国家教育部博士点基金(200800030040)
- 作品数：7 被引量：163H指数：7
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- 相关机构：清华大学国家电网公司郑州大学更多>>
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- 相关领域：电气工程一般工业技术更多>>
- 纳米改性变压器油的破坏特性被引量：41
- 2010年
- 变压器等输变电主设备的油纸介质已越来越不能满足特高电压等级对大容量、小型化、高可靠性绝缘系统的严格要求。为了解决输电电压等级提高带来的高性能变压器油及油纸绝缘问题,基于纳米改性技术,开展具有优异电气性能的新型纳米油纸复合绝缘系统的研究。采用变压器油纳米添加改性技术,研究了纳米改性变压器油的制备方法,得到了纳米改性提高变压器油破坏特性的最佳配比,并对纳米改性变压器油在交流、直流、雷电冲击下的破坏特性和局部放电起始电压进行了对比研究。研究发现纳米改性可以提高在较大间隙下变压器油的击穿电压,并且能显著提高其局放起始电压,改善其雷电冲击下50%放电伏秒特性曲线。基于纳米粒子介质球在电场中的极化理论,研究了粒子表面极化电荷密度分布和产生的势阱,并指出纳米粒子界面对载流子的捕获和流注的阻挡作用是较大电极间隙下纳米改性变压器油绝缘性能提高的原因。研究结果说明了纳米改性对于变压器油纸绝缘系统的性能提高提供了新的可能途径。
- 周远翔王云杉田冀焕沙彦超姜鑫鑫高胜友孙清华聂琼
- 关键词：纳米改性油纸复合绝缘变压器油伏秒特性极化
- 变压器油纸绝缘系统中的空间电荷现象被引量：33
- 2011年
- 特高压直流输电技术的发展对换流变压器绝缘系统的性能及安全稳定运行提出越来越高的要求,而空间电荷问题是影响和制约变压器油纸绝缘材料耐电强度,导致其老化和破坏的重要因素。针对换流变压器开展在交直流复合、极性反转等复杂电场作用下的空间电荷相关机理和试验研究具有重要的理论价值,而且对工程实际中的绝缘结构设计、材料制备与生产工艺亦具有指导意义。为此,针对近年来国内外油纸绝缘领域中有关空间电荷方面的研究成果和进展予以阐述和评价。在变压器油流注放电发展过程的数值仿真方面,国外学者通过数学、物理模型的建立,得到了随时间快速推移的场强与电荷浓度波峰,这是变压器油中流注发展的标志性现象。在电声脉冲法测量空间电荷方面,国内学者通过不同场强、湿度和老化程度下油纸绝缘介质中的空间荷特性,确定了载流子的类型、迁移率、陷阱深度,并引入量子化学方法计算得到油纸介质的分子能态密度,这是今后对微观与介观深入研究的重要方向。在复合电场条件下非线性与各向异性电场与空间电荷仿真方面,现有计算方法较为成熟。如何建立更为准确、完整的模型以得到更为符合实际的结果,则是今后的发展方向。
- 周远翔田冀焕王云杉孙清华
- 关键词：变压器空间电荷油纸绝缘电场计算
- 空间电荷对油纸绝缘击穿和沿面闪络的影响被引量：33
- 2011年
- 换流变压器是直流输电工程的核心设备之一,其结构和工作状况比传统交流变压器更为复杂,需要对其绝缘系统进行更深入的研究。本文针对换流变压器的特点,设计了相应的试验装置,对油纸绝缘中的体击穿和沿面闪络进行了试验研究。本文实现了变压器油纸绝缘空间电荷的测量,根据空间电荷的实测结果对油纸绝缘系统中极性反转现象进行了探讨,对直流电压下油纸绝缘中积聚的空间电荷畸变电场导致油纸绝缘的直流击穿特性发生的变化规律进行了研究。对油纸绝缘进行的沿面闪络试验表明,空间电荷的存在同样会影响油纸绝缘的沿面闪络。根据对上述试验结果进行讨论,本文认为传统交流变压器的设计理论、经验已不能满足换流变压器的要求,在换流变压器设计和制造中应给与空间电荷问题足够的关注,尤其是在空间电荷的消散特性方面有必要进一步开展深入的研究,为解决直流输电系统的换流变压器等相关设备在极性反转过程中存在的极性效应带来的绝缘问题提供试验和理论依据。
- 周远翔孙清华李光范王云杉姜鑫鑫仇宇舟李金忠王宁华
- 关键词：换流变压器油纸绝缘沿面闪络空间电荷
- 空间电荷对油纸绝缘体击穿强度和沿面闪络的影响(英文)被引量：16
- 2009年
- 换流变压器是直流输电工程的核心设备之一,其结构和工作状况比传统交流变压器更为复杂。针对换流变压器的特点,设计了相应的试验装置,初步对油纸绝缘中的体击穿和沿面闪络进行了试验研究。试验结果表明,极性反转现象同样存在于油纸绝缘系统中。即在直流电压下油纸绝缘中积聚的空间电荷畸变了周围的电场,导致油纸绝缘的直流击穿强度发生改变。同时,对油纸绝缘进行的沿面闪络试验表明,空间电荷的存在同样会影响油纸绝缘的沿面闪络。通过对上述试验结果进行讨论,发现传统交流变压器的设计理论和经验已不能满足换流变压器的要求,在换流变压器设计和制造中应给予空间电荷问题足够的关注。
- 周远翔孙清华李光范王云杉姜鑫鑫仇宇舟李金忠王宁华
- 关键词：换流变压器沿面闪络油纸绝缘空间电荷
- 气泡及气隙裂纹缺陷对硅橡胶电树枝起始特性的影响被引量：16
- 2009年
- 超高压电缆附件用硅橡胶的电树枝化严重制约了电力电缆的长期安全稳定运行。为此,采用针板电极结构,在硅橡胶试品的针尖处模拟了气泡和气隙裂纹两种缺陷,在工频电压下测量其电树枝起始电压,并通过数字显微观测系统记录电树枝形态,研究缺陷对硅橡胶电树枝起始特性的影响。结果表明,试品存在气泡缺陷时,电树枝起始电压比无缺陷时有小幅下降,起始阶段松枝状电树枝与树枝状电树枝出现的比例分别为65%和35%,与无缺陷产品相比不同电树枝形态出现的比率变化不大;而存在气隙裂纹缺陷的试品,电树枝起始电压则大幅下降,电树枝形态仅为树枝状。分析表明,硅橡胶具有优异的抗氧化性能使得缺陷中的氧对其电树枝起始特性影响较小;气隙裂纹导致的机械损伤和应力集中,是引起电树枝起始电压大幅下降的根本原因。
- 陈铮铮程子霞周远翔聂琼陈海航郭绍伟刘睿
- 关键词：硅橡胶电树枝应力集中
- 聚乙烯载流子迁移率与空间电荷包形成机理被引量：9
- 2010年
- 空间电荷包现象是电介质绝缘材料即将发生击穿破坏的重要标志。现有理论分析与仿真结果表明,电介质中载流子迁移率与场强的非线性关系是电荷包形成的重要条件。然而,此非线性关系的物理机制尚不清楚。为此,针对迁移率与场强的非线性关系展开研究,旨在解释聚乙烯材料中空间电荷包的形成机理。基于聚乙烯材料的定域态密度分布函数,利用以跳跃电导方式运动的电子性载流子迁移率公式,计算得到并分析了不同场强、最深陷阱中心能级与陷阱浓度等条件下的迁移率-载流子浓度关系。在迁移率的计算中,采用数值方法计算了Fermi能级,相对于解析近似方法具有更高的精度。迁移率的计算结果印证了陷阱填充效应的存在:随着陷阱不断被填充,新注入的载流子将受陷于较浅的陷阱,从而导致载流子的平均迁移率有较大提高。基于这种陷阱对载流子迁移率的调制作用,通过定性分析得出结论:电荷包运动方向后方的载流子对陷阱的填充效应可以使电荷包前后沿载流子的速度基本一致,从而为空间电荷包的形成和维持提供了一种可能的解释。
- 田冀焕周远翔
- 关键词：聚乙烯迁移率费米能级空间电荷包
- 直流电场下油纸绝缘介质界面处的空间电荷特性被引量：36
- 2011年
- 换流变压器是直流输电系统的核心设备,其油纸复合绝缘结构的空间电荷特性复杂,工程实践表明其对绝缘放电的影响不可忽略,因此针对油纸复合绝缘开展空间电荷特性的研究对换流变绝缘结构设计和运行分析有指导意义。为此,应用电声脉冲(PEA)法研究了电场对双层油浸纸介质中空间电荷特性的影响以及界面处的空间电荷特性。指出在双层油浸纸的界面处将积聚负电荷,无论是极化还是去极化过程,双层油纸介质中的空间电荷的积聚和消散均较缓慢。在较高场强的作用下,阳极电荷注入过程的加强掩盖了阳极附近的电离过程。研究认为双层介质界面势垒是造成介质内部空间电荷运动缓慢的根本原因。而界面处负空间电荷的积聚则由势垒陷阱捕获和界面两侧场强差异导致电导差异两个过程共同决定。
- 周远翔黄猛陈维江孙清华王云杉张灵
- 关键词：油纸绝缘
