交流斜面法试验中的泄漏电流分析与电弧辨识

复合绝缘子的伞套材料必须具备极好的耐漏电起痕与电蚀损性,以确保其长期运行的可靠性。斜面法试验是常用的耐漏电起痕与电蚀损性试验方法,泄漏电流分析是研究斜面法试验严酷性的重要手段。设计了一种新的适用于交流斜面法试验的电弧辨识算法,对4.5 k V标准交流斜面法试验中高温硫化固体硅橡胶(HTV)样品的泄漏电流进行分析。结果表明,HTV样品的电弧特征参数分布具有长尾特性;长尾特性使得电弧特征参数不能严格地服从正态或对数正态分布。根据燃弧时间的移动平均曲线,可以将HTV样品电蚀损过程定量划分为慢速电蚀损阶段和快速电蚀损阶段。在慢速电蚀损阶段,电弧特征参数基本保持稳定;进入快速电蚀损阶段时,电弧特征参数会发生阶跃式变化。     

Kramers-Kronig变换在介电响应分析中的数值计算方法、意义及应用

Kramers-Kronig关系是因果系统中的基本物理规律,在电介质物理领域,Kramers-Kronig关系描述的是极化率的实部与虚部之间的内在数学联系。实际测量获得的有限频段离散频率点上的介电响应复电容结果无法直接使用Kramers-Kronig关系的数学表达式进行计算,且由于无穷频率电容和可能的电导过程的存在,复电容的实部和虚部一定不满足Kramers-Kronig关系。提出基于普适介电响应理论的数据外延和插值方法,有效地扩大了Kramers-Kronig变换数值计算的积分范围,并对整个频域进行分段划分,在各个频段上分别实现Kramers-Kronig关系的解析计算或数值积分计算,实现了针对实际测量获得的有限频段离散频率点上的介电响应的Kramers-Kronig变换数值计算。无穷频率电容项和电导项通过Kramers-Kronig变换后的结果为0,因此,通过Kramers-Kronig变换及对比分析,可以实现对复电容中的极化信息、电导信息和无穷频率电容信息的解耦分析。在高温硫化硅橡胶的介电响应中,通过Kramers-Kronig变换数值计算和后续的对比分析,可以剔除其中的电导和无穷频率电容的影响,进而观察到低频段的低频弥散现象和高频段的实部与虚部相互平行的指数规律。     

等效电路模型分析介电响应的方法、意义及应用

等效电路模型是研究电介质介电响应的有效手段,其反映的是实际介电响应与由代表弛豫过程、电导过程的电气单元构成的电路之间的关系。在等效电路模型中所有可能的电气单元种类包括:1)弛豫峰型介电响应单元;2)低频弥散介电响应单元;3)电荷扩散单元;4)频率无关电容单元;5)直流电导单元。需要根据电介质的微观结构的实际物理意义以及实际的测量条件来选择等效电路模型中相应的电气单元以及单元之间的电气连接方式。在计算等效电路模型的具体参数时,需要在拟合中同时考虑复电容的实部和虚部。同一种电介质,测量的条件不同会导致所测量获得的介电响应和相应的等效电路模型也不同。判断等效电路模型是否合理需从物理实际角度和数学拟合角度两个方面进行判断,不能仅仅为了提高等效电路模型对实际介电响应的拟合程度而随意添加没有实际弛豫过程或电导过程对应的电气单元。等效电路模型分析可以对实际电介质介电响应进行定量的表征,这为深入分析外界条件、组分含量等因素对电介质介电响应以及对电介质微观结构的影响提供了分析方法和理论依据。该文以分析电气绝缘领域常见的硅橡胶材料和树脂材料的介电响应为例,详细讨论了分析实际电介质介电响应时构建等效电路模型的方法以及判断所选等效电路模型是否合理的依据。