极性反转条件下XLPE空间电荷与电场分布特性研究

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作者 鲍国栋 宋柯 +2 位作者 钱定冬 金煜知 王伟 《高压电器》 北大核心 2025年第8期146-154,共9页

基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统中的交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘在实际工况下不仅长期承受内高外低的温度梯度作用,还要面临潮流反转调整,承受极性反转电场,严重影响着XLPE绝缘性能。为此,基于双极性电荷输运模型仿真研... 基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统中的交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘在实际工况下不仅长期承受内高外低的温度梯度作用,还要面临潮流反转调整,承受极性反转电场,严重影响着XLPE绝缘性能。为此,基于双极性电荷输运模型仿真研究了温度梯度和极性反转条件对XLPE中空间电荷动态特性及电场畸变的影响。结果表明:温度梯度增大,高温侧附近同极性电荷增多,这部分残留电荷在电压反转后表现为异极性电荷,增强了此处场强;常温下电压极性反转越快,残留电荷越多,反转后最大电场越高,而温度梯度下极性反转越快,反转前残留电荷被中和越多,反转后最大电场越低;外施电压越高,高温侧附近残留电荷越多,反转后最大电场越高。 展开更多

关键词 温度梯度 极性反转 交联聚乙烯 空间电荷 电场畸变 数值分析

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换流变压器电热耦合数值计算方法综述 被引量：1

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作者 李清泉 朱然 +5 位作者 李姝奇 任富强 康朝阳 刘洪顺 李泽 孙优良 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4734-4748,共15页

换流变压器故障率显著高于普通电力变压器,电磁、流-热多物理场耦合下绝缘老化是影响其安全可靠运行的首要原因。聚焦于换流变压器电磁场与温度场,研究了面向换流变压器复杂结构的电磁、流-热多物理场耦合机制,对当前换流变压器在交直... 换流变压器故障率显著高于普通电力变压器,电磁、流-热多物理场耦合下绝缘老化是影响其安全可靠运行的首要原因。聚焦于换流变压器电磁场与温度场,研究了面向换流变压器复杂结构的电磁、流-热多物理场耦合机制,对当前换流变压器在交直流复合电压与极性反转电压下的电场数值计算,计及离子迁移模型的电场数值计算,考虑非正弦电流的磁场及损耗数值计算,考虑流-热耦合和电磁-流-热耦合的温度场数值计算等方法进行归纳总结,展望了多物理场耦合的研究趋势,指出空间和界面电荷对于换流变压器油纸绝缘体系电场分布的影响,温度场对绝缘材料性能参数的影响,温度场与流场更全面的耦合与损耗计算是未来研究的重点方向。这些研究成果的总结可为实现各物理场分布的精确量化,进而对换流变压器的前期设计优化和后期高效运维提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 换流变压器 多物理场耦合 绝缘 交直流复合 极性反转

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换流变压器极性反转非线性电场分析 被引量：19

3

作者 刘刚 李琳 +3 位作者 李文平 李博 孙优良 李金忠 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期451-456,共6页

换流变压器绝缘材料电导率受电场强度、温度和压力等因素影响,即呈现非线性特性。为了考查非线性对换流变压器极性反转电场分布的影响,针对电导率对电场强度的非线性,对绝缘纸板和油的电导率非线性特性进行了数值拟合,并用于分析1台... 换流变压器绝缘材料电导率受电场强度、温度和压力等因素影响,即呈现非线性特性。为了考查非线性对换流变压器极性反转电场分布的影响,针对电导率对电场强度的非线性,对绝缘纸板和油的电导率非线性特性进行了数值拟合,并用于分析1台±500kV换流变压器的非线性极性反转电场。线性和非线性媒质条件下的计算结果表明,考虑1min极性反转的过程时,线性媒质中反转完成时刻的油中最大电场强度值同瞬间完成极性反转的数值结果几乎相同,而非线性条件下反转完成时刻的油中最大电场强度值要比瞬间完成极性反转的数值结果小50%。针对这一现象,进一步对非线性条件下空间电荷加速重新分布的过程进行了分析。 展开更多

关键词 换流变压器 极性反转 非线性 电场强度 空间电荷 有限元

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油纸绝缘介质的空间电荷积聚与消散特性 被引量：47

4

作者 王云杉 周远翔 +6 位作者 李光范 王宁华 刘瑛岩 孙清华 李博 李鹏 程焕超 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期873-877,共5页

油纸材料的绝缘问题在换流变压器、直流套管、直流电缆等高压大型直流设备大量应用的情况下显得十分突出。为探讨高压直流设备绝缘的最主要问题—空间电荷效应,应用电声脉冲法(PEA)对油纸绝缘材料的空间电荷特性进行了研究。有关外加场... 油纸材料的绝缘问题在换流变压器、直流套管、直流电缆等高压大型直流设备大量应用的情况下显得十分突出。为探讨高压直流设备绝缘的最主要问题—空间电荷效应,应用电声脉冲法(PEA)对油纸绝缘材料的空间电荷特性进行了研究。有关外加场强对油纸材料中空间电荷积聚情况的影响和在较高场强下油纸材料的击穿破坏与空间电荷关系的研究结果表明:①低场强下油纸材料中空间电荷以电离产生为主;而在较高场强下,先后在阴极和阳极产生了同极性载流子注入。②相对于聚乙烯而言,由于油纸材料的电导率较大,材料内的空间电荷在外加电场撤去后很快消散。③空间电荷的注入和运动会导致油纸材料的劣化和破坏。油纸材料中的空间电荷快速消散现象有利于直流设备在极性反转条件下的运行,为阐释油纸绝缘良好的长期性能提供了有重要意义的试验依据。 展开更多

关键词 空间电荷 油纸绝缘 PEA 场强畸变 劣化 极性反转

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变压器油纸绝缘系统中的空间电荷现象 被引量：33

5

作者 周远翔 田冀焕 +1 位作者 王云杉 孙清华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期520-527,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 变压器 空间电荷 油纸绝缘 电场计算 复合电场 极性反转

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温度梯度对直流电压极性反转过程中瞬态电场的影响 被引量：32

6

作者 陈曦 王霞 +4 位作者 王增彬 吕泽鹏 吴锴 彭宗仁 成永红 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1222-1227,共6页

高压电缆运行中由于导体发热而引起绝缘由内到外形成温度梯度。直流电压下温度梯度的存在必然会影响电荷的注入和迁移、加剧了位于绝缘层外表面的电荷积聚和场强畸变,降低绝缘击穿强度,也造成了电缆在断电或电压极性反转时的早期破坏。... 高压电缆运行中由于导体发热而引起绝缘由内到外形成温度梯度。直流电压下温度梯度的存在必然会影响电荷的注入和迁移、加剧了位于绝缘层外表面的电荷积聚和场强畸变,降低绝缘击穿强度,也造成了电缆在断电或电压极性反转时的早期破坏。为此,基于电声脉冲(PEA)法,测量了聚乙烯板状试样在不同温度梯度场、50kV/mm直流电场协同作用下加压和极性反转过程中的空间电荷分布和最大瞬态场强。结果表明:温度梯度场-直流电场协同作用下,最大稳态电场出现在试样低温侧;而温度梯度场-电压极性反转协同作用下,最大瞬态电场却出现在高温侧。 展开更多

关键词 温度梯度 瞬态场强 极性反转 聚乙烯 电声脉冲 空间电荷

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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

7

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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换流变压器阀侧绝缘电场特性研究 被引量：44

8

作者 李季 罗隆福 +2 位作者 许加柱 李勇 姚远 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期121-124,共4页

采用Matlab软件仿真分析换流变压器阀侧绕组端部电场的励磁电压类别后建立了电容系数和电导率复合介质电场的数学模型,并对其复合绝缘结构建模,用有限元分析法分析计算各种励磁电压作用下的电场分布,得出了换流变压器阀侧绕组端部电场... 采用Matlab软件仿真分析换流变压器阀侧绕组端部电场的励磁电压类别后建立了电容系数和电导率复合介质电场的数学模型,并对其复合绝缘结构建模,用有限元分析法分析计算各种励磁电压作用下的电场分布,得出了换流变压器阀侧绕组端部电场的复杂特性,为换流变压器阀侧绕组端部的安全绝缘设计提供了科学依据。 展开更多

关键词 换流变压器 励磁电压 有限元法 油纸复合绝缘 极性反转

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极性反转时换流变压器绝缘电场特性研究 被引量：23

9

作者 吕晓德 陈敦利 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期67-68,72,共3页

本文基于界面空间电荷的观点，分析了极性反转时换流变压器绝缘电场的过渡过程和分布特征，并通过算例说明了多介质绝缘中极性反转电场的特殊性。

关键词 换流变压器 极性反转 绝缘电场 试验

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换流变压器极性反转试验的数值模拟 被引量：23

10

作者 李琳 纪锋 +2 位作者 李文平 孙优良 刘刚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第18期107-112,共6页

换流变压器绝缘结构中的油浸纸、纸板的电导率呈各向异性、非线性特性。从利用罚函数法获得的有限元状态方程出发,应用龙格库塔法对状态方程进行求解,计算了一个实际换流变压器模型在极性反转试验电压下绝缘结构中瞬态电场的变化。计算... 换流变压器绝缘结构中的油浸纸、纸板的电导率呈各向异性、非线性特性。从利用罚函数法获得的有限元状态方程出发,应用龙格库塔法对状态方程进行求解,计算了一个实际换流变压器模型在极性反转试验电压下绝缘结构中瞬态电场的变化。计算结果表明,各向异性非线性媒质中的电场分布与各向同性线形媒质中的电场分布有很大不同。为了准确的进行换流变压器绝缘结构设计,需要考虑媒质的各向异性非线性特性。 展开更多

关键词 换流变压器 各向异性 非线性 有限元 龙格库塔法 极性反转试验

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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

11

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 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第15期76-79,共4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。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... 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。 展开更多

关键词 体击穿 换流变压器 沿面闪络 油纸绝缘 空间电荷

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极性反转电压下硅橡胶电树枝起始的温度特性 被引量：10

12

作者 程子霞 刘杰 +3 位作者 张云霄 周远翔 张灵 沙彦超 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期470-477,共8页

为探索高压直流(HVDC)电缆附件材料硅橡胶(SIR)在极性反转电压下电树枝起始的温度特性,在不同温度(30～120℃)下开展了极性反转电压工况的电树枝老化试验,并结合空间电荷测试分析了电树枝起始的温度特性。研究结果表明:极性反转电压下... 为探索高压直流(HVDC)电缆附件材料硅橡胶(SIR)在极性反转电压下电树枝起始的温度特性,在不同温度(30～120℃)下开展了极性反转电压工况的电树枝老化试验,并结合空间电荷测试分析了电树枝起始的温度特性。研究结果表明:极性反转电压下电树枝的起始存在明显的极性效应,预压负电压后更容易引发电树枝;在30、60、90、120℃温度下,起树电压分别为19.7、18.8、17.2、16.2kV,相比于30℃温度下的情况,120℃温度下的起树电压下降了17.8%。值得注意的是,随着温度的上升,击穿现象更为明显。分析认为,一方面随着温度的升高,预压电压时针尖处的同极性空间电荷积聚更为明显,而反转后这些电荷成为异极性电荷,增加了针尖处的电场强度;另一方面,温度使得硅橡胶材料分子的热运动增强,聚合物局部链段的松弛性降低,进而导致起树电压下降。极性反转电压和温度严重影响了硅橡胶的电树枝起始特性,需要在工程实际应用中加以重视。 展开更多

关键词 高压直流电缆 硅橡胶 极性反转 温度 电树枝 空间电荷

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极性反转电压下油纸复合绝缘的特性 被引量：28

13

作者 王永红 魏新劳 陈庆国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第19期161-168,200,共8页

换流变压器油纸绝缘在极性反转电压试验时经常出现故障。为查找故障原因,利用RC模型分析了油纸复合绝缘的极性反转特性,设计了三电极试验模型和极性反转电压试验装置,在不同反转方式下对油纸复合绝缘平均电流和击穿电压特性进行了试验... 换流变压器油纸绝缘在极性反转电压试验时经常出现故障。为查找故障原因,利用RC模型分析了油纸复合绝缘的极性反转特性,设计了三电极试验模型和极性反转电压试验装置,在不同反转方式下对油纸复合绝缘平均电流和击穿电压特性进行了试验研究。试验结果与解析结果的对比表明:剩余电流与施加电压成线性比例关系;吸收电流初始值随施加电压升高成指数规律增长,衰减函数是以时间的幂函数为变量的指数函数,这些与RC模型确定的规律不同;击穿电压随极性反转速度增加明显下降;集聚的电荷量也随施加电压升高成指数规律增长。由以上结果可知:吸收电流变化规律的差异起因于空间电荷形成的内电场强度与极性的变化,极性反转引起油纸复合绝缘容易击穿的原因是浸油纸板中电场的快速增加。 展开更多

关键词 换流变压器 极性反转 油纸复合绝缘 平均电流 击穿

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基于节点电荷电位有限元法的油纸绝缘结构极性反转电场分析 被引量：9

14

作者 刘刚 李琳 +4 位作者 纪锋 李文平 李博 孙优良 李金忠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第25期132-138,共7页

基于电荷–电位有限元法分析换流变压器的油纸绝缘结构极性反转电场,该方法可以直接得到节点电位和节点电荷。对各个时刻节点电荷进行处理,提出得到电荷密度的方法。通过提取一类边界上的节点面电荷密度,可以准确地计算出第一类边界上... 基于电荷–电位有限元法分析换流变压器的油纸绝缘结构极性反转电场,该方法可以直接得到节点电位和节点电荷。对各个时刻节点电荷进行处理,提出得到电荷密度的方法。通过提取一类边界上的节点面电荷密度,可以准确地计算出第一类边界上的法向电场强度,从而可以更好地指导绝缘强度设计。通过一个有解析解的双层有损同轴绝缘结构模型,验证了方法的有效性。最后,分析了一个换流变压器阀侧绕组典型绝缘结构的极性反转电场变化过程。 展开更多

关键词 有限元 边电荷密度 法向电场强度 油纸绝缘 换流变压器 极性反转

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混合电场作用下换流变压器阀侧绕组电场分析 被引量：62

15

作者 陈庆国 张杰 +1 位作者 高源 魏新劳 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期484-488,共5页

为了计算换流变压器阀侧绕组端部电场分布,建立了油纸复合绝缘结构的电路模型。并在分析阀侧绕组励磁电压类型的基础上,利用有限元分析法计算了在交流、直流、交直流叠加和极性反转电压作用下的电场分布,总结了电场分布规律。结果表明,... 为了计算换流变压器阀侧绕组端部电场分布,建立了油纸复合绝缘结构的电路模型。并在分析阀侧绕组励磁电压类型的基础上,利用有限元分析法计算了在交流、直流、交直流叠加和极性反转电压作用下的电场分布,总结了电场分布规律。结果表明,换流变压器阀侧绕组电场分布既有其规律性又有其复杂性,在直流电场作用下的阻性电场分布将导致纸板中的电场集中;而交流电场作用下的容性电场分布将导致变压器油中的电场集中;在极性反转过程中由于空间电荷的存在,油中承担了较高的电压。该分析结果可为换流变压器阀侧绕组端部的绝缘设计提供依据。 展开更多

关键词 换流变压器 混合电场 阀侧绕组 油纸复合绝缘 有限元 极性反转

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油–纸绝缘结构瞬态电场计算的状态空间有限元法 被引量：22

16

作者 李琳 纪锋 刘刚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第36期111-116,共6页

针对换流变压器油–纸绝缘结构中瞬态电场的计算问题,利用罚函数法整合有限元边界条件,建立了完整的以节点电位为变量的状态方程。采用状态空间法对方程进行求解,将方程的输入项进行级数展开,由方程积分形式的解析解得到具有较高精度的... 针对换流变压器油–纸绝缘结构中瞬态电场的计算问题,利用罚函数法整合有限元边界条件,建立了完整的以节点电位为变量的状态方程。采用状态空间法对方程进行求解,将方程的输入项进行级数展开,由方程积分形式的解析解得到具有较高精度的数值解。同时为模拟边界电位的阶跃变化,在级数中引入了冲激函数。通过1个有解析解的简单模型,验证了所述计算方法的有效性和计算精度。该方法既可用于求解换流变压器油–纸绝缘结构中的极性反转瞬态电场计算问题,还可用于求解热扩散问题以及其他可用抛物型偏微分方程描述的瞬态物理过程计算问题。 展开更多

关键词 状态空间 有限元 罚函数法 瞬态电场 油–纸绝缘 换流变压器 极性反转

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换流变压器下新型纤维素绝缘纸特性综述 被引量：45

17

作者 廖瑞金 王季宇 +2 位作者 袁媛 高飞 李剑 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期1-15,共15页

换流变压器是高压直流输电网络的关键设备之一,其阀侧主绝缘由于运行工况电场情况复杂通常具有较高的故障率。虽然通过在线监测及故障诊断技术手段可以提高绝缘可靠性,但若考虑到停电维修所带来维修和输电损失成本,高压直流输电网络运... 换流变压器是高压直流输电网络的关键设备之一,其阀侧主绝缘由于运行工况电场情况复杂通常具有较高的故障率。虽然通过在线监测及故障诊断技术手段可以提高绝缘可靠性,但若考虑到停电维修所带来维修和输电损失成本,高压直流输电网络运行有效性和经济性并不能得到有效保证。油纸绝缘作为换流变压器阀侧的主要绝缘形式,其绝缘可靠性与换流变压器安全运行紧密相关。其中在阀侧处构成固体绝缘的绝缘纸不仅长期受到热应力作用造成绝缘劣化,同时还承受交直流叠加和极性反转等复杂电场作用,容易积聚空间电荷、承受更多的直流场强分量,并且其在劣化后引起的性能下降是不可逆转的,因此绝缘纸的性能是决定换流变压器运行可靠性的重要因素。为了保障换流变压器安全可靠运行,结合国内外文献及课题组相关研究成果,旨在从提升纤维素绝缘纸的抗热老化性能、耐绝缘击穿特性以及空间电荷分布特性三大方面阐述当前采用改性技术提升绝缘纸性能的研究现状,分析各改性方法的利弊,探究经济可行的纤维素绝缘纸改性方法,从本质上提升换流变压器运行可靠性。 展开更多

关键词 换流变压器 纤维素绝缘纸 抗热老化性能 耐击穿特性 空间电荷分布特性

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极性反转电压下油纸绝缘系统中电场分布 被引量：14

18

作者 魏新劳 聂洪岩 +1 位作者 陈庆国 王永红 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期27-30,共4页

针对极性反转电压下油纸绝缘系统电场分布特点,分析油纸绝缘界面空间电荷积聚条件。建立油纸复合绝缘结构模型,利用有限元分析法计算不同参数极性反转电压下的电场分布。结果表明:在油纸绝缘系统中,如果油和纸的电容率之比与电导率之比... 针对极性反转电压下油纸绝缘系统电场分布特点,分析油纸绝缘界面空间电荷积聚条件。建立油纸复合绝缘结构模型,利用有限元分析法计算不同参数极性反转电压下的电场分布。结果表明:在油纸绝缘系统中,如果油和纸的电容率之比与电导率之比相等,则在反转后瞬间就进入稳态,电场没有发生畸变;如果油和纸的电容率之比与电导率之比不相等,则在反转后瞬间,等位线的形状发生严重的扭曲和回环,并且用中的等位线突然变密,电场发生了严重的畸变,油中场强骤然增大。这是由于在油、纸交界面上存在界面空间电荷,且分布情况复杂。 展开更多

关键词 油纸绝缘 电场分析 有限元法 极性反转 空间电荷

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极性反转电压下油纸复合绝缘击穿机理初步探讨 被引量：8

19

作者 王永红 高自伟 +3 位作者 朱学成 聂洪岩 池明赫 陈庆国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第21期5656-5666,共11页

为解决换流变压器阀侧主绝缘所面临的击穿问题,探讨了极性反转电压下油纸复合绝缘的击穿机理。利用平板电极模型,在极性反转、台阶升压直流和缓慢升压直流3种电压类型下,对油隙、浸油纸板和油纸复合绝缘3种样品进行了击穿电压试验研究... 为解决换流变压器阀侧主绝缘所面临的击穿问题,探讨了极性反转电压下油纸复合绝缘的击穿机理。利用平板电极模型,在极性反转、台阶升压直流和缓慢升压直流3种电压类型下,对油隙、浸油纸板和油纸复合绝缘3种样品进行了击穿电压试验研究。测量了极性反转电压下流过3种样品的电流,在此基础上确定了油纸复合绝缘的等值电路,建立了电压方程并进行了电压分布数值解析。研究结果表明,油隙击穿电压随电压施加时间增加明显下降,浸油纸板击穿电压基本不随电压施加时间变化。油隙样品不在极性反转过程击穿。浸油纸板和油纸复合绝缘样品全部在极性反转过程击穿,极性反转造成击穿电压下降。由绝缘电流核算的变压器油的绝缘电阻非线性,它随施加电场强度升高而下降,暂态时还随电场施加时间增加而下降。由剩余电流核算的浸油纸板的绝缘电阻符合欧姆定律。在极性反转过程,受变压器油绝缘电阻非线性影响,油纸复合绝缘中油隙分布电压会快速反转后持续较高的水平,这一计算值与变压器油击穿电压试验结果相吻合。 展开更多

关键词 换流变压器 极性反转 油纸复合绝缘 击穿机理

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极性反转下低密度聚乙烯空间电荷动态特性的数值模拟 被引量：9

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作者 郑跃胜 钟小燕 +1 位作者 缪希仁 何金良 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期385-390,共6页

直流电缆在运行时如果电压极性发生反转,会使得外加电场与累积空间电荷所产生的电场叠加而增强,可能引起局部放电或介质击穿。目前的实验测量方法无法揭示极性反转过程中空间电荷和电场的瞬态变化,尤其是微观粒子之间的相互作用过程。... 直流电缆在运行时如果电压极性发生反转,会使得外加电场与累积空间电荷所产生的电场叠加而增强,可能引起局部放电或介质击穿。目前的实验测量方法无法揭示极性反转过程中空间电荷和电场的瞬态变化,尤其是微观粒子之间的相互作用过程。为了深入研究高压直流电缆在极性反转下的内绝缘机理,利用双极电荷传输模型对低密度聚乙烯(LDPE)的空间电荷动态特性进行了数值模拟,并通过仿真研究了多次极性反转下LDPE空间电荷和电场的瞬态分布。结果表明:极性反转时表面电场大大增强,并具有一定的极性效应,在由阳极转变为阴极时更加显著;极性反转前陷阱电荷密度远大于自由电荷密度,极性反转时电极表面电场的增强主要是由电极附近的陷阱电荷所决定。研究成果可为高压直流电缆的绝缘设计提供参考,也可以为聚合物材料空间电荷的动态仿真提供借鉴。 展开更多

关键词 低密度聚乙烯 直流电缆 空间电荷 极性反转 电场 有限元分析

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