固体电介质空间电荷研究进展

随着空间电荷测量技术在近30年的巨大进步,固体电介质空间电荷研究成为国际研究热点.本文论述了固体电介质空间电荷检测技术从有损发展到无损的过程,分析对比了目前应用较普遍的压力波法和电声脉冲法的原理及特点,介绍了国内空间电荷测量技术研究的发展特点.在此基础上,从预电压效应、形态效应、空间电荷包现象、空间电荷的动态测量等方面论述了空间电荷效应对电介质电气性能的综合影响,对利用空间电荷进行固体电介质陷阱深度等性能参数的研究进行了探讨,强调了空间电荷在电介质材料的开发和评估中的重要作用以及不同应用领域对空间电荷特性的不同要求.指出空间电荷测量技术的进步为固体电介质的研究提供了新的有力手段,但仍需更多的深入研究,以完善电介质理论和促进空间电荷的工程应用.     

防护复合绝缘子芯棒脆断的方法

针对高压输电线路复合绝缘子发生的脆断事故,提出采用无硼耐酸芯棒以外的另一种有效防护复合绝缘子芯棒脆断的方法。在复合绝缘子芯棒表面涂覆一层鳞片涂料,涂层厚度达0.1mm以上时,可以形成有效的应力腐蚀防护层。应力腐蚀测试结果表明,原耐应力腐蚀性能很差的芯棒可改变为能达到应力腐蚀标准的芯棒,且远远超过标准要求。芯棒耐应力腐蚀性能可进一步随涂层厚度的增加而提高。该方法在不改变芯棒原来的电气、机械性能情况下,大大提高了芯棒的耐应力腐蚀性能,从而得到一种电气性能与耐应力腐蚀性能均优异的复合绝缘子芯棒;且该方法简单易行,可对现有耐应力腐蚀性能较差的芯棒进行改进。     

水分侵入对现场老化硅橡胶性能影响的研究

硅橡胶复合绝缘子在高湿环境中长期运行后表面会发生粉化现象。为研究水分侵入对已自然老化的硅橡胶性能的影响,本文以在南方沿海某地运行超10年的复合绝缘子伞裙为研究对象,对去除粉化层的硅橡胶样品开展去离子水浸泡试验,研究水分侵入样品后硅橡胶的质量和理化特性的变化,探讨水分侵入对硅橡胶二次粉化现象的影响。结果表明：去除粉化层后的硅橡胶伞裙样品在去离子水浸泡后可产生新的粉化层,其微观形貌和理化特性与自然形成的粉化层相似;通过改变试验的水温,明确了水分是已老化硅橡胶表面再次发生粉化现象的主要因素,且高温可加速粉化层的产生。     

交、直流电压下复合绝缘子和瓷绝缘子的自然积污试验

利用位于北京市西北的自然积污试验站,研究了交流与直流电压下复合绝缘子和XP-70、XWP-70型瓷绝缘子的积污特点及积污量关系。在该站条件下,不同绝缘子污秽差异主要在绝缘子下伞面;交流电压下,积污期内复合绝缘子上伞面积污速率略高于瓷绝缘子上伞面,下伞面积污速率是瓷绝缘子下伞面的2倍以上。复合绝缘子下伞面的直流与交流积污比>5,瓷绝缘子下伞面的直流与交流积污比>10。大、小雨量下绝缘子下伞面受到两种不同方式的自清洗。复合绝缘子下伞面自清洗略受憎水性影响而削弱。直流与交流电压下,积污3a与积污1a的复合绝缘子下伞面污秽比值分别约为2.2和1.4,上伞面污秽相差不大。     

一个实用电声脉冲法的空间电荷测量系统

空间电荷的测量对于电介质材料的研究有重要的意义。本文介绍了与日本学者联合制作的用于平板型试品的电声脉冲法即PEA法空间电荷测量系统。在介绍了系统的原理和硬件结构以及相应的重要参数之后,对于使用该套系统对高密度聚乙烯试品进行的一些试验结果进行了介绍和分析。结果表明,高密度聚乙烯的微观形态影响其空间电荷积聚特性,总的来说,结晶度越小,越有利于空间电荷的积累。试验证明,该套系统可以较好地完成空间电荷分布的测量。     

直流换流站阀厅内三维电场的分布式并行计算

直流换流站阀厅的三维电场计算对金具结构设计与厅内场强控制具有重要的指导作用。然而,由于阀厅内部设备多、结构复杂,其几何建模与数值仿真较为困难。为此基于ANSYS分布式并行计算平台,通过对ANSYS模型实体进行自动化相对编号,提出了模块化与独立化的建模方法,并使ANSYS模型的APDL(ANSYS参数化设计语言)代码具有重用性。基于该方法建立了直流换流站阀厅内部交流侧设备的模型。通过选择适合分布式并行计算的ANSYS求解器,计算出阀厅内部的三维电场分布。计算结果表明,在当前设计方案下,阀厅内部金具表面最大场强为27.51 kV/cm,以球-板电极起晕场强作为判据,阀厅内无起晕现象。该数据为换流站阀厅的设计规划提供了可靠支撑,具有重要的指导意义。     

提高自然功率的大分裂间距导线排列及其电磁环境

为提高500kV输电线路输送能力,对大分裂间距输电线路进行了研究。计算结果表明,增大导线分裂间距,可显著减小线路波阻抗、提高自然功率,但同时会使导线表面电场强度增加。为了抑制相导线最大场强,给出了适用于工程应用的导线排列优化方法,优化后的输电线路无线电干扰和可听噪声可降低2～3dB。基于我国500kV线路常用的猫头塔、酒杯塔的计算结果表明,在满足电磁环境限值的条件下,使用6×LGJ-240导线的优化排列大分裂间距线路比常规线路自然功率提高30%,而使用4×LGJ-500导线方案也可提高近20%。     

合成绝缘子鸟粪闪络与不明原因闪络

在人工模拟鸟粪闪络现象的基础上,对鸟粪闪络机理及闪络条件进行了研究。发现鸟粪闪络主要是空气间隙在瞬间电场畸变情况下的击穿,而不是以往认为的沿面闪络。在以往认为的不明原因闪络中,有相当一部分实际上是属于鸟粪闪络,并对防止鸟粪闪络的措施进行了讨论。     

转轮法试验中硅橡胶合成绝缘子损坏现象的研究

转轮法即将成为IEC合成绝缘子正式标准中的试验方法。为研究转轮法对硅橡胶合成绝缘子的筛选能力,以及不同试品参数对试验结果的影响,中对不同成分配方、不同伞型的硅橡胶合成绝缘子进行了交流电压下的转轮法试验,并分析了试验中试品失效的原因,试验结果表明,转轮法对试品的材料性能和设计缺陷都有一定的筛选能力,并能在一定程度上重现合成绝缘子的现场运行情况。此外,试品伞型对试验结果也有一定的影响。     

染污方法对瓷绝缘子直流污闪特性的影响

在人工污秽试验中,IEC标准推荐了几种染污方法,但未给出不同方法试验结果差异的相关说明。为此,采用大吨位瓷绝缘子XZP-300为试品,研究了定量涂刷法、浸污法2种染污方法获得的瓷绝缘子试品在不同盐密条件下的直流污闪特性,比较了2种染污方法试验结果的概率分布特性,同时分析了2种试验方法试验结果的差异,并基于污闪平板模型从原理上解释了差异的原因。结果表明,定量涂刷法和浸污法的试验结果均近似呈正态分布,可以采用2种方法均值计算50%耐受电压;定量涂刷法获得的污闪电压高出浸污法的污闪电压约2%～6%;通过基于平板模型的公式推导可证明,均匀染污表面的污闪电压低于不均匀染污表面的,由于浸污法染污绝缘子表面盐密分布比定量涂刷法的更均匀,因此浸污法的污闪电压低于定量涂刷法的。