检索结果-南通市图书馆

作者：徐晓彬华北电力大学

学位级别：硕士

由于我国特殊的能源以及经济分布形式,高压直流电缆在西电东送等电能传输中发挥着重要作用。交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆由于其耐磨损、耐高温、绝缘性能好、易于安装及制造、自重较轻等特点在直流输电中应用较为广泛。而高压直流电缆... 详细信息

由于我国特殊的能源以及经济分布形式,高压直流电缆在西电东送等电能传输中发挥着重要作用。交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆由于其耐磨损、耐高温、绝缘性能好、易于安装及制造、自重较轻等特点在直流输电中应用较为广泛。而高压直流电缆在电压的长期作用下容易发生空间电荷的积聚现象,进而产生电树枝,最终造成电缆绝缘性能的完全失效。虽然国内外有关学者对电树枝现象进行了大量研究,但针对直流电压下的电树枝、空间电荷现象及电树枝的影响机理研究还不够深入,因此,本文研究了直流电压下空间电荷的分布;空间电荷分布特性与电树枝引发特性的关系;温度对直流接地电树枝及空间电荷分布特性的影响;直流叠加冲击电压电树枝的产生特性。相关研究成果如下:本文通过仿真及试验的方法探究了直流电压下空间电荷随直流电压幅值及预压时间的变化规律。结果表明,利用双极性载流子输运模型对空间电荷的数值模拟结果与利用PEA方法进行的空间电荷测量结果基本一致。当直流作用时间较短时,空间电荷浓度随着直流作用时间的增加快速上升。随着直流作用时间的继续增加,单位时间内空间电荷浓度的增长量逐渐减小,并最终饱和。通过直流接地电树枝试验,研究了温度及直流电压对直流接地电树枝引发长度的影响。通过进行仿真模型模拟分析,探究了温度对空间电荷分布特性的影响。将电荷注入深度与同等条件下的电树枝长度进行对比分析,探究了不同温度下空间电荷与电树枝的相关关系。结果表明空间电荷注入深度与电树枝引发长度在数值及变化趋势上保持高度一致,且二者数值上的最大差为21.182μm,空间电荷的分布范围与电树枝基本一致,结果表明,空间电荷是影响电树枝产生长度的主要因素之一。通过开展直流叠加冲击电压下的电树枝产生试验,探究了直流作用时间、极性及幅值等对复合电压电树枝产生长度的影响。通过仿真分析探究了直流预压对空间电荷及电场强度的影响。对直流作用时间、极性等因素对复合电压下空间电荷及电树枝产生特性的影响进行了对比分析。结果表明,直流作用时间对复合电压下空间电荷及电树枝产生特性的影响高度相似,且空间电荷、电场强度及电子崩发展方向是引发电树枝现象的主要原因。

关键词： XLPE 电树枝空间电荷仿真双极性载流子输运模型直流电缆

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直流预压时间对直流叠加冲击电压下XLPE中电树枝引发特性的影响

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高电压技术 2021年第2期47卷 671-678页

作者：刘贺晨徐晓彬刘云鹏蒙绍新郭展鹏张铭嘉华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 中国电力科学研究院有限公司电网环境保护国家重点实验室武汉430074

为探究直流预压时间对直流叠加冲击电压下电树枝引发特性的影响,在幅值为0、±10 kV预压时间为1、10、60、180min的直流偏置电压下分别叠加±50k V的雷电冲击电压。此外,利用双极性载流子输运模型对复合电压下针尖附近空间电荷及电场分... 详细信息

为探究直流预压时间对直流叠加冲击电压下电树枝引发特性的影响,在幅值为0、±10 kV预压时间为1、10、60、180min的直流偏置电压下分别叠加±50k V的雷电冲击电压。此外,利用双极性载流子输运模型对复合电压下针尖附近空间电荷及电场分布进行了仿真分析。试验及仿真结果指出,随着直流电压作用时间的增加,复合电压下的电树枝引发长度逐渐增加,介质内部空间电荷浓度及分布范围有所增加,且复合电压下电树枝引发长度与空间电荷浓度、注入深度以及流注发展过程有关。复合电压作用下电树枝引发长度以及直流电压下空间电荷分布特性与所加电压的极性存在紧密联系,正极性冲击电压下电树枝引发长度明显大于负极性;当直流预压时间及幅值相同时,负极性直流预压下空间电荷浓度及分布范围均大于正极性。

关键词：直流叠加冲击电压电树枝引发特性空间电荷仿真极性效应交联聚乙烯

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