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1. chinaXiv:201812.00027 [pdf]

直流电缆主绝缘与屏蔽层界面形貌对电场畸变的仿真研究

尹毅; 吴建东; 胡嘉磊; 张磊; 孙璐; 沈耀军
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

高压直流电缆中,主绝缘与屏蔽层的界面形貌,引起界面附近主绝缘内电场的畸变,是造成电缆绝缘故障的原因之一。这种界面形貌形成的机理与屏蔽层中掺杂的炭黑颗粒有关,在生产过程中,这些颗粒进入主绝缘内,形成局部凸起,引发电场集中。本文从该机理出发,基于随机过程建立界面形貌的几何模型,有限元仿真计算界面附近的电场分布,从统计的意义上,研究该界面形貌对电场畸变的影响。结果表明,为降低界面形貌引起的电场畸变,最有效的方法之一是增大屏蔽层中掺杂炭黑颗粒的粒径和减小这些颗粒进入主绝缘的深度。若屏蔽层中有不可去除的小粒径颗粒,则可以掺杂大颗粒炭黑从概率上减小电场畸变。

提交时间: 2018-12-04 来自合作期刊:《电气工程学报》 点击量26下载量13 评论 0

2. chinaXiv:201812.00028 [pdf]

应力锥体增强绝缘非线性属性对HVDC电缆终端电场分布的影响

李忠华; 张霞
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

高压直流电缆及附件稳态电场分布主要取决于绝缘材料的电导率,而电导率又与场强、温度紧密相关,这使得直流电缆附件电场分布相比高压交流电缆附件更复杂。为此,在固定电缆终端 XLPE 绝缘、硅油电导率和温度梯度的条件下,本文采用多物理场耦合软件仿真研究了应力锥体增强绝缘非线性属性对高压直流电缆户外复合型终端稳态电场分布的影响规律。仿真研究结果表明:复合型户外高压直流电缆终端,工厂绝缘和增强绝缘界面切向电场在应力锥体根部和顶部可能出现极大值;而在半导电应力锥内表面电场也可能在根部和顶部出现极大值;通过调控增强绝缘材料的非线性属性可实现复合型电缆终端电场分布的综合调控。

提交时间: 2018-12-04 来自合作期刊:《电气工程学报》 点击量25下载量12 评论 0

3. chinaXiv:201812.00029 [pdf]

型式试验对高压直流电缆交联副产物迁移过程及电导特性的影响

范路; 陈萌; 张洪亮; 王亚林; 吴建东; 尹毅
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

为了保证高压直流电缆满足预期的使用条件和长期运行的稳定性,需要对高压直流电缆进行型式试验。对型式试验前后电缆的主绝缘由内层到外层交联副产物含量变化以及不同温度下电流密度随电场强度变化曲线进行分析。实验结果表明,型式试验抑制了低场强下的载流子迁移,促进交联副产物由内层向中层和外层迁移,且交联副产物的含量越多,温度越高,电流密度的阈值电场越低。

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4. chinaXiv:201812.00030 [pdf]

同轴电极结构中非线性介质空间电荷极化与退极化暂态过程仿真研究

孙云龙; 李忠华; 索长友; 郑欢
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

非线性介质是指其电导率和(或)介电常数随电场强度变化而变化的电介质。非均匀电场中非线性介质由于介质的介电性能参数在空间呈梯度变化,在电场作用下将发生空间电荷极化,而极化形成的空间电荷又影响电场的分布,探明这种空间电荷极化的动态过程有助于高压直流绝缘结构的设计和故障分析。为此,利用COMSOL Multiphysics 有限元软件中的瞬态求解器仿真研究了同轴电极结构下具有场致增强型和温度增强型电导的非线性电介质在阶跃电压下的极化和退极化过程。研究结果发现:极化建立过程中,内电极附近空间电荷密度随时间变化会出现“过冲”现象;退极化过程中,内电极附近空间电荷会出现“反极性过冲”现象;“过冲”现象与“反极性过冲”现象相互呼应,均源自动态松弛时间的时空分布;温度梯度与场强对空间电荷“过冲”行为的影响规律不同。

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5. chinaXiv:201812.00031 [pdf]

环氧复合材料表面电位衰减与直流电导特性

冉昭玉; 杜伯学; 李进; 梁虎成; 张程
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

气体绝缘输电管道(GIL)绝缘子通常由环氧树脂 /Al2O3 复合材料浇注而成。在直流电压及负载温升作用下,绝缘子表面易积聚电荷造成电场畸变,进而引发沿面闪络。本文为探索非线性 ZnO 填料对环氧树脂 /Al2O3/ZnO 复合材料绝缘性能的影响规律,对直流电压下不同 ZnO 含量的环氧复合材料表面电位衰减进行了测量,分析了不同温度对表面电荷特性的影响,得到了基于电荷消散的非线性电导变化规律。研究结果表明:直流电压下,ZnO 颗粒掺杂可以明显促进环氧复合材料表面电荷消散;随着温度升高,载流子迁移率增大,表面电荷的消散速度加快;当 ZnO 含量超过一定阈值时,电导率在高场下呈现非线性特性,从而抑制环氧树脂复合材料表面电荷积聚。相关结果为非线性电导复合材料在调控直流气体绝缘输电管道绝缘子表面电荷特性方面的应用提供了参考。

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6. chinaXiv:201812.00032 [pdf]

环境友好型直流电缆料聚丙烯绝缘的电树枝研究进展

朱乐为; 杜伯学
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

聚丙烯因具有优异的电气和耐热性能,符合环保可回收电缆绝缘材料的发展需求,从而引起广泛关注。高压直流电缆在运行过程中,除了承受直流额定电压外,还要承受脉冲电压,导致线路电压急剧变化,加剧电场畸变。电缆温度变化影响绝缘材料电导率及空间电荷积聚,使绝缘材料内部电场畸变,导致电树枝的引发和生长。本文对比了相同条件下聚丙烯与交联聚乙烯电树枝生长特性,分析了直流脉冲复合场、温度等因素对聚丙烯电树枝生长特性的影响规律,探讨了不同方法抑制电树枝的机理。

提交时间: 2018-12-04 来自合作期刊:《电气工程学报》 点击量29下载量21 评论 0

7. chinaXiv:201812.00033 [pdf]

高压直流电容器电介质研究现状

许然然; 杜伯学; 肖谧
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

直流滤波电容器、直流支撑电容器等高压直流电容器是保证高压直流输电质量与稳定运行的核心器件。聚合物薄膜作为电力电容器的关键固体电介质,其击穿强度、温升特性直接影响电容器的容量与绝缘水平。本文简要介绍了高压直流电容器固体电介质材料的发展历程,论述了聚合物薄膜的击穿强度、温升特性,同时探讨了温度、复杂电场对聚合物薄膜老化行为的影响规律,对聚合物薄膜电介质面临的问题与改进措施的国内外研究成果进行了总结。

提交时间: 2018-12-04 来自合作期刊:《电气工程学报》 点击量20下载量11 评论 0

8. chinaXiv:201812.00034 [pdf]

非线性绝缘电介质介电特性表征与测试

李忠华
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

非线性是导致问题复杂化的关键因素之一,且存在于几乎所有物理现象之中。电气绝缘介质的非线性介电行为在科学层面提供了更广泛的研究空间,同时在工程技术层面为电气绝缘结构设计、更高电压等级电力设备研发提供了新的破解瓶颈问题的技术途径。具有电场调控功能的非线性绝缘材料,被称为“智能绝缘材料”,已在大型电机端部绝缘和电缆附件防电晕结构得到广泛的应用。随着高压直流绝缘技术的进步,电气绝缘材料和绝缘结构非线性介电特性和机理研究得到越来越广泛的关注。非线性绝缘介质介电特性的表征和测试技术是极具挑战的研究课题,又是基础研究和工程应用技术研究不可回避的关键性基础问题。稳态直流电场下,非线性绝缘介电特性用伏安特性或电导率与电场强度关系来表征,相应测试技术比较简单。稳态交流电场场下,用等效(相对)介电常数和等效电导率与电场强度关系来表征,测试技术的关键是如何准确地分解阻性和容性电流。暂态电场下非线性绝缘介电特性的表征参数体系尚未建立,测试技术最为复杂,相关研究亟待开展。

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9. chinaXiv:201812.00035 [pdf]

不同界面状态的交联聚乙烯/三元乙丙橡胶双层介质电导特性研究

易姝慧; 王亚林; 吴建东; 尹 毅
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

本文测量了在 30 ~ 90℃,1 ~ 19kV/mm 下三种接触方式的交联聚乙烯 /三元乙丙橡胶双层介质电导特性,分析了电场、界面以及温度对双层介质电导的影响机理。研究表明:随着电场升高,三种双层介质电导率的电场依赖性均随之升高;热压接触式双层介质电导率的温度敏感性强于其他两种物理接触界面的双层介质,温度对化学界面的影响比对物理界面的影响更大。双层介质电导存在类似半导体物理中 PN结的极性现象,热压式接触双层介质电导率极性效应与另外两种双层介质相反。界面状态对双层介质的电导特性有着明显的影响。

提交时间: 2018-12-04 来自合作期刊:《电气工程学报》 点击量22下载量12 评论 0

10. chinaXiv:201810.00302 [pdf]

10kV配电线路带电作业固定引流线及跳线绝缘装置的研究

汪志刚; 李稳; 李游
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程

10kV 配电线路不停电检修中,作业人员在进行装、拆引流线和断、接跳线 时,由于杆塔及设备上无合适的固定位置,易摆动造成短路或接地而引发安全事故。 本文首先对现有方法的不足进行了详细分析和论述,针对性地设计并研制出一种绝缘 固定装置,其主要由伸缩式绝缘底座、绝缘支杆、固定装置构成。通过现场试验验证 表明:本装置通用性强、操作方便、安全可靠,可有效解决 10kV 带负荷更换柱上设 备或断、接跳线作业中引流线及跳线无固定位置的问题,极大地提高了作业效率和作 业安全性,同时缩短了用户的停电时间,提高了供电可靠性,对电网安全运行和供电 连续性提供了有力技术支撑,具有很高的推广应用价值。

提交时间: 2018-09-07 来自合作期刊:《电气工程学报》 点击量130下载量80 评论 0

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