预处理温度对高压直流电缆附件绝缘材料空间电荷的影响

采用电声脉冲法(pulsed electro-acoustic method,PEA)研究了经过不同预处理温度处理后的高压直流电缆附件绝缘材料——硅橡胶(silicone rubber,SIR)及三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)绝缘层的空间电荷分布。为分析导致此空间电荷积累不同的原因,采用拉伸性能测试和动态热机械分析(dynamic thermal mechanical analysis,DMA)研究了高压直流电缆附件绝缘材料化学分子结构的变化。实验结果表明,SIR材料经过150℃预处理后,硫化更充分、交联密度增加,从而使得绝缘层中的空间电荷量减少,因此SIR的预处理以150℃为宜;EDPM材料经过150℃预处理后,综合表现为解聚反应,从而使得绝缘层中的空间电荷量增加,因此EDPM预处理温度以80℃为宜。     

纳米SiO_2/LDPE复合介质的有限元数值仿真

纳米尺度下的界面结构是纳米复合材料的一个重要结构特征。建立了包含纳米颗粒、聚乙烯基质和界面层三相结构的复合介质仿真模型,在三维空间下对不同填充浓度的纳米SiO2/LDPE复合介质的极化电流和去极化电流进行了有限元仿真计算。为了验证这种三相模型的准确性,将仿真结果与实验结果进行了对比。结果表明,仿真电流和实验电流的整体变化趋势是一致的,尤其是在填充浓度比较低的情况下(小于1%wt),电流的起始幅值和随浓度变化的规律都和实验结果比较一致。但是仿真电流的衰减速率普遍比实验结果要小,尤其是当填充浓度比较大时(大于2%wt),两者相差较大。因此用这种三相模型来进行纳米复合介质的仿真计算是可行的,但是还需要进一步的完善。     

GIS中SF6气体泄漏光学检测新技术

介绍了3种可用于定位检测GIS中SF6气体泄漏的光学成像技术。这些技术能使操作者看到泄漏气体清晰图像,快速识别泄漏源;其远距离识别和瞬时检测能力使检测者可以快速大范围地扫描GIS,泄漏能被立即识别。相对于传统的非在线检测和其它在线检测技术来说,光学成像技术在SF6气体泄漏检测方面,是一个比较大的突破。     

高压直流XLPE电力电缆预制式接头的设计

交直流绝缘层中本构方程的相似性决定了直流交联聚乙烯(XLPE)电缆附件与交流XLPE电缆附件的结构和设计原理的相似性。但是两种电场下本征参数性质的不同又使得直流XLPE电缆附件的设计不同于交流XLPE电缆附件的设计。为合理设计直流XLPE电缆接头,借鉴交流XLPE电缆接头设计的经验,给出了详细的设计直流XLPE电缆接头结构的方法。在直流XLPE电缆接头的设计中,界面空间电荷的抑制是接头设计成功的保证;而对界面空间电荷的抑制就需要界面两侧绝缘的介电常数和电导率的合理配合。最后,以30 kV直流XLPE电缆中间接头的设计为例,通过仿真计算得出,在高压屏蔽层端部附近界面上的允许切向电场强度取为1.5 kV/mm时,EPDM与XLPE在设计电场下符合应力锥优化设计要求的电导率比值范围可取为(0.5,5),在此范围之外的电导率比值的材料是不可以用来设计直流XLPE电缆中间接头的。     

故障诊断技术在设备设计制造中的应用

近年来,机械故障诊断技术不仅在企业设备管理中得到广泛应用,为“预知维修”提供了基础,而且在设备“一生”管理的其他环节,诸如选型、优化设计、安装调试中发挥作用.以下是在设计制造中的一个应用实例.图1是上海人造板机器厂设计制造的一台高速双面磨光机的结构示意图.在试车时,机器出现异常振动.经诊断,确定了振源部位.采取相应措施后,消除了这个由工艺造成的危害性振动,确保了新产品的质量.     

预鉴定试验对直流电缆中空间电荷特性的影响

为研究预鉴定试验对直流交联聚乙烯(XLPE)电缆的影响,对国内自主研发的200 k V直流XLPE电缆进行了预鉴定试验,并采用傅里叶红外光谱测试(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、空间电荷测试等方法,分析了预鉴定试验前后电缆XLPE绝缘中层绝缘的状态变化。结果表明:预鉴定试验前后,电缆绝缘材料本征基团对应的特征吸收峰基本不变,熔融温度、结晶温度变化不大,电缆材料未发生明显老化。预鉴定试验前后,电缆绝缘中层切片试样均有明显的异极性空间电荷积累,30℃下预鉴定试验后试样短路过程中的平均体电荷密度明显大于预鉴定试验前的试样。预鉴定试验使电缆绝缘层内的交联副产物沿电缆径向由线芯侧向外侧扩散,使电缆绝缘中部的交联副产物含量增多。电缆绝缘中层切片经实验室脱气处理后,异极性空间电荷的积累量大幅下降,表明现有200 k V直流XLPE电缆经脱气处理后,仍留存大量的交联副产物,需要进一步改进生产过程中的脱气工艺。     

周期电场下介质内部空间电荷的检测技术及应用

该文主要介绍周期电场下介质内部空间电荷检测技术的特点和发展现状,并对自动均分移相检测原理及应用进行了重点分析,以促进周期电场下空间电荷的理论研究。周期电场下空间电荷检测的本质是检测激励脉冲相对周期电场相位的移相检测,因此现有的周期电场下空间电荷检测皆为移相检测。传统单周期电场和移相电路多周期电场检测方法均受检测脉冲源输出频率的输出限制,空间电荷的相位分辨率较低。自动均分移相检测原理仅通过检测脉冲频率和周期电场频率的设置,即可实现任意周期电场下介质材料内空间电荷在不同相位的自动、均分移相检测,降低了周期电场下空间电荷检测的技术难度。自动均分移相检测原理的理论基础是检测脉冲在周期电场下的相位重复特性,其优势是克服了检测脉冲的频率限制,在检测脉冲频率低于周期电场频率时皆可实现高相位分辨率的检测,其相位分辨率由完成一次相位重复所需的检测脉冲数决定。实际应用中,检测参数设置需要综合考虑检测时间和空间电荷变化、数据量和存储时间、频率误差和数据平均等多方因素,对各参数进行必要的优化设置。     

基于浓度特征量的气体绝缘变电站内SF6泄漏源定位方法

为考察固定位置气敏传感器在气体绝缘变电站(gas insulated substation,GIS)内六氟化硫(SF6)泄漏源定位的可行性,对GIS内的SF6气体的量浓度(简称"SF6浓度")分布进行仿真,并基于仿真结果提出一种基于单监测点浓度特征量的定位方法。比较单泄漏源和多泄漏源情况下的SF6浓度分布仿真结果表明,这种基于浓度特征量定位方法具有一定的效果。     

上海南汇风电场柔性直流输电示范工程研究

上海南汇风电场柔性直流输电示范工程是国内首条采用柔性直流输电电缆的工程。针对这些电缆,通过脉冲电声测试方法得到了空间电荷的分布规律,在温控电极系统中研究了不同温度和电场下绝缘材料电导率的变化规律,进而计算得到了电缆绝缘层的电场分布。介绍了直流电缆敷设时为消除与附近交流电缆的感性耦合影响所需采取的相应措施以及电缆附件安装关键工艺等。研究结果表明:进行电缆附件设计时需重点考虑电缆绝缘层与附件绝缘层交界面上累积空间电荷的影响;且2种绝缘材料的电导率与介电常数之比越接近,则界面电荷越少。     

低密度聚乙烯空间电荷与电导电流的联合测量

聚乙烯非常容易积累空间电荷,造成聚乙烯绝缘电缆用于高压直流输电时容易出现绝缘劣化和使用寿命减少的问题。为了研究绝缘材料在直流电场下的空间电荷特性与电导特性,考虑到由于外电流存在位移电流分量,对于同一块试样分别测量得到的结果并不能进行严格的联合分析,基于脉冲电声法（pulse electro acoustic, PEA）原理设计了一套能够对平板试样进行“同区分时”测量空间电荷和外电流的实验装置,联合测量了低密度聚乙烯（low density polyethylene, LDPE）在室温下的空间电荷和高场电导。实验结果表明：随着施加场强的升高,阳极异极性空间电荷逐渐增加,阴极由同极性注入转变为异极性空间电荷积累,这与材料内部的杂质解离以及不同电极材料的选取有关。低电场条件下位移电流在外电流中所占的比例大于电导电流,传导电流密度与电场强度的关系也符合空间电荷限制电流（space charge limited current）理论。