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GIS固体绝缘不同类型气隙缺陷的放电特征

高电压技术 2021年第6期47卷 2073-2083页

作者：何宁辉李秀广周秀赵晨昊丁培马飞越国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750011 国网天津市电力公司电缆分公司天津300171

局部放电模式识别准确性与放电样本完备性密切相关。考虑到现有的气隙缺陷样本库大多在实验室中由单一缺陷的放电模型获得,难以应对现场复杂多变的情况,导致对气隙缺陷的诊断识别在现场应用效果不佳。为此综合考虑气隙的成因、特点、形... 详细信息

局部放电模式识别准确性与放电样本完备性密切相关。考虑到现有的气隙缺陷样本库大多在实验室中由单一缺陷的放电模型获得,难以应对现场复杂多变的情况,导致对气隙缺陷的诊断识别在现场应用效果不佳。为此综合考虑气隙的成因、特点、形状等因素,设计了3种单气隙缺陷和3种多气泡缺陷,采用特高频检测技术对不同类型的气隙缺陷放电的典型图谱及放电幅值、相位、时间间隔等特征进行了研究。研究结果表明:不同类型的气隙缺陷的放电特性存在差异;形状尺寸等因素对放电特性的影响均可以反映在特征图谱上,不同形状的单气隙缺陷在放电相位幅值等特征上有明显差异,不同数量、不同尺寸的多气泡缺陷的放电产生的图谱也不相同;将考虑多种因素后气隙缺陷的放电特征进行完善并纳入缺陷放电样本库,有利于局部放电模式识别后续的发展。

关键词： GIS 绝缘气隙缺陷特高频放电特性

基于多元非线性回归模型的220kV电缆油终端缺陷场强预测

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智慧电力 2023年第8期51卷 96-103页

作者：纪晓妍方春华游海鑫三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443022

电缆油终端在施工时留下的主绝缘划伤缺陷将引起场强畸变,进而导致局部放电,引发绝缘故障。建立220 kV电缆终端主绝缘划伤模型,进行网格划分提高计算精度,利用COMSOL Multiphysics仿真软件研究不同缺陷长度、深度以及位置的电场分布,提... 详细信息

电缆油终端在施工时留下的主绝缘划伤缺陷将引起场强畸变,进而导致局部放电,引发绝缘故障。建立220 kV电缆终端主绝缘划伤模型,进行网格划分提高计算精度,利用COMSOL Multiphysics仿真软件研究不同缺陷长度、深度以及位置的电场分布,提出一种基于多元非线性回归模型的终端缺陷场强预测方法。结果表明:缺陷处场强最大值随长度增大而增大、随深度增大而减小,缺陷位于应力锥根部时场强最大。距应力锥根部20 mm,缺陷长度和深度各为2 mm和1 mm时,缺陷处场强最大值为14.5 MV/m。经回归分析预测,所提方法误差均在5%以内,为故障分析提供一种新的思路。

关键词：电缆油终端气隙缺陷电场多元非线性回归

±320 kV直流电缆终端界面气隙缺陷的直流局放试验电压确定方法

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绝缘材料 2023年第3期56卷 61-69页

作者：赵洋魏思芸马宪伟程养春夏荣国网北京电力公司电缆分公司北京100027 华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206 中国电力科学研究院有限公司北京100092

局部放电试验作为交流系统中缺陷检测的有效手段得到了广泛使用,但是直流电缆的直流局放检测试验方法还处于初级阶段。为了确定直流局部放电检测的现场试验电压,本文研究了直流试验电压幅值与±320 kV电缆预制式终端气隙缺陷检出率之间... 详细信息

局部放电试验作为交流系统中缺陷检测的有效手段得到了广泛使用,但是直流电缆的直流局放检测试验方法还处于初级阶段。为了确定直流局部放电检测的现场试验电压,本文研究了直流试验电压幅值与±320 kV电缆预制式终端气隙缺陷检出率之间的关系。将±320 kV电缆预制式终端复合界面上的气隙缺陷作为研究对象,通过多物理场仿真计算气隙缺陷内的最大电场强度,以电场强度超过阈值来判断该缺陷是否可能发生局部放电;基于概率统计分析,建立了考虑电缆运行温度和气隙位置等随机因素条件下电缆接头的局部放电概率密度函数,给出了缺陷检出率与环境温度和直流试验电压的函数关系式。结果表明:电缆界面的气隙缺陷检出率与环境温度和直流局放试验电压的函数关系式符合4次方幂函数关系式,且检出率水平随环境温度的升高而升高;若直流试验电压取1.85U0,20℃时的检出率为99.25%,30℃时的检出率可达99.85%。据此函数关系式可以确定直流试验电压幅值。

关键词：直流电缆电缆终端气隙缺陷局部放电试验电压检出率

振荡操作冲击电压下绝缘子气隙缺陷局部放电特性研究

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电工技术学报 2019年第14期34卷 3074-3083页

作者：张崇兴任明周洁睿董明阙波电力设备电气绝缘国家重点实验室西安交通大学西安710049 国网浙江省电力公司杭州310007

通过搭建操作冲击电压下局部放电现场检测回路,试验探索振荡操作冲击电压下绝缘子气隙缺陷局部放电行为和产生机制,并对振荡操作冲击下局部放电脉冲序列特性进行建模与仿真研究。试验结果表明,振荡操作冲击电压下的局部放电脉冲随外施... 详细信息

通过搭建操作冲击电压下局部放电现场检测回路,试验探索振荡操作冲击电压下绝缘子气隙缺陷局部放电行为和产生机制,并对振荡操作冲击下局部放电脉冲序列特性进行建模与仿真研究。试验结果表明,振荡操作冲击电压下的局部放电脉冲随外施电压的上升呈现阶段性特征;放电起始和熄灭场强均随着气隙半径的增加而减小;相同半径的气隙在振荡冲击电压下的放电起始场强较工频交流电压下更大;操作冲击下的放电脉冲数和放电量随着外施峰值场强的提高呈现急剧上升趋势。此外,建立考虑电荷记忆效应和蒙特卡洛随机过程的局部放电模型,并通过仿真较好地解释和描述了首次放电时延结果及脉冲统计分布的试验结果。

关键词：振荡操作冲击电压局部放电气体绝缘开关设备气隙缺陷 SF6

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水分在环氧树脂复合绝缘子护套中的渗透特性

高电压技术 2019年第1期45卷 173-180页

作者：王黎明聂章翔赵晨龙周军耿卫斌清华大学深圳研究生院深圳518055 中国电力科学研究院有限公司北京100192 河北新华高压电器有限公司任丘062550

水分是导致芯棒老化甚至断裂的重要因素。水分可在护套中渗透并进入芯棒,因而护套减弱水分在其中渗透过程的性能与复合绝缘子的耐老化性能密切相关。采用脂环族环氧树脂制成复合绝缘子护套,以提高护套减弱水分渗透的性能。为比较环氧树... 详细信息

水分是导致芯棒老化甚至断裂的重要因素。水分可在护套中渗透并进入芯棒,因而护套减弱水分在其中渗透过程的性能与复合绝缘子的耐老化性能密切相关。采用脂环族环氧树脂制成复合绝缘子护套,以提高护套减弱水分渗透的性能。为比较环氧树脂与传统硅橡胶材料减弱水分渗透的性能,采用称重法获得了两种材料吸湿时的质量变化,通过渗水试验测量了水分在两种材料中的渗透速率。在试验基础上,对芯棒和护套间界面存在气隙时水分渗透过护套的过程建立了模型。试验和模型结果表明:水分在这两种材料中的扩散均满足朗缪尔扩散模型;环境温度为25℃时,3～5mm厚环氧树脂护套的渗水速率为同样厚度的硅橡胶护套的4%～6%;Langmuir模型中参数α、β的比值α/β与护套材料减弱水分渗透的性能呈现正相关,环氧树脂护α/β的值为2.8左右,硅橡胶护套α/β的值为1.0左右;采用环氧树脂护套可以延长芯棒和护套界面气隙内水分质量浓度到达饱和的时间。因此,与传统硅橡胶护套相比,环氧树脂护套可以更好地减弱水分在其中的渗透。

关键词：脂环族环氧树脂硅橡胶水分渗透 Langmuir模型气隙缺陷

双指数和振荡操作冲击电压下SF6气隙缺陷局部放电行为分析

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高电压技术 2019年第12期45卷 3970-3977页

作者：周洁睿任明黄文广董明阙波何文林西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 国网浙江电力科学研究院杭州300014 国网浙江省电力公司杭州310007

为深入探索标准操作冲击及振荡操作冲击激励下绝缘内部气隙局部放电行为和产生机制,采用标准操作冲击(SI)和振荡操作冲击(OSI)作为激励源,对环氧树脂内部气隙缺陷的局部放电行为进行了试验研究,并在此基础上对冲击电压下的放电时延进行... 详细信息

为深入探索标准操作冲击及振荡操作冲击激励下绝缘内部气隙局部放电行为和产生机制,采用标准操作冲击(SI)和振荡操作冲击(OSI)作为激励源,对环氧树脂内部气隙缺陷的局部放电行为进行了试验研究,并在此基础上对冲击电压下的放电时延进行了统计与理论分析。试验研究发现:2种操作冲击电压下放电电流脉冲随施加电压的上升而呈现不同阶段特征;首次放电对后续放电的放电频率、幅值和分布等特征有显著的影响;将施加电场变化过程的影响引入放电时延理论计算中,对所得到的伏秒特性(U-t)曲线与试验统计分布进行比较,结果表明70%的统计结果分布在理论曲线的附近,解释了操作冲击激励下气隙放电行为的一般性规律。

关键词：局部放电气隙缺陷 GIS SF6 操作冲击电压首次放电

异型波电压下气隙缺陷的局部放电检测方法设计

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电网与清洁能源 2022年第1期38卷 7-13页

作者：陈长江曹雯宋倩文申巍乌江西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710054

设计了三种异型波,将其应用于含气隙缺陷的交联聚乙烯绝缘材料局部放电检测试验中,旨在探索一种便捷、无损、准确、可靠的针对气隙缺陷进行局部放电检测的方法。首先,制作了含气隙缺陷的绝缘试样模型,在工频交流电压下对气隙缺陷试样进... 详细信息

设计了三种异型波,将其应用于含气隙缺陷的交联聚乙烯绝缘材料局部放电检测试验中,旨在探索一种便捷、无损、准确、可靠的针对气隙缺陷进行局部放电检测的方法。首先,制作了含气隙缺陷的绝缘试样模型,在工频交流电压下对气隙缺陷试样进行局部放电试验;其次,设计并制作了三种异型波,利用所设计的异型波对相同的试样进行局部放电试验;最后,对比分析了在工频交流电压及三种异型波电压下的局部放电试验结果。研究结果表明:不对称振荡波为检测含气隙缺陷绝缘试样的最佳异型波;异型波电压与交流电压下的放电等效性较好,最佳异型波电压下的局部放电起始放电电压更小、放电量更大、放电次数更多、相位分布更广。综上,异型波电压可用于提高局部放电检测的准确性,在去噪与无损检测等方面具有一定的优势。

关键词：交联聚乙烯绝缘材料局部放电异型波电压气隙缺陷去噪

-40℃条件下EPR电缆终端气隙放电发展特性

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高电压技术 2020年第10期46卷 3605-3614页

作者：白龙雷周利军曹伟东车雨轩邢立勐李丽妮西南交通大学电气工程学院成都611756

随着高速铁路快速发展,乙丙橡胶(ethylene propylene rubber,EPR)电缆终端在高铁列车中的应用越来越广泛,高寒环境下乙丙橡胶电缆终端因气隙缺陷导致的局部放电甚至击穿故障频发。为研究高寒地区电缆终端气隙缺陷的放电特征,以含气隙缺... 详细信息

随着高速铁路快速发展,乙丙橡胶(ethylene propylene rubber,EPR)电缆终端在高铁列车中的应用越来越广泛,高寒环境下乙丙橡胶电缆终端因气隙缺陷导致的局部放电甚至击穿故障频发。为研究高寒地区电缆终端气隙缺陷的放电特征,以含气隙缺陷的EPR电缆终端为试验样品,搭建了模拟高寒地区环境条件的低温局部放电测试系统,对比研究了-40℃和20℃下电缆终端局部放电发展特性和绝缘击穿过程。研究结果表明:与20℃下相比,-40℃下的起始电压和熄灭电压分别降低31%和28%,正负半周均有明显放电脉冲出现;20℃条件下,放电则以气隙内部放电为主,而-40℃下除气隙内部放电外,绝缘表面有明显沿面放电痕迹;-40℃下局部放电的发展过程与放电相位分布、谱图不对称度等参量密切相关,对其进行研究可进一步揭示终端局部放电发展和演变规律,并为判断终端气隙缺陷严重程度提供依据。

关键词：电缆终端局部放电气隙缺陷发展过程相位谱图

一起特高压GIS设备绝缘支撑筒局部放电异常分析与处理

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高压电器 2020年第7期56卷 246-252页

作者：刘咏飞赵科杨景刚贾勇勇马勇施景垒国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103

文中针对一起特高压气体绝缘金属封闭开关(GIS)设备的局放异常缺陷进行了由大到小、由外及内的逐步排查与分析,指出绝缘支撑筒内部气隙是本次GIS设备局放异常的根本原因。为了避免同类缺陷的再次发生,结合本次局放异常案例分析,对GIS设... 详细信息

文中针对一起特高压气体绝缘金属封闭开关(GIS)设备的局放异常缺陷进行了由大到小、由外及内的逐步排查与分析,指出绝缘支撑筒内部气隙是本次GIS设备局放异常的根本原因。为了避免同类缺陷的再次发生,结合本次局放异常案例分析,对GIS设备绝缘件生产、质检和现场运维环节的注意事项、预防及处理措施提出建议。

关键词：特高压(UHV) 气体绝缘金属封闭开关(GIS) 绝缘支撑筒气隙缺陷