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与交流不同,直流电压下气固绝缘系统的电场分布取决于电介质的电导率。在绝缘系统电场由容性转化为阻性的同时,电荷在气固介质交界面积聚而改变了原有电场,导致其沿面闪络特性下降,制约着直流GIS的工程应用。目前关于直流GIS绝缘介质电场的仿真和试验研究已成为国际上的热点,文中对此进行系统性的综述,包括:GIS直流电场的数学计算模型,不同介质的电气特性,GIS绝缘子表面电荷测量方法,表面电荷测量系统等。最后,对直流GIS相关仿真和试验研究工作给出了建议。
钟建英 +4 more
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乙丙橡胶在电缆绝缘中的应用日益广泛,空间电荷积聚成为影响其绝缘性能的关键因素之一。为了明确乙丙橡胶中空间电荷的行为特性及形成机制,文中基于PEA法对乙丙橡胶在直流场强下的空间电荷分布进行了研究,分析并讨论了不同场强下乙丙橡胶内空间电荷的分布规律以及其消散特性。实验结果表明:乙丙橡胶的电荷注入的阈值场强为2.5~5 kV/mm。根据不同场强下乙丙橡胶内空间电荷的行为特性,可将其分为4个阶段,分别为无电极注入阶段、双电极注入阶段、注入电荷迁移复合阶段、阳极注入主导阶段。此外 ...
徐晓晓 +4 more
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下行先导发展过程中,建筑群不同位置场强的分布是决定雷击位置的重要因素,建筑物尖端周围由于自身静电场影响更易形成较为明显的电场变化趋势,相对等较低建筑物更易触发上行先导,仿真通过分析建筑物周围电荷聚集特性、电场空间分布以及建筑物大地附近积累电荷分布特性,得出高层建筑出现电场畸变对下行先导发展的"顶部优势"以及雷暴云位置在影响建筑物顶部电场分布的关键效果。
朱泽伟 +3 more
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研究直流电压下环氧树脂复合材料的电荷输运特性对推进直流气体绝缘金属封闭输电线路的发展至为重要。文中基于双极性载流子输运模型,通过对0、30、60、105℃下环氧树脂内部的空间电荷分布规律进行数值计算研究,获得了温度对环氧树脂材料内部空间电荷输运特性的影响规律,以及不同温度下环氧树脂复合材料内电场强度分布规律。结果表明:在0℃和30℃下,环氧树脂复合材料内为电子电荷主导,迁移作用使得靠近阳极附近的电场强度升高。随着温度的升高,电荷分布到达稳态所需要的时间随之减少,而电场强度最大值也随之降低。60℃和105℃
秦司晨 +5 more
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Bi2O3厚度对ZnO/Bi2O3双层复合试样电气特性的影响
研究工作是在用径流喷射法形成的ZnO/Bi2O3双层复合试样上进行的,该试样被看作是ZnO压敏电阻中单个晶粒边界的模型。研究的目的是为了弄清楚劣化和非线性导电特性的机理,并由此了解薄片压敏电阻的性能。作者测试了试样的I—V特性曲线和热激发电流(TSC)。在反向偏压作用下,双层复合试样呈现出比实际的压敏电阻更高的非线性系数。 ZnO/Bi2O3双层复合试样的击穿电压随Bi2O3的厚度增加而增大,因此,可以由此来控制试样的击穿电压。该现象解释如下:由于Bi2O3体内和ZnO/Bi2O3交界面上电荷的积聚 ...
熊泰昌
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随着电网建设的日益深入,直流气体绝缘金属封闭输电管道(GIL)由于可用在高电压、大容量的场合,用作经济的长距离输电线路而被提上研究日程。直流GIL支撑绝缘子的沿面闪络很大程度上是由表面电荷积聚引起的。直流下GIL的内部稳态电场分布主要受环氧树脂固体绝缘的电导率和形状控制。以500 kV直流GIL为计算模型,借助COMSOL软件,研究了GIL中支撑绝缘子的形状、体积电导率和表面电导率对电场分布的影响。研究认为,半圆锥式绝缘子的电场分布是最优化的,绝缘子的体积电导率对其电场分布影响不大 ...
贾志杰 +6 more
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550kV GIS现场交流耐压试验下放电故障的定位与分析研究
笔者结合超声波在线监测、放电电压值和SF6分解产物测量等多种手段,定位和分析了某变电站550 kV GIS现场交流耐压试验下的4处放电故障,总结研究了这几次放电故障,讨论了盆式绝缘子沿面闪络的主要原因,探讨了沿面闪络与缺陷局部放电、表面电荷输运之间的关系,认为盆式绝缘子表面金属颗粒易于起始负电晕放电,积聚负表面电荷,进一步畸变表面电场,提供放电通道发展所需的电荷;同时当盆式绝缘子与电极接触不良时,认为此时沿面放电易于起始于三结合点处的介质阻挡电晕放电 ...
邵先军, 何文林, 徐华, 刘浩军
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直流GIL三支柱绝缘子气—固界面容易积聚电荷,引发放电或炸裂击穿等故障,是绝缘系统的薄弱环节。然而,三支柱绝缘子形状不规则,曲面轮廓复杂,目前尚缺乏有效的表面电荷测量方法。研究针对三支柱绝缘子的复杂曲面轮廓,搭建了一套可实现电位全方位测量的空间五自由度机械装置,完成了对绝缘子表面电位全方位的自动测量,总测量点数为15 120个,空间采样率为0.25 mm-2。进一步通过调整边界条件以及采用维纳滤波处理,提出了适用于非对称复杂曲面结构的表面视在电荷反演优化算法。同种干扰条件下的模拟算例表明 ...
刘智鹏, 胡琦, 李玄, 李庆民
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环氧树脂材料因其在电、力、热等方面的优良性能被广泛应用于高压输电设备中。然而在直流高压条件下,环氧树脂绝缘材料表面易积聚电荷,使附近电场畸变造成沿面闪络。文中采用涂覆技术,分别将微米SiO2/EP、纳米SiO2/EP和纳米TiO2/EP涂层涂覆在环氧树脂基体表面,分别在0.1 MPa下的空气和SF6中进行了直流闪络试验,并在0.1 MPa下SF6中进行了预置电压后试样表面有电荷积聚时的直流闪络试验。试验结果表明,在空气中各环氧树脂试样的短时闪络电压相差不大,而在SF6气体中各试样闪络电压差异明显 ...
艾昕 +8 more
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盆式绝缘子是GIS最薄弱的绝缘环节。文中统计了GIS故障缺陷类型,对GIS故障发生率进行了计算。针对盆式绝缘子沿面闪络特性影响因素进行了系统分析,包括金属颗粒、绝缘子表面缺陷、表面电荷等。探讨了金属颗粒荷电和受力情况、运动特性及其抑制措施。对盆式绝缘子表面缺陷类型、演化过程及其检测方法进行了探索。直流电压下,GIS盆式绝缘子表面极易积聚大量电荷,文中对相关作用机理、测量方法和动态过程进行了总结。详细阐述了轮廓优化,介电涂层和功能梯度材料等提高沿面闪络电压方法的特点和应用范围 ...
孙秋芹 +6 more
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