下应力锥、电缆主绝缘最大电场强度均远小于对应绝缘材料的击穿场强,而应力锥、电缆表面贴合不良交界面存在微小气隙时,运行电压下气隙内部电场强度大于空气击穿场强,表明运行电压下气隙内部存在放电现象。因此,电缆终端应力锥、电缆表面贴合不良、交界面存在微小气隙时,在运行电压下,气隙内部长期放电引起主绝缘破坏是造成电缆故障的原因。     

均匀电场重频脉冲作用下的水中气泡击穿

均匀电场重频脉冲作用下处理室放电问题是高压脉冲电场(pulsed electric field,PEF)技术遇到的难题.目前现有水中空气泡的击穿研究无法说明这种平均电场强度较低(＜70kV/cm)的情况下的击穿现象.为了解决这一问题,设计了金属平板电极与水溶液电极间的气体击穿实验,利用等效实验研究了有水溶液电极的大气压...     

介质阻挡放电中反向放电的实验研究

利用介质阻挡放电(DBD)实验装置和测量系统研究了不同的介质板厚度、驱动电压幅值以及气体间隙距离的DBD特性,并运用气体放电理论对试验结果进行了分析。结果表明,随着介质板厚度、气体间隙距离的减小以及驱动电压幅值的增加,DBD放电电流脉冲增多,由于壁电荷的作用,发生放电所需的电压减小;当壁电荷电场足够大时,将在驱动电压下降沿发生反向放电。     

基于超声波法的GIS盆式绝缘子内部气隙放电特性研究

为了研究GIS盆式绝缘子内部气隙放电特性,采用三层环氧板构建了绝缘子内部气隙缺陷模型,使用超声波方法对其局部放电信号进行检测。实验结果表明,随外加电压的升高,气隙放电的放电谱图表现出"兔耳"状特点,随气隙体积和外加电压的增加,其放电幅值会随之增加,采用三电容模型对其进行了解释。检测结果为GIS局部放电的现场检测、故障定位及模式识别奠定了实验基础。     

大气压空气介质阻挡汤森放电

为了实验研究大气压空气介质阻挡均匀放电的可能性,使用1.5mm以上厚度的Al2O3陶瓷片作为阻挡介质及1～2kHz的高压激励,在大气压3mm空气平板间隙中获得均匀放电。通过ICCD高速摄影得到的放电图像以及电流波形的分析表明这种放电是汤森放电。3mm空气间隙的稳态击穿电压仅约为5.7kV,远低于静态击穿电压11.2kV;还发现了类似氮气DBD汤森放电的"反常熄灭"现象,这两个现象表明陶瓷表面可能存在浅位阱及二次电子发射机制,这对空气汤森放电的起始和维持阶段都至关重要。另外,实验发现陶瓷厚度对空气DBD有重要影响,使用厚度<1.5mm的陶瓷片往往无法避免丝状放电。使用2片厚度各1mm的石英玻璃替代陶瓷片在670Pa～0.1MPa都无法获得均匀放电。上述3mm空气汤森放电的原因归结于陶瓷表面独特的"浅位阱"特性以及阻挡介质限流作用的共同效果。     

Laser-induced breakdown characteristics of nonuniform dc coronadischarge fields

Laser-induced breakdown of nonuniform field gaps in atmospheric air was caused by an XeCl excimer laser. This laser beam was focused on the center of a rod-to-plane, needle-to-plane or hemisphere-to-plane gap with dc voltage. The laser energy dependency of breakdown voltage was investigated for positive and negative applied voltages and gap lengths of 15 to 25 mm. It was found that the positive breakdown voltage was higher than the negative one in the hemisphere-to-plane gaps or the rod-to-plane gaps with low voltages, where there is little or no space charge. However, the effect of polarity is reversed in the rod-to-plane gaps with large spacings and the needle-to-plane gaps. On the basis of the dependence of the discharge mode on this polarity effect, it can be seen that it was caused by the difference in development of positive and negative streamers in the corona discharge     

空气中介质阻挡大气压辉光放电特性的研究

采用筛网电极和聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)薄膜作为阻挡介质的介质阻挡放电(DBD)结构在空气中产生大气压辉光放电(APGD)。通过测量空气中APGD的电气特性和发光强度空间的分布特性,比较了它们与丝状DBD的区别: 通过研究APGD的放电特性,分析了空气中APGD的放电机理。实验结果与分析表明,采用该电极结构可以在空气中产生APGD,空气中APGD的放电特性与丝状DBD具有明显的区别,筛网电极起到了在气隙击穿前产生电晕放电对驻极体阻挡介质充电的作用。