硫化压力对500 kV超高压直流XLPE电缆工厂接头恢复绝缘性能的影响

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作者 张添胤 陈向荣 +3 位作者 王恩哲 阴凯 夏峰 黄若彬 《电工技术学报》 北大核心 2025年第9期2931-2943,共13页

为了研究硫化压力变化对500 kV超高压直流交联聚乙烯(XLPE)电缆工厂接头恢复绝缘特性的影响,该文选用商用500 kV超高压直流电缆绝缘颗粒,采用热压法分别在1.3 MPa、1.6MPa、1.9MPa和2.5MPa的压力下对材料进行平板热压,制备了不同硫化压... 为了研究硫化压力变化对500 kV超高压直流交联聚乙烯(XLPE)电缆工厂接头恢复绝缘特性的影响,该文选用商用500 kV超高压直流电缆绝缘颗粒,采用热压法分别在1.3 MPa、1.6MPa、1.9MPa和2.5MPa的压力下对材料进行平板热压,制备了不同硫化压力作用下的XLPE试样。对所得试样进行傅里叶变换红外光谱、凝胶含量、差示扫描量热和X射线衍射测试及分析,并测试了试样的电流密度、空间电荷分布和直流击穿强度。研究结果表明:随着硫化压力的增加,试样的交联度和结晶度逐步增加,空间电荷注入阈值电场强度和直流击穿场强先增大后减小,在1.9 MPa硫化压力下阈值电场强度和直流击穿场强达到最大值。当硫化压力大于1.9 MPa时,不断增多的交联副产物会给试样引入更多浅陷阱,同时片晶会因硫化压力的增加而发生热膨胀,晶面间距增加,进而导致试样内部空间电荷明显积聚并加剧电场畸变。提高工厂接头的硫化压力有助于改善其恢复绝缘的电气性能,但过高的硫化压力将不利于增强工厂接头的恢复绝缘性能。 展开更多

关键词 硫化压力 交联聚乙烯 超高压直流电缆 工厂接头 恢复绝缘

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直线变压器驱动源模块中自放电气体火花开关绝缘恢复的研究

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作者 文振明 王志国 +3 位作者 吕明辉 姜晓峰 范思源 邱爱慈 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期686-697,共12页

直线变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)模块中的气体开关在充电过程中发生自放电后,会通过充电隔离电阻与其余支路的储能电容构成放电回路,这使得开关气体间隙的绝缘无法立即恢复,影响整个LTD模块的充电可靠性和一致性。为... 直线变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)模块中的气体开关在充电过程中发生自放电后,会通过充电隔离电阻与其余支路的储能电容构成放电回路,这使得开关气体间隙的绝缘无法立即恢复,影响整个LTD模块的充电可靠性和一致性。为此首先基于单级LTD模块的电路仿真模型分析了自放电开关中的电流特性,自放电开关在本支路放电完毕后还存在数安培过阻尼衰减形式的泄漏电流。然后搭建了1个等价性实验平台以探究存在电阻-电容(R-C)放电续流时气体开关的绝缘恢复特性。分别研究了储能电容充电电压、开关运行气压以及开关间隙数量对续流持续时间以及续流截止阈值的影响。实验结果表明,续流的存在使得气体开关绝缘恢复所需时间延长了几十毫秒。随着开关运行气压的上升,续流持续时间略有增加,续流截止阈值有所减小。其余2个因素基本不影响续流特性,大多数情况下续流的截止阈值为0.4~0.6 A。不同大小隔离电阻下自放电开关泄漏电流持续时间存在最大值,综合考虑隔离能力和对模块充电一致性的影响,推荐隔离电阻的取值为50~100 kΩ。 展开更多

关键词 直线变压器驱动源 气体开关 自放电 泄漏电流 绝缘恢复 充电隔离电阻

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交流作用下稍不均匀场中SF_(6)间隙的绝缘恢复特性

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作者 潘飞 赵文彬 +3 位作者 毕建刚 颜湘莲 李峰 贾成龙 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2550-2560,共11页

SF_(6)的绝缘恢复特性对气体绝缘组合设备(gas insulator switchgear,GIS)的稳定运行有着重要作用,但目前SF_(6)相关的击穿试验缺乏对绝缘恢复过程的研究。为此利用能够表征流场结构的纹影技术,搭建了研究GIS气室中棒—板间隙击穿后绝... SF_(6)的绝缘恢复特性对气体绝缘组合设备(gas insulator switchgear,GIS)的稳定运行有着重要作用,但目前SF_(6)相关的击穿试验缺乏对绝缘恢复过程的研究。为此利用能够表征流场结构的纹影技术,搭建了研究GIS气室中棒—板间隙击穿后绝缘恢复过程的纹影观测平台,获得了绝缘恢复过程的纹影图像,基于流场中脉动分析的方法定义了纹影图像的波动值,得到了多时间段纹影图像的波动分布图,分析了不同区域的绝缘恢复演化差异,并利用波动值的离散系数定量表征绝缘恢复程度,获取了绝缘恢复的时空规律,最后统计了绝缘恢复时间。试验结果表明:通道击穿后的气流团运动由于工频残压的影响存在扩散和消散两个阶段;绝缘恢复过程中通道内的形态变化存在较大差异,主要体现在板电极上半部分与其它区域的演化差异;通道内不同区域存在绝缘恢复程度的差异,棒电极附近的绝缘恢复较慢;0.2 MPa下的SF_(6)绝缘恢复时间比0.3 MPa下的短但差异不大,气压不是影响绝缘恢复的决定条件。该试验方法和分析结果为稍不均匀场中SF_(6)击穿后的绝缘恢复过程研究提供了参考。 展开更多

关键词 GIS 气体放电 纹影 绝缘恢复 气流团 粒子运动

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诱导触发型气体间隙开关快速绝缘恢复特性 被引量：1

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作者 董冰冰 陶磊 +1 位作者 李康 陈子建 《电力工程技术》 北大核心 2024年第2期163-169,共7页

气体间隙开关动作迅速、结构简单,在电力系统中应用前景良好,但对其绝缘恢复特性研究尚少。为此,文中采用双脉冲法研究开关间隙距离、触发介质气压及其种类对气体开关绝缘恢复特性的影响规律。结果表明:诱导触发型气体间隙开关绝缘恢复... 气体间隙开关动作迅速、结构简单,在电力系统中应用前景良好,但对其绝缘恢复特性研究尚少。为此,文中采用双脉冲法研究开关间隙距离、触发介质气压及其种类对气体开关绝缘恢复特性的影响规律。结果表明:诱导触发型气体间隙开关绝缘恢复经历过渡期、快速恢复期和饱和期3个阶段,饱和期的持续时间远大于前两阶段之和,且在快速恢复期无“平台现象”出现。减小开关间隙距离,气体开关绝缘恢复速率渐进增大,其绝缘基本恢复时间(绝缘恢复系数R_(U)>90%)可降低50%。触发介质气压对气体开关绝缘恢复特性影响显著,对绝缘恢复过程的影响特性存在差异。增大触发介质气压会减缓气体开关的绝缘恢复过程,0.1~0.3 MPa压缩干燥空气中,气体间隙开关绝缘基本恢复时间对应为11~40 ms。强电负性SF_(6)对气体开关绝缘恢复具有明显增强作用,其绝缘恢复速率接近于空气中的4倍。研究结果可为气体间隙开关快速绝缘恢复技术提供理论指导。 展开更多

关键词 气体间隙开关 诱导击穿 双脉冲法 绝缘恢复特性 击穿电压 强电负性SF_(6)

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重复率气体火花开关绝缘恢复特性 被引量：24

5

作者 许日 宁辉 +2 位作者 邱爱慈 莫凡 邱毓昌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第4期518-522,共5页

在自行设计的气体火花开关上，利用双脉冲回路，对纳秒脉冲作用下Ｎ２和Ｈ２的绝缘恢复特性进行了实验研究。结果表明，在静态不吹气情况下，Ｈ２的绝缘恢复时间明显比Ｎ２短。在吹气情况下，适当的气流速度即可使绝缘恢复时间明显缩短。

关键词 气体火花开关 重复率 绝缘恢复 脉冲技术

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不同气压和电极间距对开关绝缘恢复的影响 被引量：10

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作者 殷毅 刘金亮 +3 位作者 钟辉煌 高景明 杨建华 罗玲 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期304-308,共5页

为缩短脉冲加速器多脉冲运行时脉冲间隔以及提高重频运行时重复频率,利用多脉冲调制器研究了气体开关的重复频率特性以及在相同电极间距、不同气压下(0.5、1、1.5、2MPa)氮气气体开关的绝缘恢复特性。实验表明,随着气体压强的增加,气体... 为缩短脉冲加速器多脉冲运行时脉冲间隔以及提高重频运行时重复频率,利用多脉冲调制器研究了气体开关的重复频率特性以及在相同电极间距、不同气压下(0.5、1、1.5、2MPa)氮气气体开关的绝缘恢复特性。实验表明,随着气体压强的增加,气体的绝缘恢复时间变长,击穿电压恢复>90%的间隔时间,从50ms增加到78ms;开关间距的改变对绝缘恢复时间影响有限,不同间距(7.3,27.4mm)下其击穿电压恢复>90%时间约为50ms。最后针对相关文献给出的结果,对压强、电极间距对绝缘恢复的影响进行了分析讨论。 展开更多

关键词 气体火花开关 绝缘恢复 重复频率 加速器 脉冲调制器 多脉冲

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高电压纳秒气体开关绝缘恢复特性的实验研究 被引量：15

7

作者 卢彦雷 樊亚军 +3 位作者 石磊 乔汉青 夏文锋 朱郁丰 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1852-1856,共5页

气体开关绝缘恢复曲线中存在的＂平台现象＂,大大延长了开关的绝缘恢复时间,但其存在原因尚未取得共识。为此,结合GW级Tesla型ns脉冲源,在开关工作电压约220 k V情况下,研究了不同气压（0.1~7 MPa）的N2、H2、SF6 3种气体开关的恢复特... 气体开关绝缘恢复曲线中存在的＂平台现象＂,大大延长了开关的绝缘恢复时间,但其存在原因尚未取得共识。为此,结合GW级Tesla型ns脉冲源,在开关工作电压约220 k V情况下,研究了不同气压（0.1~7 MPa）的N2、H2、SF6 3种气体开关的恢复特性及稳定性。结果表明：对于N2、H2开关,随着气压的升高,开关恢复曲线中的＂平台现象＂逐渐减弱,当气压超过一定阈值后,开关＂平台现象＂消失;对于SF6开关,则不存在＂平台现象＂。可见对于N2、H2、SF6 3种气体＂平台现象＂产生的原因是不同的,同时Tesla型脉冲源对开关的＂平台现象＂也具有一定的影响。N2、H2、SF6气体绝缘恢复系数达到95%的最短时间分别为7.1 ms、0.68 ms、5.4 ms。 展开更多

关键词 高重频 气体开关 气体放电 绝缘恢复特性 平台现象 Tesla型纳秒脉冲源 双脉冲法

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Tesla型脉冲功率源主开关绝缘恢复特性 被引量：1

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作者 周金山 樊亚军 +1 位作者 朱四桃 王俊杰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2985-2988,共4页

以Tesla变压器作为脉冲功率源,采用双脉冲法,对4mm间隙、4MPa压强的氮气开关绝缘恢复特性进行了实验研究。实验开关电极材料为紫铜,形状为环形。结果表明:在开关放电结束后约0.3ms内,开关几乎处于导通状态,属于火花通道去电离阶段;而后... 以Tesla变压器作为脉冲功率源,采用双脉冲法,对4mm间隙、4MPa压强的氮气开关绝缘恢复特性进行了实验研究。实验开关电极材料为紫铜,形状为环形。结果表明:在开关放电结束后约0.3ms内,开关几乎处于导通状态,属于火花通道去电离阶段;而后其绝缘恢复系数以指数曲线上升,直至约3ms后完全恢复,属于气体温度恢复阶段。Tesla变压器使得高压氮气火花开关的绝缘恢复曲线分段特征更为明显,由于火花通道去电离前其电阻对变压器次级电容呈并联关系,对变压器次级充电有旁路作用。 展开更多

关键词 火花隙开关 自击穿 重复频率 绝缘恢复 双脉冲 TESLA变压器

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长空气间隙放电通道的绝缘恢复特性 被引量：12

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作者 刘晓鹏 赵贤根 +2 位作者 刘磊 汪显康 何俊佳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期380-387,共8页

输电线路因过电压引起间隙放电而跳闸后,放电通道的绝缘恢复对重合闸时间的整定具有重要的指导作用。该文在长空气间隙施加不同冲击电压,基于高速纹影技术,观测间隙耐受和间隙击穿时放电通道的绝缘恢复过程。试验结果表明:间隙耐受时,... 输电线路因过电压引起间隙放电而跳闸后,放电通道的绝缘恢复对重合闸时间的整定具有重要的指导作用。该文在长空气间隙施加不同冲击电压,基于高速纹影技术,观测间隙耐受和间隙击穿时放电通道的绝缘恢复过程。试验结果表明:间隙耐受时,靠近电极的放电通道消散较快,并且形态类似“蘑菇云”,而远离电极的放电通道仅做径向扩张;间隙击穿时,通道演化形态类似“毛毛虫”,而且在放电通道弯曲处和分叉处,中心发光区域存在“瓶颈”现象。统计表明,间隙耐受时放电通道的绝缘恢复时间为5~25ms,且随着注入能量的增大,绝缘恢复时间呈对数增大;间隙击穿且自然风速约为2m/s时,正极性雷电冲击电压、正极性操作电压、负极性操作电压作用下放电通道的绝缘恢复时间分别为46.1~243.9ms、6.97~107.74ms和8.09~153.62ms。 展开更多

关键词 长空气间隙放电通道 绝缘恢复 形态演化 纹影技术

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长空气间隙放电通道绝缘恢复过程的激波特性 被引量：8

10

作者 刘磊 赵贤根 +4 位作者 唐力 罗兵 黎小林 王俊刚 钟伟华 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2020年第10期65-70,共6页

基于高速纹影技术,建立了长间隙放电过程和通道绝缘恢复过程的试验观测平台,提出了同步策略,开展了长空气间隙放电过程和通道绝缘恢复过程的电压、电流和纹影图片同步观测。发现长空气间隙击穿后放电通道与电极接触点处的球面激波和沿... 基于高速纹影技术,建立了长间隙放电过程和通道绝缘恢复过程的试验观测平台,提出了同步策略,开展了长空气间隙放电过程和通道绝缘恢复过程的电压、电流和纹影图片同步观测。发现长空气间隙击穿后放电通道与电极接触点处的球面激波和沿着放电通道的柱面激波,统计获得了柱面激波传播速度与激波半径的关系曲线,以及施加不同电压类型对激波速度的影响规律。 展开更多

关键词 长空气间隙放电 绝缘恢复 纹影图片 激波特性

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气体火花开关重复频率特性的实验研究 被引量：6

11

作者 彭建昌 孙旭 +3 位作者 佘希园 王颖 邱革 林强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期266-270,共5页

气体火花开关在重复频率脉冲功率技术中具有广泛的应用,影响气体火花开关绝缘恢复与重复频率工作性能的因素众多。实验研究了气体火花开关的能量沉积和气压对开关重复频率指标的影响,给出了气体火花开关绝缘恢复时间与气压及开关导通功... 气体火花开关在重复频率脉冲功率技术中具有广泛的应用,影响气体火花开关绝缘恢复与重复频率工作性能的因素众多。实验研究了气体火花开关的能量沉积和气压对开关重复频率指标的影响,给出了气体火花开关绝缘恢复时间与气压及开关导通功率的关系式,初步分析了气体开关击穿通道在自然散热(不吹气)条件下,重复频率稳定工作的最高功率与重复频率指标、气压的关系。 展开更多

关键词 气体开关 能量沉积 重复频率 开关功率 绝缘恢复

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金属蒸气作用下弧后等离子体扩散过程的二维粒子模拟 被引量：7

12

作者 王丹 王立军 +1 位作者 王智炜 贾申利 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第15期5391-5400,共10页

研究弧后阶段等离子体扩散过程是研究真空断路器弧后介质绝缘恢复的基础,有助于提高真空断路器的开断性能。该文通过建立二维蒙特卡洛粒子仿真模型,模拟真空断路器燃弧过程中的剩余等离子体在弧后瞬态恢复电压作用下的扩散过程,仿真过... 研究弧后阶段等离子体扩散过程是研究真空断路器弧后介质绝缘恢复的基础,有助于提高真空断路器的开断性能。该文通过建立二维蒙特卡洛粒子仿真模型,模拟真空断路器燃弧过程中的剩余等离子体在弧后瞬态恢复电压作用下的扩散过程,仿真过程中考虑了等离子体与金属蒸气的碰撞。另外,分析金属蒸气密度对弧后等离子体扩散过程的影响。结果表明,金属蒸气密度越高,等离子体扩散速度越慢,鞘层内电场越强,但带电粒子速度降低;与无金属蒸气情况相比,金属蒸气作用下,等离子体扩散过程中不再出现密度整体下降、鞘层发展速度迅速增加等特征,弧后电流随时间下降平缓,但当金属蒸气密度较低时,等离子体扩散过程又表现出与无金属蒸气时类似的特征。 展开更多

关键词 真空断路器 弧后阶段 绝缘恢复 等离子体 粒子模拟

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气体火花开关高温气体冷却的三维模拟 被引量：3

13

作者 殷毅 刘金亮 +1 位作者 高景明 吕治辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期382-384,396,共4页

高温气体的冷却是影响气体火花开关重复运行的主要因素。为解决高温气体冷却研究采用一维或二维模型且不考虑气体导热系数、定压比热、粘性系数随温度变化的影响引起的计算不精确,三维数值模拟及理论分析了气体开关导通后开关通道内的... 高温气体的冷却是影响气体火花开关重复运行的主要因素。为解决高温气体冷却研究采用一维或二维模型且不考虑气体导热系数、定压比热、粘性系数随温度变化的影响引起的计算不精确,三维数值模拟及理论分析了气体开关导通后开关通道内的高温气体冷却。结果表明,气体导热系数越大、定压比热越小、粘性系数越小、气体冷却速度越快;用得出的上述参数随温度变化的拟合公式对氮气、氢气气体开关中高温气体冷却三维模拟证明了氢气的冷却速度明显好于氮气。 展开更多

关键词 气体火花开关 气体冷却 三维数值模拟 重复频率 氢气开关 绝缘恢复

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断路器特性对切除35kV空母线并联电抗器操作过电压的抑制效果 被引量：10

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作者 郑一鸣 徐华 +2 位作者 金佳敏 刘浩军 刘石 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期5282-5291,共10页

切除空母线并联电抗器时,极易出现电弧复燃和等效截流等现象,产生的操作过电压会造成相关设备相间短路和电抗器匝间绝缘损毁等故障,威胁电气设备安全。切除220kV变电站35kV空母线并联电抗器时操作过电压导致的设备故障时有发生,危及电... 切除空母线并联电抗器时,极易出现电弧复燃和等效截流等现象,产生的操作过电压会造成相关设备相间短路和电抗器匝间绝缘损毁等故障,威胁电气设备安全。切除220kV变电站35kV空母线并联电抗器时操作过电压导致的设备故障时有发生,危及电网安全稳定运行。从切除并联电抗器过电压产生的机理、危害和抑制思路等方面开展系统分析,对比断路器性能和投切位置对过电压的抑制效果,并进行现场实测和PSCAD仿真分析,为35kV空母线并联电抗器操作过电压的抑制提供了解决思路和工程经验。 展开更多

关键词 并联电抗器 空母线 介质绝缘恢复强度 操作过电压 暂态仿真

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多重雷击导致变电站重合闸失败原因分析 被引量：8

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作者 叶海峰 谈发力 +3 位作者 吴昊 胡传宇 赵纯 周恩泽 《水电能源科学》 北大核心 2017年第9期173-176,共4页

多重雷击导致变电站重合闸失败对输电线路及站内设备影响较大。对此,通过分析南方电网某500kV输电线路雷击故障后变电站重合闸失败的案例,利用雷击监测系统,全面监测雷击闪络过程工频故障电流、雷击暂态行波电流,基于监测数据,实现了故... 多重雷击导致变电站重合闸失败对输电线路及站内设备影响较大。对此,通过分析南方电网某500kV输电线路雷击故障后变电站重合闸失败的案例,利用雷击监测系统,全面监测雷击闪络过程工频故障电流、雷击暂态行波电流,基于监测数据,实现了故障精确定位、原因辨识以及重合闸失败原因分析。结果表明,分闸到合闸期间连续多次雷击使得故障点绝缘无法恢复,最终导致了重合闸失败。研究成果可为类似线路故障分析提供参考。 展开更多

关键词 多重雷击 重合闸失败 雷击侵入 绝缘恢复 变电站

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国内文摘与专利

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《绝缘材料》 CAS 北大核心 2019年第12期101-104,共4页

500kV海缆工厂接头绝缘恢复过渡区形成过程及电树枝特性/张振鹏,胡列翔,赵健康,等/高电压技术,2019(11)工厂接头是实现大长度海缆线路的关键技术,其中绝缘恢复工艺对工厂接头的绝缘介电性能及安全可靠运行起着重要的决定作用。首先利用... 500kV海缆工厂接头绝缘恢复过渡区形成过程及电树枝特性/张振鹏,胡列翔,赵健康,等/高电压技术,2019(11)工厂接头是实现大长度海缆线路的关键技术,其中绝缘恢复工艺对工厂接头的绝缘介电性能及安全可靠运行起着重要的决定作用。首先利用流体仿真技术模拟了500kV交联聚乙烯(XLPE)海缆工厂接头绝缘注入形成过程;构建了透明可视化注塑平台系统,对工厂接头的注塑形成过程进行了物理模拟;探讨了海缆工厂接头绝缘恢复过渡区的形成机理;利用偏光显微镜对500kV海缆工厂接头的过渡区微观形态进行了研究:对500kV海缆本体绝缘、工厂接头恢复绝缘及过渡区的绝缘样品电树枝起树电压及电树枝生长特征进行了试验研究。 展开更多

关键词 高电压技术 电树枝 起树电压 绝缘恢复 海缆 介电性能 微观形态 偏光显微镜

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