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环保型罐式多断口真空断路器气体绝缘与沿面闪络特性
1
作者 程显 郭龙雨 +2 位作者 杜帅 葛国伟 鲁文龙 《高电压技术》 北大核心 2025年第6期2620-2630,共11页
随着国家“双碳”政策的提出,采用自然气体绝缘与真空灭弧室开断的环保型罐式真空断路器是高压、超高压领域替代SF6断路器的有效手段,其绝缘气体选型方案与真空灭弧室陶瓷沿面闪络特性尚不清晰。首先进行了自然环保型绝缘气体干燥空气与... 随着国家“双碳”政策的提出,采用自然气体绝缘与真空灭弧室开断的环保型罐式真空断路器是高压、超高压领域替代SF6断路器的有效手段,其绝缘气体选型方案与真空灭弧室陶瓷沿面闪络特性尚不清晰。首先进行了自然环保型绝缘气体干燥空气与CO_(2)雷电冲击绝缘击穿试验,提出了环保型气体绝缘方案。其次,进行了环保型气体绝缘条件下真空灭弧室陶瓷外壳沿面闪络特性研究,并分析了中封环处气体-陶瓷-金属三结合点对沿面闪络特性的影响。结果表明:0.9 MPa干燥空气与0.9 MPa CO_(2)可满足罐式多断口真空断路器绝缘配置要求;真空灭弧室沿面闪络电压随着气压增加而增大并呈现略微饱和趋势,0.9 MPa干燥空气真空灭弧室沿面闪络电压达到202.98 kV,中封环的引入使沿面闪络电压下降8.47%;金属微粒长度5 mm、距离高压端5 mm时陶瓷外壳沿面闪络电压幅值降低相对最大为49.67 kV;中封环的引入使此处表面电荷密度由6.62μC/m^(2)增至21.54μC/m^(2),导致其沿面闪络电压下降。以上结果可为超高压领域发展环保型罐式真空断路器提供理论依据与试验支撑。 展开更多
关键词 环保型绝缘气体 罐式断路器 雷电冲击电压 真空灭弧室 沿面闪络
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纳秒脉冲下去离子水中固体绝缘材料沿面闪络特性
2
作者 陆庆珩 陈林 +6 位作者 李逢 蒋吉昊 王杰 赵越 韩文辉 卫兵 黄子平 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第8期118-126,共9页
作为高功率脉冲装置中脉冲形成线或传输线(PFL/PTL)的常用绝缘介质,去离子水具有高介电常数、高击穿强度、良好自愈性以及低成本等优势,然而其中用于支撑内筒及实现前后端不同绝缘介质物理隔离的固体绝缘隔板往往是PFL/PTL绝缘的薄弱环... 作为高功率脉冲装置中脉冲形成线或传输线(PFL/PTL)的常用绝缘介质,去离子水具有高介电常数、高击穿强度、良好自愈性以及低成本等优势,然而其中用于支撑内筒及实现前后端不同绝缘介质物理隔离的固体绝缘隔板往往是PFL/PTL绝缘的薄弱环节。为了评估典型固体绝缘材料在去离子水中的高压绝缘性能,利用工作电压最高约900 kV、脉冲上升时间约100 ns的高压绝缘实验平台,对MC尼龙、有机玻璃、交联聚苯乙烯以及高密度聚乙烯等四种典型固体绝缘材料在去离子水中的沿面闪络特性进行了研究。实验采用圆形平板电极和圆柱形样品,获得了样品材料、厚度、电压作用时间以及表面粗糙度等因素对闪络电压和场强的影响。当样品厚度从0.5 cm增加至2 cm时,闪络电压线性增加,闪络场强指数减小;不同材料的闪络电压和场强排序为:MC尼龙≥有机玻璃>交联聚苯乙烯>高密度聚乙烯;随着电压作用时间缩短,闪络电压逐渐增加,电压作用时间在100 ns以内时,闪络电压基本保持稳定;当固体材料表面粗糙度从1.6μm增加至12.5μm时,闪络场强无明显变化。综合考虑闪络场强数据和抗冲击能力特性等因素,认为MC尼龙的综合性能相对最佳。 展开更多
关键词 脉冲功率技术 纳秒脉冲 沿面闪络 液体介质 去离子水
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表面复合改性对真空沿面闪络的双重抑制
3
作者 霍艳坤 刘文元 +3 位作者 何亚姣 王红洁 柯昌凤 程军 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第7期99-105,共7页
为提升绝缘材料真空沿面耐压,提出了一种由微槽与分子自组装膜结合的复合结构,并采用激光微刻蚀、超声清洗、分子自组装等方法,在氧化铝真空绝缘子表面制备了该表面复合结构。作为对比,同时制备了仅有微槽或分子自组装膜的绝缘子。二次... 为提升绝缘材料真空沿面耐压,提出了一种由微槽与分子自组装膜结合的复合结构,并采用激光微刻蚀、超声清洗、分子自组装等方法,在氧化铝真空绝缘子表面制备了该表面复合结构。作为对比,同时制备了仅有微槽或分子自组装膜的绝缘子。二次电子发射系数测试结果表明,表面微槽结构和表面分子自组装膜都可以降低绝缘子的二次电子发射系数,而他们相结合形成的复合结构能够进一步降低绝缘子的二次电子发射系数;相应地,闪络电压测试结果表明表面微槽结构和表面分子自组装膜都可以提升绝缘子的真空沿面闪络电压,而两者相结合形成的复合结构能够进一步提升闪络电压。该结果证明了复合结构中分子自组装膜和微槽能够对真空沿面闪络的发展进行双重抑制。 展开更多
关键词 沿面闪络 氧化铝陶瓷 分子自组装 表面微槽 复合表面结构
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直流电压下盆式绝缘子表面电荷对沿面闪络的影响 被引量：1
4
作者 金硕 郭世瑞 +3 位作者 杨宇晨 吴子威 张晓星 张瑞 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1180-1190,共11页
直流电压下GIS盆式绝缘子表面的电荷积聚会引起电场畸变,降低绝缘裕度,在电压极性反转过程中电场畸变情况更加严重,发生沿面闪络等故障的风险将进一步提升。围绕上述问题,该文以缩比盆式绝缘子为主要研究对象,采用有限元仿真研究了正、... 直流电压下GIS盆式绝缘子表面的电荷积聚会引起电场畸变,降低绝缘裕度,在电压极性反转过程中电场畸变情况更加严重,发生沿面闪络等故障的风险将进一步提升。围绕上述问题,该文以缩比盆式绝缘子为主要研究对象,采用有限元仿真研究了正、负电压下以及极性反转电压下的盆式绝缘子表面电荷分布特性,并结合闪络试验揭示了电荷分布对闪络电压的影响。研究结果表明,电荷密度随着加压时间的增大而增加,导致闪络电压降低,正极性电压下闪络电压最大可下降9.3%,负极性电压下闪络电压最大可下降10.7%;在负极性转正极性过程中,闪络电压最大可下降12.3%,而在正极性转负极性过程中,闪络电压最大可下降29.4%;且闪络电压与电荷密度表现为负相关。 展开更多
关键词 电荷积聚 沿面闪络 盆式绝缘子 直流GIS 极性反转
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电热协同老化应力下环氧树脂复合材料沿面闪络特性与数值模拟
5
作者 李思庚 李庆民 +2 位作者 王伟 金虎 李锐海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第13期4045-4057,共13页
干式变压器正在向高电压等级、高功率密度方向发展,长期运行于电热协同等多应力复杂工况下的环氧树脂浇注绝缘更易诱发沿面闪络故障。为研究电热协同老化应力下环氧树脂的沿面闪络特性,该文搭建了交流沿面闪络实验平台,实验发现当老化... 干式变压器正在向高电压等级、高功率密度方向发展,长期运行于电热协同等多应力复杂工况下的环氧树脂浇注绝缘更易诱发沿面闪络故障。为研究电热协同老化应力下环氧树脂的沿面闪络特性,该文搭建了交流沿面闪络实验平台,实验发现当老化温度为160℃时,老化80天的环氧树脂试样闪络场强为2.11kV/mm,下降了25.7%。进一步地,结合带电粒子连续性方程、平均电子能量方程和界面反应表征式建立了环氧树脂沿面闪络等离子体模型,实现了工频下沿面闪络的动态模拟。根据老化实验结果引入随机函数改变介质表面粗糙度,并结合老化后的介电常数模拟环氧树脂准确的电热老化行为,得到了老化前后环氧树脂闪络过程中切向电场强度、电子密度和表面电荷密度的时空演化规律。仿真结果表明,老化环氧树脂闪络发展过程中电子密度和表面电荷密度均增大,12ns时流注头部电场强度达到1.183kV/mm,增加近10.87%,且老化会引起闪络演化速度更快。最后,通过表面电荷消散实验对其进行机理解释,发现老化试样表面电荷消散速率明显减弱,深陷阱能级和密度均增大,分别达到1.06 eV和2.56×10^(16) eV^(-1)·m^(-3),导致材料表面电荷大量积聚,最终造成闪络场强下降。上述研究结果可为干式变压器故障运维及寿命预测提供理论和方法基础。 展开更多
关键词 环氧树脂 电热联合老化 沿面闪络 等离子体 表面陷阱
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真空紫外辐照改性环氧复合材料的直流沿面闪络特性 被引量：1
6
作者 张磊 张国宝 +3 位作者 杨为 吴正阳 蔡梦怡 李枕 《高电压技术》 北大核心 2025年第5期2494-2505,共12页
盆式绝缘子气-固界面的沿面闪络是GIS绝缘失效的重要形式之一,严重威胁特高压输电系统的安全运行。为提升盆式绝缘子的沿面直流闪络性能,采用真空紫外改性技术对盆式绝缘子环氧复合材料进行处理,采用表面电位测试和量子化学分析等多种... 盆式绝缘子气-固界面的沿面闪络是GIS绝缘失效的重要形式之一,严重威胁特高压输电系统的安全运行。为提升盆式绝缘子的沿面直流闪络性能,采用真空紫外改性技术对盆式绝缘子环氧复合材料进行处理,采用表面电位测试和量子化学分析等多种手段获得真空紫外改性后环氧复合材料的分子间距、密度、热稳定性、能带结构、陷阱能级、表面电荷分布和直流沿面闪络电压,揭示紫外辐照改性直流沿面闪络的内在机理。结果表明,经真空紫外处理12 h后,环氧复合材料在SF_(6)中直流闪络电压提升17%。20 kV异极性充电6 h后,闪络电压提升24%,且试样放置6个月后,直流闪络电压衰减幅度小于2%,具备良好的长期稳定性。通过分析试样陷阱能级及电荷输运特性,发现真空紫外处理促使环氧分子链在高能光子辐照下发生交联反应,使得环氧分子的LUMO能级降低,引入大量深陷阱,导致陷阱深度和密度显著增高。陷阱能级提升导致大量同极性电荷聚集在电极附近,进一步阻碍载流子注入,导致直流闪络电压的提升。以上建立的真空紫外辐照-电荷输运-沿面闪络的关系表明,该真空紫外辐照策略有望成为提升直流闪络性能的重要工程手段。 展开更多
关键词 真空紫外辐照 环氧复合材料 交联 电荷输运 直流沿面闪络
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环氧/碳化硅涂覆环氧树脂直流沿面闪络特性
7
作者 张健 刘贺千 +5 位作者 高禾 李中原 杨洪达 张朋 王磊 李枕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第4期45-53,共9页
针对干式空心电抗器在电力系统中抑制电网电压波形畸变和表面电荷积聚引发的沿面闪络对材料绝缘特性破坏的关键问题,表面涂覆被广泛应用于改善材料的绝缘性能。本文研究了不同含量的环氧/碳化硅(EP/SiC)涂料对EP表面电荷积聚特性及沿面... 针对干式空心电抗器在电力系统中抑制电网电压波形畸变和表面电荷积聚引发的沿面闪络对材料绝缘特性破坏的关键问题,表面涂覆被广泛应用于改善材料的绝缘性能。本文研究了不同含量的环氧/碳化硅(EP/SiC)涂料对EP表面电荷积聚特性及沿面闪络特性的影响。通过表面电位衰减测试(SPD),表面电导及沿面闪络电压等实验测试,探究了其电学特性变化。研究表明,SiC粒子主要控制EP中的浅陷阱,SiC含量越多,浅陷阱密度越高、能级越低,表面电荷越容易消散。添加SiC粒子后,浅陷阱能级和密度均发生改变,在二者的作用下,电荷在试样表面沉积量明显减少,随着表面电荷积聚量减少,电场畸变程度下降,沿面闪络电压最高可提升19.37%。EP的绝缘性能得到显著提升。 展开更多
关键词 干式空心电抗器 EP/SiC 浅陷阱能级 浅陷阱密度 表面电荷 沿面闪络 绝缘性能提升
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SF_(6)/N_(2)气体中环氧/ZnO涂覆对环氧复合材料直流沿面闪络性能的影响机制
8
作者 张磊 张国宝 +4 位作者 吴正阳 杨为 蔡梦怡 张龙飞 李枕 《绝缘材料》 北大核心 2025年第4期99-108,共10页
盆式绝缘子气-固界面的沿面闪络是引发特高压GIS/GIL故障的关键问题,也是制约先进输变电系统发展的技术瓶颈。为提升SF_(6)/N_(2)混合气体中盆式绝缘子的直流沿面闪络特性,本文在环氧树脂中添加不同含量的氧化锌(ZnO)纳米粒子得到环氧/... 盆式绝缘子气-固界面的沿面闪络是引发特高压GIS/GIL故障的关键问题,也是制约先进输变电系统发展的技术瓶颈。为提升SF_(6)/N_(2)混合气体中盆式绝缘子的直流沿面闪络特性,本文在环氧树脂中添加不同含量的氧化锌(ZnO)纳米粒子得到环氧/氧化锌(EP/ZnO)涂层,将EP/ZnO涂层涂覆于环氧材料表面,并对其表面输运参数及沿面闪络性能进行测试。结果表明:EP/ZnO涂层增大了环氧复合材料的浅陷阱密度,并降低浅陷阱能级,使载流子迁移率增加。ZnO质量分数为15%和20%的EP/ZnO涂层涂覆环氧材料的电导率呈现出非线性特征,涂层的存在可减少电场畸变,促进表面电荷的消散。EP/ZnO涂层可显著均匀电场分布并有效抑制环氧材料表面的电荷积聚,且提高了直流闪络性能。当ZnO质量分数为20%时,环氧复合材料的直流闪络电压提升了15.42%。 展开更多
关键词 沿面闪络 环氧/ZnO涂层 表面陷阱 表面电荷 非线性电导
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直流GIS/GIL中金属微粒诱发沿面闪络的机理研究与抑制策略综述
9
作者 卢武 杨华 +3 位作者 张俊 杨晨 王耀港 王哲铭 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1010-1024,共15页
直流气体绝缘金属封闭开关和传输设备(gas-insulated switchgear/gas-insulated transmission line,GIS/GIL)因其体积小、传输容量大、运行稳定等优点,已被视为中国新型电力系统布局中的关键装备。然而,当前直流GIS/GIL的研发应用仍面... 直流气体绝缘金属封闭开关和传输设备(gas-insulated switchgear/gas-insulated transmission line,GIS/GIL)因其体积小、传输容量大、运行稳定等优点,已被视为中国新型电力系统布局中的关键装备。然而,当前直流GIS/GIL的研发应用仍面临挑战,其在长时间运行过程中易受到金属微粒的影响而产生电场分布畸变,进而引起绝缘子表面电荷积聚甚至引发沿面闪络,导致其耐压水平显著低于交流GIS/GIL,对于金属微粒诱发沿面闪络的机理认识与防护治理迫在眉睫。因此,围绕当前直流GIS/GIL中金属微粒诱发的表面电荷积聚至沿面闪络阶段性过程的发展机制及其抑制调控方法等研究进行了梳理,总结了金属微粒在直流GIS/GIL腔体内的典型运动行为,并探讨了其对表面电荷积聚及沿面闪络过程的影响及作用机理。针对当前机理和调控手段研究所面临的挑战,提出了金属微粒影响下表面电荷积聚至沿面闪络阶段化研究路线,通过多参量阈值界定的闪络发展模型指导调控策略,旨在深化对高压直流条件下绝缘子沿面闪络机制的理解,推动GIS/GIL气固界面闪络调控理论体系的发展,并为直流GIS/GIL的绝缘设计提供理论基础。 展开更多
关键词 直流气体绝缘金属封闭开关和传输设备 沿面闪络 金属微粒 电荷积聚 调控策略
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高电压下多孔材料沿面闪络特性综合实验
10
作者 朱明晓 李孟陶 +3 位作者 孟庆伟 李鹏 董磊 陈继明 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第10期85-92,共8页
针对电气设备复合绝缘在高电压下极易发生沿面闪络故障问题,提出利用多孔结构提升闪络强度的方法,并设计了多孔绝缘材料沿面闪络特性综合实验。利用油/水乳液法制备了多孔聚二甲基硅氧烷材料,通过观测微观形貌分析了材料的孔隙分布特性... 针对电气设备复合绝缘在高电压下极易发生沿面闪络故障问题,提出利用多孔结构提升闪络强度的方法,并设计了多孔绝缘材料沿面闪络特性综合实验。利用油/水乳液法制备了多孔聚二甲基硅氧烷材料,通过观测微观形貌分析了材料的孔隙分布特性,实验测试了直流和交流电压下的沿面闪络强度,通过等温表面电位衰减、表面电荷扫描和闪络路径观测探讨了闪络强度提升机理,利用表面流注发展的流体仿真考察了孔隙对沿面放电的影响,揭示了多孔结构的抑制碰撞电离和促进表面电荷消散效应在提升闪络强度中的作用。该实验涉及电气、材料、物理及多物理场模拟,可有效提高学生的实验、仿真及理论分析等方面能力。 展开更多
关键词 复合绝缘 沿面闪络 多孔结构 综合实验 提升机理
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高重复频率猝发多脉冲加载下交联聚苯乙烯真空沿面闪络特性
11
作者 黄子平 李远 +2 位作者 邓旭 李逢 李欣 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期99-104,共6页
基于高重复频率强流多脉冲加速器的应用需求,针对交联聚苯乙烯(XLPS)材料在猝发多脉冲下的真空沿面闪络特性开展了实验研究。采用放置于平板电极中的XLPS圆台样品,在脉宽120 ns的单个脉冲和间隔500 ns的三脉冲加载下开展了真空沿面闪络... 基于高重复频率强流多脉冲加速器的应用需求,针对交联聚苯乙烯(XLPS)材料在猝发多脉冲下的真空沿面闪络特性开展了实验研究。采用放置于平板电极中的XLPS圆台样品,在脉宽120 ns的单个脉冲和间隔500 ns的三脉冲加载下开展了真空沿面闪络实验,通过对实验平台和实验规范的优化设计,有效提升了实验效率和数据有效性,观测到了样品发生真空沿面闪络前的试样电压顶降现象和前序脉冲闪络对后续脉冲的显著影响,获得了XLPS材料在相应条件下真空沿面闪络的统计数据。在实验基础上,对XLPS材料在高重复频率多脉冲加载下的真空沿面闪络特性进行了分析,为高重复频率多脉冲加速器的绝缘设计提供了实验依据。 展开更多
关键词 高重复频率多脉冲 交联聚苯乙烯 真空沿面闪络
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温度对环氧树脂沿面闪络特性的影响研究 被引量：4
12
作者 吴延宇 张蕾 +4 位作者 黄猛 周秀 汤浩 覃林生 李秀芬 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期199-206,共8页
特高压穿墙套管的绝缘问题是特高压输电技术研究的重点,在实际的工况中,由于内部及外部环境的影响,穿墙套管时常处于室温以上的环境温度中,导致绝缘性能受到一定程度的影响。为了研究交流和直流电压下环氧树脂闪络电压随温度的变化规律... 特高压穿墙套管的绝缘问题是特高压输电技术研究的重点,在实际的工况中,由于内部及外部环境的影响,穿墙套管时常处于室温以上的环境温度中,导致绝缘性能受到一定程度的影响。为了研究交流和直流电压下环氧树脂闪络电压随温度的变化规律以及温度的影响机制,搭建了环氧树脂沿面闪络试验平台,测量在恒定气压的SF_(6)氛围中,环氧树脂在不同温度下的闪络电压,仿真分析了闪络电压的变化原因。结果表明:在25~70℃范围内,随着温度升高,环氧树脂的闪络电压出现先小幅下降后上升的现象,存在闪络电压的最小值。该现象是由气—固界面电场分布、SF_(6)气体临界场强和环氧树脂表面陷阱能级的共同作用导致。研究成果可以为特高压直流穿墙套管绝缘优化配置提供实验依据。 展开更多
关键词 穿墙套管 环氧树脂 沿面闪络 温度
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ZnO形貌及粒径对EP复合材料表面电荷传输及沿面闪络性能的影响 被引量：6
13
作者 尹国华 段祺君 +4 位作者 邵帅 夏国巍 李经纬 钟昱尧 谢庆 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第3期50-57,共8页
无机填料的形貌及粒径是影响环氧树脂(EP)复合材料沿面耐压性能的关键因素。本研究采用ZnO纳米纤维和不同粒径的颗粒状ZnO掺杂改性环氧树脂制备EP复合材料,并对复合材料进行了直流沿面闪络性能与电荷消散速率测试。结果表明:ZnO填料掺... 无机填料的形貌及粒径是影响环氧树脂(EP)复合材料沿面耐压性能的关键因素。本研究采用ZnO纳米纤维和不同粒径的颗粒状ZnO掺杂改性环氧树脂制备EP复合材料,并对复合材料进行了直流沿面闪络性能与电荷消散速率测试。结果表明:ZnO填料掺杂能有效提升EP复合材料的闪络电压,其中纤维状ZnO填料的提升效果要明显优于颗粒状ZnO填料,颗粒状ZnO/EP复合材料的闪络电压随填料粒径的减小呈现上升趋势。当ZnO纳米纤维的质量分数为15%时,EP复合材料的闪络电压相比纯EP提高了27.1%。构建了有限元仿真模型,计算结果表明纤维状ZnO使得EP内部电场非均匀系数提升,提高了复合材料的电流密度。 展开更多
关键词 环氧树脂 氧化锌 形貌粒径 沿面闪络 表面电荷
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CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体中柱式环氧树脂绝缘子沿面闪络特性 被引量：1
14
作者 苑伟光 高克利 +2 位作者 任书波 郑宇 章程 《高电压技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期5388-5396,共9页
CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体是一种潜在的SF6替代气体,但其沿面闪络特性目前仍有待研究。该文结合三氟甲基磺酰氟(CF_(3)SO_(2)F)已有研究成果,综合考虑液化温度、运行工况、应用成本等多方面因素,主要研究CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气... CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体是一种潜在的SF6替代气体,但其沿面闪络特性目前仍有待研究。该文结合三氟甲基磺酰氟(CF_(3)SO_(2)F)已有研究成果,综合考虑液化温度、运行工况、应用成本等多方面因素,主要研究CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体。通过搭建直流、工频、雷电冲击等不同电压形式下的沿面闪络实验平台,开展了均匀电场下混合气体中的沿面闪络特性研究,并与SF6进行了对比。通过研究发现:不同电压形式下的沿面闪络电压随气压升高而呈增长趋势。在直流电压下,0.8MPa下混合体积比为12%CF_(3)SO_(2)F/88%N_(2)的混合气体相对沿面绝缘强度为0.5MPa下SF6的90%以上;在工频交流电压和雷电冲击电压下,前者的相对沿面绝缘强度分别接近后者的70%和90%。此外,还对实验后样品表面形貌进行了对比分析,发现不同电压形式下,混合气体中实验后样品表面闪络痕迹的形状与颜色均存在差异,其中工频交流电压沿面闪络对样品表面的损伤最严重。该文结论可为CF_(3)SO_(2)F绝缘设备的绝缘设计提供参考。 展开更多
关键词 CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体 环氧树脂绝缘子 沿面闪络 SF6替代气体 均匀电场 雷电冲击 傅里叶变换红外光谱法
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电触发真空沿面闪络开关工作特性
15
作者 富英杰 董洛康 +4 位作者 秦沈熠 何孟兵 叶明天 王真 李正宏 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期19-24,共6页
电触发真空沿面闪络开关(VSFS)具有高导通速度、高绝缘恢复速度、体积小、结构简单等优点,适合于高电压、高功率转换的场合。导通速度和稳定性是VSFS输出性能的重要指标,其影响因素的研究决定了VSFS的优化方向。研究了结构、材料、触发... 电触发真空沿面闪络开关(VSFS)具有高导通速度、高绝缘恢复速度、体积小、结构简单等优点,适合于高电压、高功率转换的场合。导通速度和稳定性是VSFS输出性能的重要指标,其影响因素的研究决定了VSFS的优化方向。研究了结构、材料、触发极性对真空沿面闪络开关的输出性能影响。结果表明,体式结构相较于片式结构导通速度更快、更稳定。钛酸钡介质和氮化铝介质具有稳定的脉冲击穿电压,适合作为触发介质。石英的直流耐压高,适合作为主间隙介质。正触发方式下开关的输出指标要优于负触发。 展开更多
关键词 电触发真空沿面闪络开关 电极结构 介质材料 延迟时间 导通时间
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空气中激光触发沿面闪络的蒙特卡罗仿真 被引量：3
16
作者 潘如政 王珏 +4 位作者 严萍 孙广生 张东东 周媛 李敏堂 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期887-890,共4页
搭建了空气中脉冲电压下激光触发沿面闪络试验平台,在试验平台上进行了尼龙介质的激光触发沿面闪络特性试验,应用蒙特卡罗方法对尼龙在空气中激光触发沿面闪络过程进行仿真。建立了激光触发沿面闪络的蒙特卡罗仿真模型,对蒙特卡罗算法... 搭建了空气中脉冲电压下激光触发沿面闪络试验平台,在试验平台上进行了尼龙介质的激光触发沿面闪络特性试验,应用蒙特卡罗方法对尼龙在空气中激光触发沿面闪络过程进行仿真。建立了激光触发沿面闪络的蒙特卡罗仿真模型,对蒙特卡罗算法的实现过程进行了描述,得出激光能量密度不同时的闪络时延。仿真结果显示,随着激光能量密度的上升,激光触发沿面闪络时延下降,这表示激光能量密度增加,在介质表面上产生的电子数增多,使沿面闪络的时延减小,仿真结果与试验结果趋势一致,初步验证了空气中脉冲电压下激光触发沿面闪络机理。 展开更多
关键词 沿面闪络开关 沿面闪络 激光触发 蒙特卡罗 仿真
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铜微粒对环氧树脂直流沿面闪络特性的影响 被引量：7
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作者 邵千秋 孙魄韬 +3 位作者 司马文霞 许航 杨鸣 刘春香 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1651-1659,共9页
高压直流断路器的触头在频繁分合闸过程中会由于电弧烧蚀和机械磨损等原因而产生铜微粒,铜微粒会沉积在断路器断口环氧树脂表面,并显著降低其沿面绝缘性能。针对上述问题,搭建了试验平台,研究了直流电场下铜微粒粒径和位置对环氧树脂沿... 高压直流断路器的触头在频繁分合闸过程中会由于电弧烧蚀和机械磨损等原因而产生铜微粒,铜微粒会沉积在断路器断口环氧树脂表面,并显著降低其沿面绝缘性能。针对上述问题,搭建了试验平台,研究了直流电场下铜微粒粒径和位置对环氧树脂沿面闪络电压的影响规律;基于COMSOL Multiphysics建立了环氧树脂非平衡态等离子体沿面闪络模型,分析了铜微粒粒径和位置对沿面闪络电压的影响机制。研究结果表明：附着铜微粒会显著降低环氧树脂沿面闪络电压,铜微粒紧贴高压电极表面时,沿面闪络电压随铜微粒粒径的增加而下降;铜微粒位置亦会对环氧树脂沿面闪络电压产生影响,铜微粒与电极间距越小,沿面闪络电压下降就越明显;铜微粒粒径和位置的变化改变了初始放电发生过程和正负流注头部最大电场强度,进而改变了环氧树脂沿面闪络电压。上述研究结果可为解决高压直流断路器中铜微粒引起的沿面闪络问题提供参考。 展开更多
关键词 高压直流断路器 铜微粒 环氧树脂 沿面闪络电压 COMSOL MULTIPHYSICS 非平衡态等离子体沿面闪络模型
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真空中固体绝缘沿面闪络现象的研究进展 被引量：59
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作者 张冠军 赵文彬 +3 位作者 郑楠 于开坤 马新沛 严璋 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期30-35,共6页
针对长期以来高电场下复合绝缘系统的耐电性能受绝缘材料的沿面闪络现象所限制,严重制约了很多电气电子系统的整体性能的现状,迫切需要深入研究真空中绝缘子沿面闪络现象,为此,综述了国内外相关研究现状和进展,认为此现象是一种发生在... 针对长期以来高电场下复合绝缘系统的耐电性能受绝缘材料的沿面闪络现象所限制,严重制约了很多电气电子系统的整体性能的现状,迫切需要深入研究真空中绝缘子沿面闪络现象,为此,综述了国内外相关研究现状和进展,认为此现象是一种发生在高电场下的复杂界面(电极与材料的交界面)和表面(材料的表面)的物理现象。闪络过程在本质上反映出高电场下的电荷行为,由体内(材料的表层内)和体外(材料的表面及表面以上)2过程支配。需综合考虑绝缘材料的介电常数、电阻率、二次电子发射特性、表面陷阱分布等影响因素,进而提出表征和改善真空中沿面闪络特性的综合评价体系,最终达到认识新的物理现象并将之有效调控的目的。 展开更多
关键词 真空 固体绝缘材料 沿面闪络 电极接触 电荷注入 电输运
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直流电压分量对交直流叠加电压下油纸绝缘沿面闪络的影响 被引量：31
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作者 沙彦超 周远翔 +3 位作者 孙清华 黄猛 金福宝 黄建文 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1337-1343,共7页
为了更加深入地了解换流变压器中交直流叠加电压下油纸绝缘的沿面闪络问题,通过搭建直流电压分量可以任意调节的交直流叠加电源系统,研究了具有背面电极和不具有背面电极这2种结构下油纸绝缘的沿面闪络问题。试验结果表明:在复合电场下... 为了更加深入地了解换流变压器中交直流叠加电压下油纸绝缘的沿面闪络问题,通过搭建直流电压分量可以任意调节的交直流叠加电源系统,研究了具有背面电极和不具有背面电极这2种结构下油纸绝缘的沿面闪络问题。试验结果表明:在复合电场下,有背面电极时,沿面闪络电压比无背面电极时稍低;在2种结构下,沿面闪络电压均表现为纯交流电压时最低,随着直流电压分量的增加,沿面闪络电压也逐渐增加。此外为分析油纸绝缘界面的影响,还研究了相同电极结构下纯油的击穿电压。对比分析纯油的击穿电压和油纸绝缘的沿面闪络电压后发现:直流电压分量较低时,油纸绝缘界面的存在降低了该结构的击穿电压;而直流电压分量较高时,油纸绝缘界面的存在反而稍微提高了该结构的击穿电压。最后从复合电场分布的特点出发,分析了不同直流电压分量下油纸绝缘的沿面闪络过程。分析后认为:直流电压分量较小时,电极附近电场强度较高,导致油易于电离并产生大量载流子,从而促进了油纸沿面闪络的发展;而随着直流电压分量的变大,电场分布将变得不同,其沿面闪络电压升高;同时,上述电场分布的特点也是造成直流电压分量较低时沿面闪络电压低于纯油击穿电压的原因。 展开更多
关键词 油纸绝缘 沿面闪络 交直流叠加电压 油纸绝缘界面 介电常数 电导率 电场分布
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空间电荷对油纸绝缘击穿和沿面闪络的影响 被引量：34
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作者 周远翔 孙清华 +5 位作者 李光范 王云杉 姜鑫鑫 仇宇舟 李金忠 王宁华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期27-33,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 换流变压器 油纸绝缘 体击穿 沿面闪络 空间电荷
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