水分对交直流复合电压下油纸绝缘沿面放电特性影响研究

换流变压器阀侧绕组绝缘同时承受交流和直流电压作用,水分是导致围屏爬电的重要原因之一,开展水分含量对油纸绝缘沿面放电特性影响的研究具有重大意义。文中利用基于脉冲电流法的局部放电测量系统,在含不同直流分量的交直流复合电压下,使用典型球—板电极对不同水分含量油纸绝缘试品的沿面放电特征参量和统计谱图变化规律开展了实验研究,并与纯交流电压下的结果进行了对比。研究结果表明:随着纸板中水分含量的不断升高,起始放电电压和闪络电压均呈现下降趋势,放电耐受时间不断缩短;在同一水分含量下,随着复合电压中直流分量的不断增大,起始放电和闪络电压则明显升高,其中纯交流电压下的起始和闪络电压均为最低。利用典型沿面放电统计谱图可以将油纸绝缘沿面放电发展过程划分为4个阶段,分别为起始、发展、严重和临近闪络阶段;高水分含量下各阶段沿面放电量Q大幅增加,相邻两次放电的时间间隔Δt明显减少。     

温度对乙丙橡胶绝缘表面沿面放电特征的影响

为了评估温度对乙丙橡胶绝缘表面沿面放电特征的影响,搭建了变温沿面放电试验系统,测量了不同温度下的沿面放电起始放电电压、熄灭电压及闪络电压。研究了不同温度下乙丙橡胶表面从起始放电到闪络过程的沿面放电特性,分析了放电次数、起始放电相位、平均放电功率和放电电流等随温度和电压幅值的变化规律。结果表明:乙丙橡胶表面的沿面放电过程与温度密切相关,随着温度的升高,沿面放电起始电压与熄灭电压均呈减小趋势,闪络电压呈先增大后减小的趋势;放电次数、平均放电电流和放电功率均逐渐增大,正、负半周放电相位左移;随着温度升高,同一电压下的平均放电电流和放电功率相差增大,负半周的平均放电电流和放电功率始终小于正半周。根据放电过程中放电功率和放电电流的变化趋势,可将放电过程分为4个阶段:放电起始阶段、放电发展阶段、放电相持阶段、临近闪络阶段,为不同温度下乙丙橡胶沿面放电的特征识别提供了理论依据。     

直流电压下油纸绝缘沿面闪络特性及数值模拟

变压器油纸绝缘沿面放电起始与发展的物理过程较为复杂,放电机理尚未明确.本文通过对油间隙放电针-板电极模型和油纸绝缘沿面放电针-板电极模型进行试验测量和数值模拟,获取并分析油间隙放电和油纸绝缘沿面放电在不同纸板厚度、不同沿面距离下的放电特性和放电机理.结果表明:直流电压下,油纸绝缘沿面闪络电压低于油间隙击穿电压的原因在于绝缘纸板的存在不仅改变了电场的分布,使针尖处平行电场分量增大,流注放电的起始电压降低,还阻碍了空间电荷的扩散,加剧电场畸变程度,提升流注的发展速度.另外,由于绝缘纸板的存在,油纸绝缘沿面放电流注的起始过程也不同于油间隙放电流注的起始过程,存在着流注通道向绝缘纸板贴合的过程.增大纸板厚度可使针尖处平行电场分量增加,流注放电的起始电压降低,流注的发展速度变缓,沿面闪络电压降低.油纸绝缘沿面闪络电压随沿面距离的增加而增大,其呈现非线性变化是由于流注在向自持放电阶段发展的过程中,受外施电压的作用逐渐减弱,空间电荷畸变电场的作用占主导地位.     

SF6气体中绝缘材料高频沿面放电特性的实验研究

为解决干式高频变压器存在的绝缘劣化和散热性能较差的缺陷,拟采用SF6气体作为高频变压器的绝缘材料与冷却媒介,而沿面放电通常是导致变压器绕组匝间绝缘失效的主要原因之一.通过搭建气-固沿面放电实验平台,选取聚酯薄膜及聚酰亚胺薄膜作为研究对象,研究高频方波下SF6气体中绝缘薄膜的沿面放电特性,分析电压频率以及气体压强对闪络电...     

高频电压下油纸绝缘系统的局部放电及产气特性研究

高频变压器在提升电能传输效率的同时,也会加速油纸绝缘系统缺陷的劣化进程。为研究油纸绝缘系统在高频电压下的劣化特性,采用柱板模型模拟油纸绝缘的沿面放电缺陷,搭建高频局部放电试验平台,在10、20、30 k Hz电压下采用恒压法进行多组局部放电试验。利用摄像机和罗氏线圈分别记录试验现象和放电信号,分析高频电压下局部放电图谱和产气特性,并与工频局部放电试验的结果进行对比。结果表明:随着频率的提高,油纸绝缘系统的局部放电起始电压显著降低,单位时间内关键气体的产气量明显提高;但在高频电压下,绝缘油的劣化比绝缘纸板的劣化更为严重,因此提高了关键气体中H2的比例。由于空间电荷效应,放电相位集中于电压极性反转相位附近,且高频电压下的放电相位比工频电压下的放电相位宽;同时,在高频电压下,电压的上升速率、单周波内的有效放电时延受到频率的影响,使单周波内的平均放电幅值、平均放电次数在20 k Hz附近出现极大值。     

环氧树脂绝缘高频电热联合老化中局部放电特性分析

电力电子变压器长期运行于高频正弦电压下,其绝缘更易受到局部放电作用影响从而导致老化失效。为此以环氧树脂材料为研究对象,模拟电力电子变压器的运行条件,在30 k Hz、4 kV的正弦电压和温度120℃下开展了电热联合加速老化试验,研究了不同老化阶段下绝缘的高频局部放电特征。实验结果表明:高频正弦电压下残余电荷扩散少,放电连续,放电相位范围超过90°,局部放电频繁冲击绝缘材料;随着老化时间的增长,高相位上的最大放电幅值由0.02 V增加到0.03 V,局部放电相位分布谱图(PRPD)中第2簇"三角"特征更为明显,统计参量Sk能较准确地反应绝缘的老化状态;同时,随着绝缘缺陷表面有效起始电子产生概率的变化,放电量和放电次数总体呈上升趋势,局部放电的相位范围向两端扩展。     

老化对交直流复合电场下油纸绝缘沿面放电过程特性的影响

长期运行换流变压器中存在由沿面放电导致的绝缘故障的现象,而针对换流变压器中交直流复合电场下老化油纸绝缘的沿面放电发展过程特性研究又相对缺乏不足。因此,采用在130℃下加速热老化方法制备不同老化程度的油纸绝缘试样,并使用CIGRE method II推荐的典型球板电极模型对不同老化程度油纸绝缘试样在不同比例交直流复合电场下的沿面放电起始电压、闪络电压以及沿面放电发展速度等特性进行了对比分析研究,同时对老化前后油纸绝缘沿面放电发展过程中放电特征参数的变化规律展开了研究。研究结果表明,随着交直流复合电压中直流电压分量的不断增大,老化油纸绝缘沿面放电起始电压和闪络电压均呈现逐渐上升的趋势,其中纯交流电压下的沿面放电起始电压和闪络电压均最低;相同电压作用下的沿面放电起始电压随着油纸绝缘老化程度的不断加剧呈现先上升后下降的趋势;随着油纸绝缘老化程度的不断增加以及交直流复合电压中直流电压分量的不断增加,油纸绝缘沿面的爬电距离不断延长、耐受时间逐渐缩短,沿面放电发展速度逐渐加快。与未老化油纸绝缘沿面放电过程放电特征参数变化规律相比,老化后沿面放电发展特征参数幅值较大,各阶段变化起伏较少,变化趋势直接明显;同时发现交直流复合电压中的直流电压分量对老化油纸绝缘沿面放电发展具有加速的作用,而且直流电压分量越高,加速作用越明显。     

老化绝缘纸表面的沿面放电试验分析

在故障变压器检修及事故调查中发现,变压器内绝缘纸界面发生沿面闪络后会留下烧灼痕迹,对此分析了油纸绝缘界面沿面闪络的起因及影响因素。测量了在添加和不添加绝缘纸板条件下绝缘油的击穿电压和起始局放电压,分析不同热老化程度的绝缘纸沿面闪络电压和起始局放电压的变化规律。研究结果表明:添加新绝缘纸不会改变油间隙的电气强度,但是老化后的绝缘纸会大幅降低油间隙的沿面闪络电压以及起始局放电压,在老化过程中产生的大量水分子可能是导致上述试验现象的重要原因。     

高频正弦电应力对气-固绝缘局部放电的影响

为了探索高频正弦电应力对高频电力变压器用气-固绝缘局部放电特性的影响,搭建了高频局部放电实验平台。利用该平台在高频正弦电应力下进行局部放电测试,获得了不同电压幅值下的局部放电谱图、放电幅值、放电次数和绝缘寿命。通过分析其变化规律,结果表明:高频正弦电应力下,绝缘寿命与电压幅值呈现负指数关系;不同寿命阶段,单周波平均放电次数基本不变,约等于整个寿命周期的平均放电次数;同时放电幅值在不同寿命阶段里也没有明显变化;放电次数二维相位分布呈"锥"状,且锥顶的相位随着电压幅值的升高向左移动;高频电应力下气-固绝缘在不同损伤阶段的局部放电及持续时间差异性并不明显。     

工频恒定电压下SF6气体中沿面放电发展过程研究

气体绝缘组合电器(GIS)中绝缘缺陷的存在会造成局部放电,导致设备劣化,进而危害到电力系统的稳定性。其中危害较严重的为绝缘子沿面放电缺陷,为探究其在工频恒定电压作用下的放电发展过程及规律,文中制作了“三结合”模型模拟SF 6中沿面放电缺陷并展开试验。保持工频电压在模型闪络电压的95%不变,每隔5 min记录一次局部放电信号,直至模型频繁发生闪络,分析各阶段放电统计参量的变化。结果表明沿面模型在闪络前的放电呈现放电重复率增加、放电量增加、放电间歇、放电再次增强的发展过程。放电间歇的产生与SF 6的强电负性、电场均匀化等均有一定关系。因此,需通过长时间放电检测以准确判定设备劣化阶段,并采取相应措施。     

串联放电间隙的氧化锌非线性电阻的工频放电判据

TBP是一种新型串联间隙的氧化锌过电压保护器。在进行工频放电试验时,通常以电流表读数突然增大作为TBP放电的判据,但这种判据存在诸多不合理性,本文叙述和分析了TBP工频放电试验时TBP上的电压和通过TBP的电流的特点和关系,指出作工频放电试验时,通常以电流表读数突然增大作为TBP放电的判据的不合理性,提出了TBP工频放电初始时刻的正确有效判据及方法。     

应用超声波检测技术对开关柜早期故障的诊断

某35 kV开关柜存在疑似放电声音,应用超声波检测手段对该开关柜进行全面检测,最终确诊了放电类型及放电位置。停电后,发现柜内一处等电位线断裂。经检修处理后,放电声音消失,超声波检测无异常。本次应用超声波检测有效避免了一起设备事故。应用结果表明:超声波检测技术能够在开关柜早期故障诊断中发挥重大作用,并有利于设备状态评价与检修工作的开展。     

GIS局部放电特高频时差定位法应用案例分析

局部放电检测是目前气体绝缘金属封闭式开关设备（gas insulated switchgear,GIS）状态诊断的关键技术手段。分析各种局部放电检测方法,认为特高频法抗干扰能力较强,检测效率较高,可实现故障模式识别及定位。基于此,采用局部放电检测法发现一起 GIS典型悬浮放电缺陷,采用时差定位法确定缺陷位置采用相位同步技术确定缺陷相序。经过解体检查验证,检查结果与特高频诊断结果一致。     

运行GIS设备的局部放电检测技术及其应用

超高频局部放电测量技术(UHF法)可有效检测运行GIS设备局部放电信号,及时发现GIS设备内部存在的绝缘缺陷。UHF法弥补了GIS设备缺乏有效试验手段的不足,可作为现行高压电气设备预防性试验方法的补充,有助于GIS设备的运行维护。本文采用自行研制测量装置成功地捕获到运行GIS设备产生的超高频局部放电信号,为推广应用UHF法积累了经验。     

大气压空气中管-板电极结构重复频率纳秒脉冲的放电特性

由于重复频率窄脉冲气体放电具有的高过电压倍数,能够稳定地激励大气压空气等离子体,近年来受到了广泛关注。为此,利用上升沿15ns、半高宽30～40ns的负极性ns脉冲激励大气压管-板电极结构空气放电,通过电压电流测量,放电图像拍摄和X射线探测研究了ns脉冲气体放电模式和X射线辐射特性。结果表明,ns脉冲放电存在电晕、弥散...     

直流激励均匀氩气等离子体羽的脉冲特性

为研究大气压氩气等离子体羽的脉冲放电特性及其放电机理,以氩气为工作气体,在大气压空气环境中,利用直流激励的等离子体喷枪产生了圆锥形均匀的等离子体羽。等离子体羽长度随气流的增大而增大,但几乎不随两电极间维持电压的变化而变化。通过对两电极间维持电压、放电电流、放电发光信号的时间演化图分析,发现尽管维持电压是恒定的,放电电流和放电发光表现为周期性的脉冲。放电脉冲频率随维持电压的增大而增大,且随两电极间距离的增大而减小。对不同位置的发光信号时间演化进行研究,表明这种脉冲等离子体羽与常见的持续模式和子弹模式不同,其放电在不同的空间位置几乎是同时产生的,但是放电的熄灭却沿远离喷嘴的方向依次推迟。     

串联谐振试验原理及设备耐压试验中常见问题分析

运用串联谐振原理,利用较小容量的供电电源可完成等效于供电电源30～150倍容量的试验,解决了现场试验电源的容量不足问题,适用于大容量、高电压试品的交接耐压试验和预防性试验。青岛供电公司串谐设备主要应用于110 kV以上电缆及GIS交流耐压试验。在近几年的试验中,遇到了由试验设备或被试品异常引起的种种的问题,对这些问题进行总结归纳并对原因进行分析。     

超高频技术在拉西瓦电站750kV GIS设备的应用

新投运的拉西瓦电站750kV GIS和GIL设备均已安装有先进的在线监测设备(局部放电检测装置),可进行实时检测和分析GIS和GIL设备早期的局部放电问题。该技术的应用将进一步在今后电站、电网高电压等级GIS和GIL设备局部放电检测技术得到推广,对保障GIS、GIL设备的安全运行具有重要意义。     

组合电器局部放电特高频检测的气压影响分析

特高频检测法以其高灵敏度和抗干扰能力,广泛应用于组合电器绝缘状态的现场检测。为研究局部放电特高频信号与视在放电量之间的关系,文中建立了基于特高频和脉冲电流法的局部放电联合检测系统,分别采集0.3~0.5 MPa气压下金属突出物缺陷模型的放电数据,提取UHF信号累积能量,并与视在放电量进行了相关分析。研究结果表明,各个气压下的UHF信号累积能量与放电量平方始终呈现线性函数关系,其线性斜率与气体压力相对应,这为特高频信号标定研究奠定了基础。     

特高频局部放电信号模型测试分析

为了建立特高频局部放电信号典型图谱库,提高变压器局部放电分析判断水平,通过模型测试,建立了针-板电极及板-板电极下的气泡放电和金属物体的悬浮电位放电4种典型特高频局部放电图谱,分析了其频率特性和相位特性,测试、分析了特高频局部放电信号的传播特性。