直流电压下交联聚乙烯电缆绝缘中电树枝的生长特性研究

为了研究交联聚乙烯电缆绝缘材料中直流电树枝的生长速率、形态特征及通道特性,利用树枝化试验及显微观察系统,在针尖半径为5μm、针-板电极间距为2mm、周期性施加的间断直流电压下,对试样进行了分组试验。试验结果显示:电树枝由细单枝逐渐发展为稀疏丛状结构,树枝通道为非导电型;电树枝生长缓慢,生长速率不超过1.0μm/min;树枝长度主要取决于加压周期数及直流电压幅值,电压持续时间在高压下影响增大;针极意外接地情况下,电树枝将瞬间引发或快速生长。理论分析表明,电树枝生长规律可以由文中所建立的非导电树枝模型及等效电路进行合理解释,而空间电荷效应是产生直流接地树现象的根本原因。     

防晕材料与变压器油的相容性

前言实验研究己证明用碳化硅制作的防晕材料作为电力变压器端部绝缘材料,可以改善端部的电场分布,提高瑞部绝缘的耐电强度。变压器端部绝缘在运行中受各种因素的影响,对所用的绝缘材料提出了电气和机械强度、耐热性和化学稳定性等方面要求。碳化硅防晕材料能否在变压器长期运行中满足以上性能的要求,这是最关键的问题,为此进行了实验研究。目前,高压电力变压器大都是油浸式的,绝缘材料在变压器运行时,要耐受热、油的共同作用,且不能发生化学变化,如分解、裂化或分子结构发生变化等。防晕材料作为绝缘材料也应满足上述要求。我们知…     

CNFs取向对CNFs/LDPE复合材料空间电荷的影响

高压直流电缆绝缘材料中空间电荷特性是制约直流电缆性能的关键因素.聚乙烯纳米复合材料因具有优异的空间电荷抑制特性,而被成功运用于高压直流电缆.本文研究了以半导电料为基体,以CNFs粒子,通过对其进行表面改性,使CNFs在材料中沿磁场方向取向,而后再与LDPE进行复合,制成双层样片.并且使用电声脉冲法（PEA）分析了复合材料在加电压与短路时的空间电荷的分布.研究发现,掺杂浓度与取向对复合材料的空间电荷影响较大.取向CNFs/LDPE半导电层的添加改变了载流子的输运方式,抑制了空间电荷由电极向绝缘层中的注入.这对于取向CNFs/LDPE复合材料在高压直流输电中的应用是非常有意义的.     

高压强电场电源绝缘系统分析

对气体、液体、固体及复合绝缘材料的击穿机理进行了讨论,说明了2种电击穿理论即本征电击穿和雪崩电击穿的产生机理及避免方法.介绍了高压强电场电源低压绕组、高压绕组2种绝缘结构的设计方法及所用材料.提出了高压绕组的绝缘结构的2种设计方法即纸满梯形结构和纸不满梯形结构,对比可知110 kV高压静电变压器高压绕组采用纸不满梯形结构可满足相应绝缘要求.     

聚合物绝缘研究中的微电流测量

为了从微观上解释绝缘聚合物的电老化与材料结构变化间的关系,国际上广泛开展了空间电荷理论及测量的研究.热刺激电流是材料极化后随温度升高释放的pA级电流,是一种研究聚合物绝缘材料在电气压力下内部微观结构变化的重要手段.本文设计了微电流测量电路,同时讨论了影响该电流测量的因素,包括抗干扰和数据采集、处理等技术.实测了纳米和非纳米材料的热刺激电流,分析了不同绝缘材料的热刺激电流特征和微观结构间联系.     

基于有限元分析的XLPE电力电缆仿真实验

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆的电树枝老化威胁其安全运行,为了研究针尖缺陷对电缆绝缘电树枝产生的影响,文中运用ANSYS软件对电缆内部针尖缺陷进行模拟仿真和理论分析,并与现场所测得中压XLPE电缆的耐压强度进行对比,对试验结果进行了验证,并指出了局部电场畸变是引发贯穿性放电通道的主要因素.     

油浸纸绝缘直流电缆电场分布之研究

本文用严格的实验方法研究了国产粘性浸渍纸绝缘直流电缆在不同负载和不同电场强度下绝缘层中的电场分布。实验结果表明:浸渍纸绝缘直流电缆绝缘中的电场分布服从电场按电阻分布的经典理论。测量了试样的电阻系数与温度的关系,由此而计算的电场分布与实验结果相一致。     

聚合物绝缘研究中的微电流测量

为了从微观上解释绝缘聚合物的电老化与材料结构变化间的关系,国际上广泛开展了空间电荷理论及测量的研究。热刺激电流是材料极化后随温度升高释放的pA级电流,是一种研究聚合物绝缘材料在电气压力下内部微观结构变化的重要手段。本文设计了微电流测量电路,同时讨论了影响该电流测量的因素,包括抗干扰和数据采集、处理等技术。实测了纳米和非纳米材料的热刺激电流,分析了不同绝缘材料的热刺激电流特征和微观结构间联系。     

直流特高压设备绝缘系统在复合电场作用下的击穿机理

该研究针对油纸绝缘结构在复合电场作用下的击穿机理进行深入的研究,目标是提出特高压油纸绝缘结构复合电场的计算方法,对实现我国特高压换流变压器的国产化提供有力的支撑。在前期工作中,取得了一下阶段性成果:(1)研究了单层及双层油纸介质在常温及温度梯度下的空间电荷分布以及电场畸变特性。同时,建立了空间电荷注入、迁移和聚集的数值仿真模型,可以成功地模拟油纸结构中的电荷和电场分布特性。(2)针对换流变出线结构的电场分布进行了计算分析。研究了交直流及极性反转下的电场分布特性,屏障结构(包括屏障的罩入深度、位置、油隙间距、油浸纸筒厚度及层数等)对电场分布的影响。对出线结构进行了优化,完成了400 k V出线结构的初步设计。(3)测量了油纸结构在交、直流复合电压以及预加电压作用下的击穿特性,结果表明空间电荷特性可以对击穿强度产生显著的影响。同时,掌握了交直流复合电压下油纸绝缘结构的局部放电特性。166科技资讯SCIENCETECHNOLOGY INFORMATION     

液氮环境下电老化对聚丙烯层压纸交流击穿及陷阱分布特性的影响

为了研究高温超导电缆绝缘材料聚丙烯层压纸(PPLP)在实际服役过程中的老化规律及机理,对PPLP绝缘材料进行了不同程度的电老化,通过交流击穿及等温表面电位衰减研究了电老化对PPLP绝缘材料击穿特性及陷阱分布特性的影响,并结合红外光谱、显微形貌观测和热重实验分析其老化机理。实验结果表明:随着电老化程度的增大,PPLP绝缘材料的交流击穿场强由113.3kV/mm降低至92.3kV/mm,浅陷阱密度逐渐增大,深陷阱密度逐渐减小;PPLP外层绝缘纸结构趋于松散,部分纤维素断裂,表面出现大量孔隙,绝缘纸内部氢键及糖苷键对应的红外吸收峰强度降低;同时,绝缘纸的最快热失重温度降低,而中层聚丙烯的热失重过程未发生明显变化,说明在老化过程中PPLP绝缘性能下降的主要原因在于外层绝缘纸的劣化。分析认为:纤维素分子主链上的糖苷键以及分子间的氢键在高能电子的撞击下发生断裂,分子间作用力减弱,结构致密性降低;绝缘纸内部自由体积增大,纤维素分子链段对电荷的束缚能力减弱,电荷更容易在分子链间进行迁移,进而导致PPLP绝缘深陷阱密度和交流击穿场强降低。     

介质表面的辉光放电特性

为产生大面积片状等离子体,实验研究了在介质表面的直流放电氩等离子体特性. 测试了共面电极和对面电极两种结构下的放电伏安特性曲线和等离子体发光图像,讨论了介质表面效应对电场分布和放电特性的影响. 结果表明,这两种电极结构具有相似的放电特征,等离子体通道紧贴介质表面;二者伏安特性曲线基本相同,它们随放电条件的变化规律也比较相似,但与传统平板电极直流放电特性不尽相同. 介质表面影响电场分布和电荷损失机制,因而影响放电特性. 介质表面共面和对面电极结构可以产生高密度平面等离子体.     

双人体耦合心电场被动式人体静电探测器中的电旋转效应分析

 静电探测器是通过检测目标的静电场而获得目标信息的探测器,利用静电场原理对目标进行探测的人体探测器是人体探测技术的重要应用。本文重点讨论利用介电泳技术对双人体耦合心电场的探测问题,并对电旋转检测效应进行分析与仿真。首先阐述了电旋转效应原理;其次分析了双人体耦合心电场特性及该电场中弧形四项检测电极的电场,并计算与之对应的介电泳力与转矩;最后利用有限元方法对检测电场及介电泳力进行建模与仿真。仿真结果清晰展示了3种特殊角度下的电旋转效应,与理论分析相一致。     

海上风电场中压电缆集电系统暂态过电压仿真

为研究海上风电场真空断路器重燃造成机端变压器绝缘损坏的机理,特对真空断路器进行高频建模分析.首先利用自定义真空断路器模型建立了海上风电场中压电缆集电系统PSCAD/EMTDC仿真简化模型,研究了断路器重燃特性和分闸初相角以及电缆长度对机端变压器高压侧暂态过电压和重燃次数的影响.仿真结果表明:断路器3个特征参数中介质恢复强度对暂态过电压和重燃次数影响最大,分闸初相角为45°开断感性负载断路器发生重燃现象时产生的过电压最大,过电压幅值可达3.26 p.u.,陡度可达12.46 p.u..最后文中提出在机端变压器高压侧同时串联扼流线圈,并联小电容,增加氧化锌避雷器过电压保护装置.仿真结果表明加装过电压保护装置后暂态过电压幅值和陡度以及重燃总次数得到了明显的抑制.     

环保气体开关柜中复合绝缘结构绝缘特性

环保型气体绝缘开关柜若要保持尺寸小巧紧凑的特点,需要引入固体绝缘技术,研究气固复合绝技术并掌握其绝缘特性。基于电场仿真和试验对12~24 kV环保开关柜中存在的几种典型复合绝缘结构进行了研究。通过理论计算及电场仿真得出:在相同绝缘结构下,高压带电体上添加固体绝缘材料后,气隙内最大电场强度可降低约20%,提升绝缘性能;通过试验得出在高低压电极之间合适位置添加绝缘板屏障,能提升绝缘性能2~3倍;通过合理设计固体绝缘件外形及添加屏蔽能大幅度减少固体绝缘件表面电场强度,降低沿面放电发生的几率。通过分析研究,得出了提高气体固体复合绝缘结构的耐压强度的优化方法,为尺寸紧凑且高绝缘性能的环保气体绝缘开关柜及其他应用复合绝缘结构的高压电器的研发提供设计参考。     

铁性双复介质甚高频共振特性的研究

重点研究了铁电铁磁复合材料甚高频段的介电响应.研究发现铁性双复介质在外场作用下,微观感应电场与磁场之间存在明显的耦合作用,该作用可体现在介电频谱之中.实验中调节复合材料的磁性能,保持其他特性完全相同.随磁导率升高,材料频谱中介电共振峰有明显的宽化现象,介电响应由共振型向弛豫型转变.提出了一套共振参数,用以描述介质介电响应过程的特性,定义了共振度和对称度来定量表征介电响应类型,定量判断其倾向于共振型或弛豫型的程度.共振度和对称度越高,表明介质频谱曲线的共振型特性越明显,反之,表明弛豫型特征越明显.这套参数还可推广到介质对各种外场的响应情况.     

环保气体开关柜中复合绝缘结构绝缘特性研究

环保型气体绝缘开关柜若要保持尺寸小巧紧凑的特点,需要引入固体绝缘技术,研究气固复合绝技术并掌握其绝缘特性。基于电场仿真和试验对12-24kV环保开关柜中存在的几种典型复合绝缘结构进行了研究。通过理论计算及电场仿真得出：在相同绝缘结构下,高压带电体上添加固体绝缘材料后,气隙内最大电场强度可降低约20%,提升绝缘性能;通过试验得出在高低压电极之间合适位置添加绝缘板屏障,能提升绝缘性能2-3倍;通过合理设计固体绝缘件外形及添加屏蔽能大幅度减少固体绝缘件表面电场强度,降低沿面放电发生的几率。通过分析研究,得出了提高气体固体复合绝缘结构的耐压强度的优化方法,为尺寸紧凑且高绝缘性能的环保气体绝缘开关柜及其他应用复合绝缘结构的高压电器的研发提供设计参考。     

基于HFSS泄漏电缆辐射特性仿真分析

针对传统方法研究泄漏电缆辐射特性繁杂的问题,采用简单易于实现的HFSS电磁仿真软件对泄漏同轴电缆辐射特性进行仿真分析.根据泄漏电缆单模辐射理论,建立了不同外导体缝隙间距的辐射型泄漏电缆,仿真得到了各种结构的泄漏电缆内部电场和空间辐射场的分布情况,分析结果对单模频带的扩展有重要意义.     

基于tan δ积分值的乙丙橡胶绝缘电缆含水量评估

应用介质损耗角正切值(tan δ)的积分值来评估乙丙橡胶绝缘电缆在老化过程中的含水量和多因素老化寿命方程.参照国际标准实验方法制备绝缘材料试样,设计了浸水老化和浸水加速热老化实验.利用称重法测量试样的含水量,同时测量试样的介质损耗角正切值曲线.结果表明:在1×10-2～1Hz的介电频谱积分值能有效地表征含水量的变化趋势.对比浸水加速热老化的测量曲线,推导出了积分值的绝缘材料的寿命老化模型及多因素之间的影响函数.发现在1×10-2～1Hz tan δ曲线积分与含水量之间存在单调性关系,因此可以利用tan δ曲线积分值测定含水量.     

半无限长旋转杆件中的广义电磁热弹耦合问题

应用Lord 和 Shulman(L-S)广义热弹性理论, 研究半无限长旋转理想杆件的电磁热弹耦合问题. 给出介质中的Maxwell方程组, 建立了L-S型广义电磁热弹耦合的控制方程, 借助拉普拉斯变换和数值反变换技术对问题进行求解, 得到瞬态热冲击作用下半无限长旋转杆件中的温度、 应力、 位移、 感应磁场和电场的分布规律. 结果表明, 介质呈现热的波动性和电磁热弹耦合效应, 由于考虑旋转, 对位移和应力提高较大, 但对杆的感应磁场和电场的影响较小, 对温度基本没有影响.      

12 kV固体绝缘柜用出线套管电场分析与优化设计

固体绝缘柜是采用一种高性能环氧树脂作为绝缘介质,对配电柜及设备进行全绝缘、全封闭,固体绝缘柜的结构和性能决定了开关柜运行的安全可靠性,采用小型的柜体设计较大程度上节省了设备占用空间,优质的绝缘材料、极低的维护成本及固体绝缘柜易组合易扩展等优点保证了很好的经济性价比。在12 kV固体绝缘开关柜上使用的出线套管结构的设计中,通过优化接地屏蔽电极形状改变屏蔽材质,利用电磁场分析软件进展仿真分析,改进了电场分布和电场强度,得到了合理的电场分布,通过对产品进行绝缘试验验证,为电场分析提供佐证,为进一步优化产品绝缘与结构设计提供理论技术参考。