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。     

聚丙烯层压纸绝缘电缆发展现状

本文综述了数十年来国内外聚丙烯层压纸（PPLP）在常温与低温条件下的介电、理化特性研究进展,介绍了PPLP绝缘高压电缆与PPLP绝缘高温超导电缆的应用现状,展望了PPLP材料与PPLP绝缘电缆未来的发展趋势。     

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...     

热氧老化EPR电缆绝缘局部放电特性及劣化机理

为了探究热氧老化后乙丙橡胶电缆绝缘的局部放电特性及劣化机理,文中通过典型柱-板电极对不同老化程度的乙丙橡胶试样进行了局部放电试验,并对其放电发展特性和材料理化性质进行了分析.结果表明:放电起始电压和闪络电压均随绝缘老化程度的提高而降低;根据放电过程中放电特征量的变化规律,可将放电过程划分为4个阶段:起始阶段、发展阶段、...     

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。     

局部放电条件下干式空心电抗器匝间绝缘的电老化特性研究

为研究干式空心电抗器匝间绝缘的电老化规律,进行了干式空心电抗器匝间绝缘模型试样的起始局部放电电压及击穿试验。采用恒定电压法及阶梯电压法进行了局部放电发生后干式空心电抗器匝间绝缘的电老化寿命试验,求得两种老化方式下的电老化反幂寿命方程。分析并试验验证了两个寿命方程存在差别的原因,并修正了局部放电发生后恒定电压下干式空心电抗器匝间绝缘模型试样的电老化反幂寿命方程。研究结果表明:发生局部放电时,干式空心电抗器匝间绝缘的电老化规律不符合反幂寿命模型,耐压寿命指数N及常数C随着试验电压的升高而增大;各种过电压下可能出现的局部放电对干式空心电抗器匝间绝缘材料的危害很大,可以通过改进制造工艺提高起始局部放电电压、选用耐局部放电能力强的绝缘材料作为匝间绝缘或者加装过电压抑制装置限制过电压幅值等方法延长干式空心电抗器匝间绝缘的使用寿命。     

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。     

油纸绝缘结构受潮后的局部放电特性

油浸渍纸绝缘系统一旦受潮后,在工作电压下会产生气体,同时也会产生局部放电,评定整个绝缘系统水平时,局部放电是个很重要的参数。波兰华沙大学高电压研究所专门对油浸纸绝缘系统在不同受潮状况下的产气量、纸屏障表面放电特性等进行了研究。     

局部放电与绝缘老化(二)

二、局部放电形成的老化1.绝缘材料的老化绝缘材料产生局部放电后,不是立即被老化,而是由放电过程中产生的活性氧、臭氧、氧化氮、酸等,使绝缘材料逐步发生物理、化学变化,最终导致老化。老化过程及老化所需时间也因材料、施加电压等不同而不同。     

局部放电与绝缘老化(一)

电气绝缘连载编者的话本文以日本“电气学会”绝缘材料微小放电老化调查专门委员会撰写的《局部放电老化》(发表于《电气学会技术报告》第164号1984年4月)一文为蓝本编译而成,原文作者几乎收集了从1975～80年世界上主要定期期刊中发表的所有研究论文、报告及会议录等24种材料。现由成庆生、胡瑞华二位同志从中选择了一些新的内容,删去了一些繁锁枝节,又增加了一些大家较为关心的实用性内容,全篇大致分为局部放电现象,局部放电形成的老化和局部放电测试方法等三个方面来叙述,在本刊连载请读者阅后提出宝贵意见。     

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.     

变压器绝缘纸材料的老化力学特性研究

变压器绝缘老化的负面影响主要是绝缘力学性能下降,一旦遭受外部短路冲击,绕组线圈极可能发生形变,导致变压器丧失绝缘能力,最终引起变压器故障.本研究基于材料力学理论,针对绝缘纸材料结构特点,建立绝缘纸材料力学分析模型.结合绝缘纸材料老化机理及其影响因素,搭建绝缘纸材料力学特性试验平台,利用循环载荷下的应力应变曲线,开展不同老化程度下绝缘纸材料的力学特性试验研究,获得绝缘纸老化力学特性.结果表明:多次循环载荷作用下绝缘纸材料的塑性基本消失,不同老化时间下的绝缘纸可以被近似简化为弹性材料.     

局部放电作用下油浸绝缘纸的微观结构及电气性能

对局部放电损伤过程中油浸绝缘纸的微观结构及其与电气性能的关系进行研究。使用原子力显微镜和X射线衍射仪等材料分析手段与介电谱仪、高阻仪和柱-柱电极等电气分析手段相结合的方法,分析损伤过程中油浸绝缘纸分子链结构、聚集态结构及介电常数、介质损耗因数、体积电导率和电气强度。结果表明：损伤过程中,绝缘纸结晶区比无定形区更易受到局部放电破坏;结晶度呈上升趋势且晶粒取向加强,但晶粒大小、晶体类型和二相共存结构未发生改变;结晶度升高和晶粒取向加强造成介电常数、体积电导率和介质损耗因数呈下降趋势,但电气强度呈上升趋势;结晶和取向改变了分子、离子和电子的活动性,是造成电气性能变化的重要原因。     

油纸套管绝缘介质老化诊断分析

分析水分、温度和放电能量3种因素对纸纤维素长链及绝缘油碳氢键的影响;对比主绝缘tanδ测定和油中溶解气体色谱分析两种诊断方法,指出单一诊断方法存在的缺陷,提出采用综合诊断对套管绝缘状态作出精确评价。     

PE/MMT纳米复合材料的电击穿与耐局放性能

为了研究具有优异热、力学性能的聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合物的介电性能,采用熔融插层法制备了低密度聚乙烯/蒙脱土(LDPE/O-MMT)纳米复合材料,试验研究了它的击穿性能和耐局部放电性能,并对击穿场强进行了威布尔(Weibull)分析。对比试验表明:加入相容剂的纳米复合材料的击穿强度明显高于纯聚乙烯,尤其是在试验温度为60~90°C的范围内,前者的击穿场强为后者的1.35~1.70倍;在相同测试条件下,纳米复合材料的放电量和放电次数都小于纯聚乙烯。通过对比试验研究证明:纳米蒙脱土改性聚乙烯具有更高的介电强度和更好的耐局放性能。     

紫外成像法的GIS盆式绝缘子局部放电研究

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在电力系统中占有重要地位,盆式绝缘子是GIS内部重要的部件,其表面放电是影响GIS安全运行的重要因素,文中在盆式绝缘子表面设置了典型的绝缘缺陷模型,利用紫外成像仪记录了其表面放电引起紫外光子发射的整个过程,分析了典型放电缺陷模型下的放电电压与光子数之间的关系,对绝缘子表面放电进行了探索,取得的结论:1表面放电紫外光子数随着缺陷尺寸的增大有增大趋势,但是多次重复性实验表明存在饱和特性;2当模拟的同一种绝缘缺陷位于盆式绝缘子不同位置的时候,放电初始电压不同,相同电压下的光子数目也存在较大差异;3当绝缘缺陷距离导杆距离大于6 cm时,在相同电压下的放电明显减弱,产生的紫外光子数也明显减少。这些结论有助于后续对盆式绝缘子表面电荷特性的深入研究,同时也为现场检测GIS局部放电提供了依据。     

机械应力对聚丙烯薄膜局部放电性能的影响

聚丙烯薄膜在拉伸、收卷、分切等生产过程中以及高压储能电容器的芯子卷绕过程中由于现有技术条件的限制会受到各种不均匀机械应力的作用,这些非均匀应力会造成薄膜上的皱折、电弱点甚至硬伤,即绝缘缺陷。为研究这些缺陷的存在对高压储能电容器的工作可靠性的影响,运用电子拉伸试验机搭建了对聚丙烯薄膜施加可变机械应力的试验模型,并借助高灵敏度的直流局部放电测试系统采集聚丙烯薄膜在承受不同机械应力作用下的直流局部放电特征量,包括起始放电电压、放电次数、平均放电量、最大放电量;从机械应力导致薄膜介质内部出现电荷陷阱的机理分析了局放特征量的变化以及发展趋势。试验分析结果表明机械应力的作用会导致聚丙烯薄膜介质内部微孔增大以及分子链的断裂,介质内部电场严重畸变,从而导致直流局部放电性能的恶化。因此应大力提升电容器的生产和制作工艺,减少不均匀机械应力对薄膜的作用。     

YQ200牵引电机定子线圈绝缘结构的电性能分析

通过对YQ200牵引电机定子线圈常规电性能及其高频脉冲电老化性能的研究,结果表明:YQ200定子线圈的常规电性能远远优于相关标准值,采用杜邦耐电晕聚酰亚胺薄膜结构的电磁线高频脉冲的耐老化时间远高于普通薄膜烧结线.     

交联聚乙烯电力电缆的电树枝化试验及其局部放电特征

电树枝化是影响交联聚乙烯（cross—linked polyethylene,XLPE）绝缘电力电缆长期安全运行的瓶颈,需要深入研究XLPE电缆绝缘的老化机制,尤其是电树枝化的规律,为XLPE电缆的设计制造和现场的运行管理,特别是在线诊断提供理论支撑。设计了交联聚乙烯电缆样品和相应的试验电极装置,并搭建基于实际XLPE电缆的电树枝化试验平台进行试验。结果表明该试验系统能满足XLPE电缆电树枝化试验研究的要求。以15kV的XLPE电缆作为试验样品,开展常温下工频12～21kV和50～90℃下的电树枝化试验,分析了电压和温度对电树枝形态的影响,得到电树枝局部放电的统计图谱,并将电树枝的生长发展分成4个阶段,分析了电树枝在不同生长阶段局部放电的最大放电量相位和平均放电量相位的分布,提取了其偏斜度等统计特征量,结果表明电压和温度对实际XLPE电缆中电树枝形态的影响与针一板电极得到的结果趋势相同,但是电树枝生长过程存在着一定的差异,同时最大放电量相位分布和平均放电量相位分布的3阶矩随着电树枝的生长发展而减小,可作为诊断电树枝生长发展阶段的参考量。