硅橡胶/胶联聚乙烯界面金属颗粒沿面放电严重程度的评估

硅橡胶绝缘预制型电缆接头由于制作工艺问题在硅橡胶/胶联聚乙烯界面上形成半导电或金属颗粒缺陷最终导致沿面击穿的故障时有发生。探寻硅橡胶/胶联聚乙烯界面金属颗粒沿面绝缘缺陷局部放电的发展过程,可为电缆中间接头放电严重程度的评估提供依据。在35k V电缆中间接头硅橡胶/XLPE界面上设置金属颗粒缺陷,通过逐级升高电压激发出局部放电信号并加速缺陷发展。测量了局部放电起始直至绝缘击穿全过程中的局部放电信号,生成了单位时间内局部放电平均能量、总能量及放电次数共计三个表征参量随时间的变化曲线。基于曲线的发展变化规律,将局部放电发展全过程划分为四个阶段,得到了表征各阶段局部放电重复率及平均放电量相位分布特征的?-n、?-qave二维谱图以及灰度图,从中提取了两个能够表征各阶段局部放电统计规律的特征量。研究结果表明,在预设缺陷局部放电的发展过程中,局部放电相位谱图的形貌特征发生变化,从相位谱图中提取的两个局部放电特征量均呈现单一增大的趋势,且在放电后期增长速率加快。基于对局部放电相位分布特征及特征量变化趋势的综合分析,提出了一种硅橡胶/胶联聚乙烯界面金属颗粒沿面放电严重程度的评估方法。     

硅橡胶中局部放电发展与电树枝生长的关系研究

研究硅橡胶中电树枝化微观物理过程与局部放电宏观表征之间的关系,能够为基于局部放电严重程度在线评估电缆中间接头的绝缘状态提供理论依据。制备了带有缺陷的硅橡胶切片试品,在逐级升压过程中实时测量了硅橡胶绝缘劣化起始直至击穿全过程中的电树枝照片和局部放电信号,生成了电树枝面积和单位时间内局部放电能量随时间的变化曲线,阐述了两条曲线之间的对应关系。基于电树枝面积曲线的变化规律,将电树枝生长全过程划分为引发及生长、滞长、快速生长共计3个阶段,讨论了各阶段电树枝的生长模式;基于局部放电能量的发展变化规律,将局部放电发展全过程划分为5个阶段,得到了各阶段局部放电相位特征谱图,提取了灰度图空穴面积和局部放电相位宽度作为表征局部放电严重程度的特征量。研究结果表明,电树枝面积曲线和局部放电能量曲线的发展趋势具有高度的一致性,电树枝生长的3个阶段分别对应于局部放电发展的1-2阶段、3阶段以及4-5阶段,从而建立了硅橡胶劣化微观物理过程和局部放电宏观表征之间的关系,为电缆中间接头绝缘状态的在线评估奠定了基础。     

振荡电压下电缆典型缺陷局部放电的统计特征及定位研究

振荡波检测技术在近似于工频的阻尼振荡电压作用下检测电缆绝缘缺陷处的局部放电,具有检测结果可标定、对电缆绝缘无损伤、特别适合现场测试等优点.为研究阻尼振荡电压作用下电缆缺陷局部放电的统计特征,文中在10kV电缆上预设了中间接头导体接管处错缠绝缘胶带、端部针尖、本体外半导电层破损、端部悬浮共计4类典型缺陷,采用自主研发的振荡波测试系统试验测量了预设缺陷的局部放电信号,应用振荡电压相位分析方法,分析了4类典型缺陷局部放电在不同严重程度时的相位统计特征.分析结果表明:4类预设缺陷的定位误差不大于10 cm;中间接头导体接管外错用绝缘胶带产生的局部放电信号呈三角形稀疏分布在振荡电压的20°～70°、200°～280° 2个相位区间;端部针尖缺陷产生的局部放电信号呈矩形密集分布在振荡电压的20°～110°、200°～280° 2个相位区间;外半导电层破损缺陷产生的局部放电信号呈三角形集中分布在振荡电压的180°～280°相位区间;端部悬浮缺陷产生的局部放电信号呈矩形集中分布在振荡电压的200°～300°相位区间.预设缺陷局部放电的相位谱图存在明显的特征差异,为进一步研究阻尼振荡电压作用下电缆局部放电的模式识别和放电严重程度奠定了基础.     

高压电缆中间接头外半导电层缺陷放电研究

为研究高压电缆中间接头在外半导电层被划伤后的放电行为,采用脉冲电流法与高频电流耦合法以及硬件实时放电谱图采集,提取外半导电层含有贯穿性缺陷的高压电缆预制式中间接头中的局部放电信号,结合电场仿真以及接头放电模型对放电发展机理进行分析,结果表明:高频电流耦合传感器的灵敏度以及信噪比不及脉冲电流法,不易发现贯穿性缺陷激发的放电信号;外半导电层存在贯穿性缺陷的情况下,一旦线路中由于操作过电压或故障引起的过电压激发接头缺陷内发生放电,放电将迅速向增强绝缘层内部发展,最终形成贯穿性放电通道导致增强绝缘失效,因此实际生产安装过程中应注意防护此类缺陷,确保接头安全运行。     

低温下含尖刺缺陷的EPR电缆终端主绝缘局部放电发展特性研究

为研究EPR电缆终端主绝缘在低温环境下的局部放电发展特性,搭建了-30℃下的局部放电测试系统。采用逐渐加压并保持恒压的加压方式,测量了不同温度下的局部放电信号,分析了不同温度下的局部放电谱图、平均放电量、放电次数分布特征。结果表明:局部放电、平均放电量增长率、平均放电量正(负)半周偏斜度与电缆终端主绝缘尖刺缺陷局部放电发展特性相结合,可以用来表征电缆终端主绝缘局部放电发展的严重程度。     

XLPE电缆典型缺陷局部放电特性研究

实时准确地监测电缆内部绝缘缺陷的局放量对电缆状态的评估意义重大。介绍了一种基于新型差分电容传感器的内置局部放电检测系统,该系统可精准测量检测部位的局部放电。同时设计并构造了3种绝缘缺陷模型,分别采用内置式局部放电检测系统和试验室局部放电检测系统对缺陷电缆接头进行局部放电检测,试验结果证明该检测系统与试验室局部放电检测系统的放电相位及相应趋势完全一致,验证了该系统的可靠性。最后分析3种缺陷模型下获得的PRPD谱图,结果表明不同缺陷模型的局部放电信号特征明显,能真实反映电缆接头放电机理,为进一步进行放电类型的模式识别提供了试验依据。     

直通式电缆接头局部放电测量方法研究

电缆接头是电缆线路的故障高发部位,通过测量电缆接头的局部放电有利于准确评估电缆的绝缘状态。现有电缆接头局部放电测量方法大多需要改变接头的固有结构,或是测量灵敏度偏低。笔者基于电容耦合原理,在不改变接头结构的基础上提出了一种适用于直通式电缆接头的局部放电测量方法,构建了相应的测量系统。通过计算机仿真分析从理论层面证明了测量方法的正确性。在真实35 kV直通式电缆接头内预设尖刺缺陷,开展了局部放电的对比检测试验,试验结果表明,文中提出的直通式电缆接头局部放电测量系统灵敏度不低于10 p C。针对同一预设缺陷产生的局部放电信号,文中提出的测量系统与DST-4型局部放电检测仪生成PRPD谱图的相似度高达0.9,从实测层面证明了文中提出的直通式电缆接头局部放电测量方法的有效性。     

交直流复合场针板模型局部放电发展过程中相位分布的特点

换流变压器是直流输电系统中整流和逆变环节的核心设备,其运行状况直接影响着系统运行的安全可靠性。换流变阀侧绕组所处电场环境复杂、相应绝缘要求严苛,且其在工程应用中故障率较高;所以,通过对复合电场局部放电发展过程中绝缘介质劣化严重程度的研究,可为换流变压器的故障诊断提供依据。本文以放电发展过程中放电谱图在各个统计时间段内所呈现出的相位特征作为绝缘介质劣化程度的外在表征,从能量转化的角度建立数学模型,定性解释放电谱图中所呈现的相位分布特点及其与绝缘介质劣化程度之间的关系。本文认为,相位分布可以作为研究交直流复合电场中局放发展过程中绝缘劣化程度的特征量之一,放电相位的分布与绝缘介质劣化程度之间存在对应关系;试品在局放发展过程中,因其在不同劣化程度下的等效阻抗不同,所以在外施交、直流电压共同作用下呈现出了不同的阻抗特点,这是放电相位分布发生改变的原因。     

高压交联电缆接头局部放电的电容耦合法检测及分析

为研究110kV交联电缆接内部绝缘缺陷的局部放电(partial discharge,PD)特性,设计并构造了5种典型绝缘缺陷,通过建立电缆接头局放试验研究平台,采用电容耦合法获取不同绝缘缺陷下的放电信号,构造出三维PRPD(phase resolved partial discharge)谱图表征缺陷放电状态,并采用单次放电脉冲时域波形的3、4阶特征参量萃取放电特性进行分析。研究试验结果显示,电容耦合法检测法可有效检测出电缆接头内部缺陷引起的局放,且不影响电缆接头及本体的绝缘性能;所构建的5种典型缺陷在工频电压激励下,放电脉冲序列在放电区间、放电重复率等统计特征有很大的不同,用时域波形的3、4阶特征参量所描述的放电特性也存在很大差异。这些特征可用作放电类型识别的依据。     

10kV电缆中间接头典型缺陷局部放电发展过程研究

针对10 kV XLPE电缆中间接头制作了两种人工典型缺陷:主绝缘内部轴向气隙缺陷、主绝缘表面轴向划痕缺陷,并采用逐级升压法来加速接头的劣化过程。测量不同加压阶段的局部放电表征参量(放电功率、脉冲重复率、放电量等),并分析其随时间的变化趋势及不同阶段局部放电相位谱图的变换特征。结果表明:平均放电功率和放电量可以很好地表征局部放电发展趋势,且通过对比两种缺陷发现,外半导电层断口处主绝缘表面划痕气隙危害程度更大。     

On a wing and a prayer

The article talks about recent Defense Research Projects Agency (DARPA) presolicitation notice in the area of hybrid insect micro-electromechanical systems (MEMs). DARPA's goal is to fund promising interdisciplinary research that will permit the creation of "insect-cyborgs"     

利用光伏电池给蓄电池充电

磷酸锂铁（LiFePO4）电池对比钻基德Li离子/聚合物电池,具有安全性性高、浮充电压小、自放电率低、使用寿命长等一系列优点。本文所述LT36521C为可实现太阳能跟踪、单块式补偿蓄电池充电的集成电路。当LT3652由单块太阳能电池板供电时,其输入调节回路能确保在最大输出功率下工作,充分体现出这一新型太阳能充电器的优越特性。     

Making a Case for a New Connector

The emergence of quick lock connectors, particularly quick lock versions of the SMA and N connectors (QMA and QN, respectively), was an inevitable development in the RF connector industry and is of significant importance in that nearly 50% of all practical applications for RF connectors are currently supported by either SMA or N. Once QMA and QN can achieve similarity in cost and performance to the present SMA and N connectors, they will take the place of their predecessors in most applications, creating a huge new market. Our RF team has long been dedicated to research and development of these two connector types in the hopes of creating an optimal design. In this article, we will show some of the results of our research.     

Chaos in a series circuit with a nonlinear capacitor and a nonlinear inductor

This paper proposes a nonlinear circuit that generates chaotic oscillations. The proposed nonlinear circuit includes a nonlinear capacitor and a nonlinear inductor by using Generalized Impedance Converters. Both computational experiments and experiments on real circuits show that the region for chaotic oscillation is very wide, demonstrating that the proposed circuit is effective as a chaos generator. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 150(2): 35–42, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10361     

Electric potential near a tip of a local discharge on a conductive film

To develop a propagation model of a local discharge on a wet polluted insulator, the authors have examined characteristics of the local discharge on an electrolytic solution simulating the wet polluted insulator surface. The local discharge was propagated on the solution under the impulse voltage. A shape of a contacting surface between the local discharge and the solution has been already obtained by the authors. By using the contacting surface, an electric potential near a tip of the local discharge on a conductive film of 1 mm in thickness was calculated. Furthermore, the potential was measured with a probe. The calculated values and the measured values of the electric potential agreed well regardless of the propagation length of the local discharge, the width of the conductive film, the resistivity of the conductive film, the peak value of the applied voltage and the applied voltage waveform.     

Power losses in a conducting ring enclosing a conductor with a transient current

Contents In the paper Joule power losses are calculated in a conducting ring enclosing a conductor with a transient current having an alternating component.—Theoretical calculation and numerical computation are worked out basing on a link Bubnov-Galerkin method in its numerical version using the finite elements for the conductor with the Time-Stepping algorithm for the time discretization.—On the basis of numerical computation, graphs of the relative power losses are plotted as a time function.

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Leistungsverluste in einem leitenden Ring, der einen Leiter mit einem instationären Strom umschließt

Übersicht In diesem Beitrag werden die Joulschen Leistungsverluste in einem leitenden Ring berechnet, der einen Leiter umschließt, in dem ein instationärer Strom mit Wechselanteil fließt. Die theoretischen Betrachtungen und numerischen Berechnungen hat man in Anlehnung an die Bubnov-Galerkin-Methode (in ihrer numerischen Variante, die von einen Leiter unter Verwendung der Methode der finiten Elemente realisiert wird) in Verbindung mit einem Schritt-Algorithmus mit der diskretisierten Zeit ausgeführt. Auf der Grundlage numerischer Berechnungen sind Diagramme für die relative Leistung in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.

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List of symbols Symbol Unit Physical parameter - B Wb/m² magnetic induction vector - H A/m magnetic field intensity vector - H, H A/m -component of the magnetic field vector - E V/m electrical field vector - E _r ,E _z V/m components of the electric field - f s^–1 frequency - I A current intensity (r.m.s. value) - L H inductance - P W power losses - P ₀ W power losses for d.c. - R resistance - t sec time - ^–1 m_–1 electric conductivity of the conductor - Hm^–1 magnetic permeability - _ijk m² finite element area - basis function - rad s^–1 pulsation - N _i ,N _j ,N _k function of finite element shape - 3.141593... - region - ² Laplace's operator - r, ,z cylindrical coordinates - ^h region approximating the region - ^e finite element region - M number of discretization points of the region - V number of finite elements - (N–1) number of steps - i, j, k indices of vertices of triangular finite element     

Development of a deceleration control system for a winding machine based on a microcontroller

The development of an automatic deceleration system for a winding machine in a siderurgy factory is presented in this paper. The proposed system controls the speed of a winding machine in order to obtain the optimum stop point in terms of security and fast production. The system is based on a microcontroller and an extremely simple hardware. The system has been tested for two years and results evince a very good mean time between failures.     

Simulation of a generator for a wind-power unit

Analysis of excitation systems of generators for wind-power units is carried out, a software package for generator simulation is presented, and the sequence of the generator design is presented.     

When a feature detector becomes a feature generator

The neural network approach is reviewed in the context of studies in the animal and human visual systems. An attempt is made to explain perception, memory, and learning as a feedback loop similar to the one used in the ALOPEX optimization concept. Applications in pattern recognition and image processing are discussed. Experiments using visual evoked potentials in humans are described.