物理改性纤维素绝缘材料亲水性行为的分子动力学模拟

为了从微观层次揭示物理改性后纤维素绝缘材料抗老化性能提高的机理,选用聚合度为3的纤维素分子链、水分子、三聚氰胺和双氰胺分别对改性前后纤维素材料的无定形区进行了建模,并用分子动力学模块对这2个模型进行了计算。分别从水分的扩散系数、体系内的氢键结合数和分子之间的相互作用能3个方面探讨了改性前后体系的变化和抗老化性能差异的作用机理。结果发现:物理改性体系中的水分子扩散系数小于天然体系;由于抗老化剂的作用,物理改性体系中的总氢键数多于天然体系。与水分子的相互作用能上,抗老化剂最大,天然纤维素分子次之,改性体系中的纤维素分子最小;抗老化剂的存在使纤维素分子与水分子的相互作用能减弱。     

不同交联程度交联聚乙烯的空间电荷特征

为研究交联程度对聚乙烯空间电荷特征的影响,选用过氧化二异丙苯为交联剂并以低密度聚乙烯为基料,制备了交联程度不同的交联聚乙烯试样,分别对各试样进行了电荷注入阈值电场强度试验、加压时空间电荷累积试验和去压时空间电荷消散试验。然后以平均电荷密度为特征参量,分析了加压试验和消散试验中的空间电荷分布图谱,获得了交联程度对低密度聚乙烯空间电荷特征的影响。结果表明:交联向聚乙烯中引入了负电荷陷阱,并且增加了较深电荷陷阱的密度;交联能够显著提高聚乙烯的电荷注入阈值电场强度,其中氧化二异丙苯质量分数为3%样品的阈值电场强度最高;交联使得加压时电荷不易注入,而去压后当电场强度较低时电荷主要分布于电极附近,电场强度较高时电荷分布较深。     

交流和直流电压下纤维和金属颗粒对天然酯击穿特性的影响差异研究

鉴于绝缘油中存在杂质颗粒是油品绝缘性能劣化的主要原因之一,为更好地推广应用天然酯及管控天然酯油品质量,进行了交流和直流电压下纤维和金属颗粒对天然酯击穿特性的影响差异研究,对含纤维和金属铜颗粒的天然酯分别在有无交流和直流预压2种加压情况下的击穿场强进行了测试,运用两参数Weibull分布模型分析了交流和直流电压下的击穿数据,并记录了油品击穿过程中的颗粒积聚形态。研究表明:随着天然酯中纤维或金属颗粒浓度的增加,天然酯的交流和直流击穿电压均呈现线性下降规律;与交流电压作用相比,天然酯的直流击穿电压随颗粒浓度的增加表现出更大的下降幅度;无论在交流还是直流电压作用下,含金属铜颗粒的天然酯均比含纤维颗粒的油品表现出更低的击穿强度;直流预压模式下含纤维和金属铜颗粒天然酯在击穿过程中存在明显的颗粒积聚成桥现象;通过对比交流和直流电压下有无预压2种模式下的击穿强度变化幅度,表明颗粒积聚成桥是导致天然酯的直流预压击穿强度比无预压情况下呈现更大下降幅度的原因。     

基于脉冲耦合响应的IGBT故障检测方法

柔性直流换流阀的可靠运行很大程度上取决于阀子模块内的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件,除了子模块的冗余设计,实时检测子模块内IGBT的状态同样具有重大意义。现行的检测手段难以实现IGBT正常状态、老化状态、不同故障状态的快速诊断以及实时同步检测。因此,该文提出一种基于脉冲耦合响应的状态检测方法,该方法通过向集射极注入短时高压脉冲激励,分析脉冲下IGBT等效二端口网络的输出响应,可以在1μs内快速检测IGBT运行状态,并在故障情况下识别故障类型。最后通过实验结果与Pspice仿真结果的对比,验证了所提方法的可行性与正确性。     

变压器油中气体色谱的微机在线监测

论述了对油浸式电力变压器油中溶解气体实现微机在线监测的技术、方法，对气体分离与传感，气体在线监测的硬、软件特性，系统的控制和故障诊断等进行了具体分析、探讨     

掺杂纳米Al_2O_3对纤维绝缘纸电寿命的影响及机理

纳米Al_2O_3掺杂能有效提升纤维绝缘纸的热寿命,为进一步探究其对纤维绝缘纸电寿命的影响,在实验室制备了纳米Al_2O_3改性纤维绝缘纸(质量分数为2%的掺杂量)和普通纤维绝缘纸手抄片,均采用矿物油进行真空浸渍后作为对比研究对象。在多样品绝缘材料电老化试验平台上,对两种油浸绝缘纸分六种不同电压开展加速电老化试验,以绝缘击穿失效作为寿命终点,利用电寿命反幂函数模型,分别计算并对比了其寿命指数,并对其介电性能进行测试。结果表明,相较于改性前的油浸绝缘纸,改性后的油浸绝缘纸具有更低的相对介电常数及介质损耗,寿命指数提高了20%,具有更高的抗电老化性能及更长的电寿命。最后,结合改性前后介质中电场分布、介质损耗及传导电流变化,分析了纳米Al_2O_3掺杂对油纸绝缘电寿命的影响机理。     

颗粒属性对矿物绝缘油直流击穿特性的影响差异及原因分析

换流变压器是超高压/特高压直流输电工程中重中之重的设备。目前,绝缘油中杂质颗粒成为威胁在运换流变压器可靠运行不容忽视的因素。该文首先通过试验研究了不同浓度和不同尺寸的纤维颗粒、金属铜颗粒、纤维与铜混合颗粒对矿物绝缘油直流击穿场强的影响规律,然后联合运用颗粒动力学模型及颗粒积聚模型仿真分析了杂质颗粒在油中的积聚行为及颗粒积聚对电场分布的影响,揭示了颗粒属性对矿物绝缘油直流击穿特性的影响差异及原因。结果表明:颗粒属性决定着绝缘油直流击穿电压变化规律,含单纯纤维或铜金属颗粒油品的直流击穿电压随颗粒浓度增加总体上呈线性递减的趋势,含纤维和金属混合颗粒油品的直流击穿电压随着铜颗粒浓度的增加呈指数衰减的趋势;金属颗粒对油品绝缘性能的劣化程度大于非金属纤维颗粒,混合颗粒对油品绝缘性能的劣化程度大于单一颗粒,纤维颗粒粒径的增加进一步降低了油品直流击穿场强。试验和仿真结果一致表明,直流电场分量作用下油中颗粒积聚成桥,大幅度提升了油品的电导率,导致油中电场分布出现显著畸变。与无预压模式下直流击穿电压相比,直流预压模式下形成的颗粒积聚导致油品直流击穿场强显著下降,下降幅度超30%。     

电场强度对变压器绝缘油电导率的影响研究

本文中作者以几种常用的变压器油为测试对象,在不同温度和场强下对各种绝缘油的电导率进行了测试和分析,总结出了电导率变化规律。     

电力变压器油纸绝缘含水量定量评估的时域介电特征量

水分是影响变压器油纸绝缘性能的一个重要因素。为了评估变压器主绝缘中的含水量,从而对变压器的绝缘状态及剩余寿命进行可靠预测,本文利用时域介电响应技术的极化/去极化电流法(Polarization and Depolarization Current,PDC)对变压器油纸绝缘含水量进行了深入研究。首先,在实验室内制备了不同含水量的油浸渍绝缘纸板样品,然后,利用Matlab程序仿真了样品的实测PDC图谱并获取了扩展Debye模型参数。最后,提出了两个能够量化油浸渍绝缘纸板油纸绝缘含水量的新特征量——极化电量斜率Kp与稳定极化电量Qp-5000。分析结果表明:特征量Kp与Qp-5000对纸板样品的含水量变化非常敏感。该特征量与纸板含水量存在指数函数关系。因此,Kp和Qp-5000可以用于变压器油纸绝缘含水量的定量评估。