高压电缆绝缘热老化特性及破坏机理研究

高压电缆长期运行过程中温度引起的绝缘材料热老化是影响其整体绝缘性能的重要因素。通过对高压电缆主绝缘层切片取样,研究分析了不同老化程度试样的微观形貌、官能团、结晶度、交联度等理化性能变化规律,测试分析了不同老化程度试样的电阻特性、介电性能和击穿特性,仿真模拟了不同温度下交联聚乙烯分子链的运动情况,进一步讨论了热老化对其微观结构的破坏演变机理。研究结果表明,老化2 160 h后试样的晶区结构破坏较为严重,随着老化时间的延长,相邻晶区的间距增大,晶区排列松散,无定型区面积增大;羰基指数从3.88%增大至11.06%,羟基指数从1.58%增大至10.98%,结晶度从35.43%下降至35.05%,交联度先降低后升高。老化后试样的绝缘性能相应的发生变化,体积电阻率从2.76×1017Ω·cm下降到4.10×1013Ω·cm,介电常数从2.49增加至2.73,击穿场强从55.80 kV/mm下降到42.19 k V/mm,这主要是由于热老化破坏了试样的分子结构,促使其改变了结晶区与非晶区占比,产生了羰基、羟基等极性官能团,加快了电缆绝缘材料的性能下降。该工作对于高压电缆绝缘性能评价和异常分析具有指...     

基于热老化的发电机定子线棒局部放电特性研究

采用实际运行中的发电机定子线棒,制作了3种典型的定子缺陷模型并对其进行了加速热老化试验,利用脉冲电流法研究热老化前后定子绝缘缺陷的局部放电特性差异.结果 表明:内部缺陷线棒模型的局部放电起始电压相较于热老化前出现了升高,而槽部放电和端部放电模型的局部放电起始电压在热老化后却出现了下降,这是由于加速热老化使得环氧云母带绝缘表面出现大量裂纹.内部放电模型的PRPD图谱呈现出一定的对称性,热老化后放电相位宽度变窄;槽部放电模型热老化后PRPD图谱形状由“山丘”状转为“半椭圆”状,放电密度明显升高;端部放电模型的PRPD图谱呈现电晕放电的特征,在交流电压正、负半周的放电表征不对称性明显.     

局部放电对脉冲电容器的绝缘老化及其失效的影响分析

为了研究电容器的寿命与其工作可靠性的关系,笔者通过对脉冲电容器进行充放电老化试验,并对处于不同寿命阶段的电容器进行直流局部放电测试,得到最大放电量、平均放电量和平均放电重复率随寿命变化的曲线;借助电子显微镜观察处在不同老化寿命阶段电容器薄膜的表面微观形貌,分析充放电老化试验对其微观形貌的影响。最后结合电容器实际击穿情况,分析总结了导致脉冲电容器局部放电性能变化以及老化击穿的因素,指出电极边缘区域存在的局部绝缘缺陷是电容器失效的主要原因。     

充油电缆纸绝缘老化中局部放电特性的研究

为开发高压充油设备局部放电在线监测系统及诊断油纸绝缘老化状态。根据充油电缆油纸绝缘结构特性,制定了电老化和热老化试验方案以了解局部放电时间分布参量、相位分布参量以及统计分布参量—Sk、Ku随老化时间的变化关系,从而确定油纸绝缘的老化状态。研究发现随着老化时间的增加,最大放电量和平均放电量均显著增加,起始放电脉冲的相位越来越接近0、180度,Sk和Ku均呈明显减少的趋势。     

老化对牵引变压器油纸绝缘局部放电特性的影响

随着牵引变压器运行年限的增加,高温部位采用的芳纶绝缘纸逐渐老化,容易发生局部放电,严重影响牵引变压器的安全运行。本文搭建了油纸绝缘老化和局部放电试验平台,分析老化对油纸绝缘局部放电特性的影响机制。结果表明:老化使局部放电平均放电量、最大放电量、放电重复率增大。放电重复率的变化可以在较低的外施电压下反映出老化对油纸绝缘局部放电特性的影响。老化后的试样表面在局部放电作用下更容易形成黑斑,且分支数目更多,这是由于浆粕老化以及老化导致短切纤维和浆粕界面粘合度降低造成的。     

交联聚乙烯绝缘电缆老化的介电响应与局部放电特性研究

为研究交联聚乙烯（XLPE）电缆老化特性并探究影响材料介电性能的微观因素,对不同老化状态的XLPE电缆进行等温松弛电流与局部放电测试。构建纯聚乙烯分子P1、含羟基的老化聚乙烯分子P2以及进一步热氧老化的含羧基聚乙烯分子P3模型,并基于不同老化状态的聚乙烯分子开展量子化学计算。结果表明：随着老化时间的增加,去极化电流时间...     

基于局部放电和超声波法研究大电机定子绝缘的老化特性

对谏壁电厂 7号机 (18kV ,30 0MW )更换线棒进行了多因子加速老化试验 ,在线棒的不同老化阶段进行了局部放电和超声波声速试验。试验发现 ,局部放电平均值是反映绝缘缺陷最好的参数 ,在局部放电统计参数中 ,放电平均值相位分布的偏斜度最能反映绝缘的老化程度。超声波声速试验的结果显示出 ,超声波声速可以表征发电机定子绝缘老化状态 ;随着线棒老化时间增长 ,其超声波声速明显降低。两项试验结果一致地表明 ,绝缘老化是由于其内部出现了微观缺陷     

绝缘热老化局部放电信号频域分析的实验研究

电气设备运行过程中常产生较高的温度,在热能作用下,其绝缘材料的性能会逐渐下降。阐述了在实验室中模拟环氧树脂在温度80℃和120℃下的热老化状态,测试了这两种温度下不同老化程度试样的局部放电,分析了放电信号在频域随老化时间的变化情况。实验结果表明,随着老化时间的增加,放电脉冲时域波形的高频振荡不断加剧;同时,频域中的高频分量越来越丰富,谱峰逐渐增多,并且在高频段出现特征峰分布;热老化温度越高,高频特征峰越高,出现得越早范围越宽。     

基于局部放电检测的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究

传统的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究方法工作效率低,研究速率过慢。为了解决上述问题,提出了一种新的局部放电检测的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究方法,首先通过对局部放电数据进行系统检测,采用专业局部放电测量仪,将相关参数进行记录分析,查找相关相位分布规律,并对此进行系统解析,在此基础上,对所查询的参数进行绝缘老化特性参数对比,利用试样线棒与参数对应曲线获取所需数据,利用模型修订及模型电极改正的方式,将对比后的参数数据进行参数修订,最终实现对电抗器匝间绝缘老化特性的研究。实验结果表明,基于局部放电检测的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究方法工作效率更高,研究速率更快。     

电缆绝缘的局部放电探测

介绍了电缆绝缘局部放电及其产生的机理，阐述了检测方法。     

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。     

油纸绝缘老化状态判别的局部放电特征量

采用多元统计分析方法对传统的局部放电统计特征算子进行了因子分析,从24个统计算子中提取出8个公共因子作为局部放电新特征因子,从而实现数据压缩的目的。提取的新特征因子之间不仅携带了原始统计算子的大部分方差信息,而且彼此独立,具备各自的物理意义。对油纸绝缘扁平气隙模型开展了电-热加速老化试验,并采集不同老化阶段试品的局部放电信号样本,采用新特征因子进行了已知老化状态样本的聚类和线性判别函数构造,进而对未知样本的绝缘老化状态进行判别。该方法基于实验室数据的分析得到了令人满意的结果,并为变压器油纸绝缘老化状态的诊断提供了一种可行的方案。     

基于局部放电因子向量和BP神经网络的油纸绝缘老化状况诊断

模拟真实变压器的内绝缘运行环境,设计了一种单因子加速热老化试验。提取了局部放电脉冲相位分布(PRPD)模式的四个图谱及其对应的27个特征量,利用因子分析方法从27个特征量中提取了10个主成分因子。在局部放电10个主成分因子的基础上,选择BP神经网络对油纸绝缘的老化状况进行诊断。输入训练样本数据分别采用BP标准算法和四种改进算法对网络进行了训练,并对测试样本进行了老化诊断。基于10个主成分因子的BP网络在一定程度上能够诊断油纸绝缘的老化状况。各种算法的诊断结果表明L-M算法是比较合理的油纸绝缘老化诊断的BP网络算法。     

基于局部放电主成分因子向量的油纸绝缘老化状态统计分析

提出一种新的局部放电模式——脉冲相位分布(17RPD)模式特征参数提取方法,用于油纸绝缘老化阶段的判定。通过对油纸绝缘内部气隙模型的加速老化试验,以及老化过程中局部放电信号的定期采集,采用主成分因子分析方法,从传统的PRPD图谱统计特征参量中提取出一组新的局部放电主成分因子向量。新的主成分因子不仅彼此之间完全独立,而且各自具备清晰的物理意义,并最大程度地概括了PRPD图谱所包含的信息。基于不同老化阶段的主成分因子向量聚类分析表明,它对油纸绝缘的老化状态判别结果可以为绝缘状态诊断提供具有重要参考价值的信息。     

连续方波脉冲下局部放电信号测量与绝缘老化分析

研制了连续脉冲电压下局部放电信号的测量系统,并对连续脉冲电压下绝缘老化特征参量进行研究。通过不同铁心材料传感器的频率响应特性和实际测量PD信号对比,认为NiZn铁心更适合用于脉冲电压下的PD传感器。在此基础上,定义了方波脉冲电压下局部放电信号的相对时间,得到放电谱图。最后,对样本老化时间和统计参量的关系进行了分析,认为偏斜度的变化和老化时间存在一定联系,而匝间绝缘和对地绝缘的不对称度随老化时间的增加表现出不同的特征。