基于微带环谐振器的油纸绝缘介电响应特性与受潮评估

该文介绍了微带环谐振器介电响应分析的原理,分析了微带环谐振器表征上层介质材料介电特性的计算模型,运用HFSS电磁仿真软件研究了上层介质材料、基底厚度、圆环半径对微带环谐振测试结果的影响。设计了谐振基频在1.16GHz左右的微带环谐振器,制备了从干燥（含水量低于0.5%）到含水量6.87%之间七种不同含水量的纸板样品。将微带环谐振方法的测试结果与标准谐振腔方法的测试结果进行了交互对比和验证,运用传统的1mHz～5kHz频域介电谱（FDS）测试进行了辅助分析。研究了水分对绝缘纸板1～6GHz频段介电特性的影响,分析了均匀受潮和不均匀受潮绝缘纸板在1～6GHz频段的介电特性。微带环谐振测试能够明显区分均匀受潮下不同含水量的纸板样品。对于不均匀受潮的纸板样品,在1～6GHz频段下,其与均匀受潮样品的曲线存在一定差距,且差距随着不均匀程度增加而增大。根据均匀受潮单层纸板的含水量与谐振频率平均值■的对应关系,建立了所选1.1mm厚绝缘纸板的水分评估曲线,并利用受潮样品进行了验证。研究表明,微带环谐振测试方法在绝缘纸板受潮快速评估中有着较好的应用前景。     

基于电磁-温湿度耦合的三维开关柜温湿度分布仿真研究

开关柜内部温湿度分布是决定其凝露是否形成的关键参数。为获取开关柜内部的温湿度分布,建立了简化的高压开关柜三维仿真计算模型,基于电磁-温湿度多物理场耦合方法,计算了开关柜母线流过正常工作电流时其内部的温湿度分布,研究了加热及通风装置对开关柜内部温湿度分布的影响。仿真结果表明,断路器触头盒表面湿度较高,是容易发生凝露的位置。增加加热和通风装置可有效改善开关柜内部绝缘材料表面的温湿度分布,进而降低开关柜内部凝露的发生概率。     

中性点非有效接地系统电压互感器故障分析与治理措施研究

目前10~35kV中性点非有效接地系统内电压互感器(PT)高压熔断器熔断、互感器烧毁等故障(统称PT故障)频发,严重威胁电力系统的安全运行。文中统计分析了电网系统内26起PT故障,探讨了PT故障的深层原因,并结合故障原因对现有的各类消谐方式进行了对比研究。研究发现,PT故障的本质原因是PT过励磁导致热损坏,具体可归为两类原因,88%的PT过励磁故障由间歇性弧光接地过电压引起,均发生在10kV中性点经消弧线圈接地系统;仅有12%由铁磁谐振过电压引起,均发生在35kV中性点不接地系统。笔者认为,抑制PT过励磁的关键是限制PT本身承载的弧光接地过电压和铁磁谐振过电压。然而,现有的消谐措施多侧重于消除铁磁谐振过电压,对弧光接地过电压的限制不够有效。基于上述分析,文中推荐一种新型热敏电阻限流消谐装置,兼有PT限流与消谐功能,具有优良的"自适应"特性,初步应用效果良好,能够有效防止PT故障发生,具有广阔的应用前景。     

真空中高功率微波下介质材料击穿破坏的实验研究

介质窗材料的击穿破坏限制了高功率微波(HPM)的产生和传输,严重阻碍了高功率微波技术的发展.为认识微波下介质材料的击穿破坏现象和机制,本文针对常见的几种介质窗材料(PTFE、PMMA、LDPE及HDPE)在真空中开展了微波击穿破坏实验.实验采用X波段微波源,其输出微波的频率为9.4GHz,功率为1GW,微波模式为TE11.研究了不同材料的微波击穿破坏特性,并针对PTFE介质材料考察了表面加工槽及打磨处理对其微波击穿的影响.对微波破坏后样品进行形貌分析,发现破坏通道与微波电场有着密切的关系,材料的表面加工处理对击穿破坏有显著的影响.通过对不同破坏程度样品的研究,提出了介质材料在微波作用下的破坏发展过程,即破坏初期为材料表面的点状破坏,随着破坏程度的加深,形成贯通的树枝状破坏通道,且破坏通道从材料的表面向内部延伸,最终导致材料的失效.     

表面粗糙度对绝缘材料真空闪络特性的影响

在高电场作用下,在真空、气体或液体介质中常常会发生沿固体绝缘表面的破坏性放电现象,即表面闪络,而发生闪络的电压往往远低于固体和氛围介质本身的击穿电压,其中尤以真空中的闪络现象最为严重.本文针对真空条件下PTFE和可加工陶瓷在冲击电压下的沿面闪络现象进行了观测和研究.发现改变绝缘材料粗糙度对其闪络特性有明显的影响,并对这些现象进行合理解释.     

化学反应动力学预测油纸绝缘变压器老化寿命

鉴于电力变压器的绝缘对其安全运行起着至关重要的作用,针对油纸绝缘变压器的老化问题,国内外研究者以绝缘纸老化化学反应为基础,以其纤维素的平均聚合度(DP)为特征量,采用化学反应动力学预测变压器老化剩余寿命,该研究已取得一定进展。为深入该项技术的研究,在概述变压器绝缘纸中纤维素的结构特点、降解方式以及化学反应动力学的相关内容后,总结了几个有代表性的绝缘纸老化动力学模型及其相应的验证试验,并结合这些模型,探讨了今后的研究方向。     

基于电阻频响法的绕组材质无损检测技术研究

近年来随着双金属复合材料技术的发展,铜铝复合材料在一些电力设备中得到广泛应用,但也有些部分厂家"以铝充铜",使得导体材质无法确定,给设备的运行维护工作带来困难。因此,亟需一种导体材质快速无损检测方法,这对电力设备材质辨别和运行维护具有重要的工程意义。文中基于电磁场理论,建立了铜包铝导体交流电阻数学模型,仿真分析了交流电阻随频率的变化规律,并对不同频率电阻进行归一化处理,发现不同铜含量的铜包铝线的电阻变化率存在转折点,通过对比分析其转折频率,可以实现不同材质绕组的无损鉴别。在此基础上,绕制不同材质的测试绕组,对仿真模型进行了实验研究,验证了基于电阻频响法的绕组材质无损检测技术的可行性。     

550 kV GIS盆式绝缘子多气泡放电的测试与诊断

为了提高现场气体绝缘全封闭组合电器(GIS)绝缘缺陷的诊断能力,提升特高频(UHF)法在现场的检测经验,该文对一起550 kV GIS盆式绝缘子多气泡放电开展了详细的测试与诊断。首先在现场利用UHF法检测发现了550 kV GIS盆式绝缘子的异常信号,该信号呈气隙放电特征。对该盆式绝缘子更换返厂后开展了耐压、局部放电、雷电冲击、X射线探伤等试验,同时采用UHF法和脉冲电流法对盆式绝缘子局放信号进行检测,并对比了雷电冲击试验前后放电特性的变化。最后利用时差定位统计和多源放电分离方法开展了进一步的诊断分析。结果表明:该盆式绝缘子内部存在8个气泡,呈线性状分布,UHF和脉冲电流法两者信号幅值正相关;随着电压的升高,放电谱图逐渐由单气隙放电转为多气隙放电特征;在耐受雷电冲击后,盆式绝缘子的局部放电起始电压下降,熄灭电压不变,相同电压下UHF信号幅值与局放量变大;时差统计和多源分离表明,该盆式绝缘子UHF信号呈多源时差和聚类特征,与X射线结果一致。该文研究结果可为GIS UHF检测与诊断提供现场经验。     

252 kV GIS盆式绝缘子沿面缺陷下SF6分解产物变化规律研究

为了模拟运行工况GIS绝缘子沿面缺陷下的潜伏性和突发性故障,分析实际运行设备中SF_6气体的分解特性,搭建了252 kV真型GIS故障仿真实验平台,并在此基础上构建了SF_6气体分解产物检测系统。对盆式绝缘子发生局部放电和闪络情况下SF_6分解产物的连续变化进行监测。结果表明:在GIS盆式绝缘子沿面缺陷的短时连续监测过程中,并未发现含硫分解产物的产生。CO_2、CF_4含量在局部放电时均未有明显变化,且在发生多次闪络击穿后,两者的含量增加了7～10倍,可将其作为绝缘子沿面突发性故障的判断依据。在局部放电产生后,C_2F_6含量明显增加,但受放电强度的影响较小,而停止放电后其含量迅速降低,可以将其作为绝缘子沿面潜伏性故障的判断依据。CO含量在放电过程中变化较大,没有明显规律,可以将其作为绝缘子沿面放电缺陷的辅助判据。