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基于时频域介电响应的绝缘油弛豫过程分析

电工技术学报 2022年第9期37卷 2355-2365页

作者：徐晴川王圣康林福昌李化强电磁工程与新技术国家重点实验室脉冲功率技术教育部重点实验室(华中科技大学)华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

该文测量并分析了不同水分和老化程度绝缘油的时频域介电响应,通过频域介电谱分析绝缘油弛豫时间较小的弛豫过程,通过极化电流分析绝缘油弛豫时间较大的弛豫过程和直流电导过程,并研究水分含量和老化程度对弛豫过程特征参数的影响。研... 详细信息

该文测量并分析了不同水分和老化程度绝缘油的时频域介电响应,通过频域介电谱分析绝缘油弛豫时间较小的弛豫过程,通过极化电流分析绝缘油弛豫时间较大的弛豫过程和直流电导过程,并研究水分含量和老化程度对弛豫过程特征参数的影响。研究表明,绝缘油频域介电谱可以分为直流电导频段、弛豫极化频段和高频极化频段三个频段。直流电导频段和高频极化频段的实部恒定,虚部与频率成反比,表现为电阻特性。但两个频段的损耗机制不同,前者以电导损耗为主,由直流电导率决定;后者以极化损耗为主,由高频电导率决定。绝缘油的水分含量对直流电导率影响较大,老化程度对高频电导率影响较大。绝缘油频谱在弛豫极化频段的实部和虚部斜率随频率发生变化,表现为明显的弛豫过程。水分含量会减小绝缘油的弛豫时间,老化程度对弛豫时间影响较小。

关键词：绝缘油弛豫过程频域介电谱极化电流电导损耗极化损耗

极不均匀电场下绝缘油中气泡动力学特性与迁移机制

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中国电机工程学报 2022年第9期42卷 3460-3469页

作者：刘秋实李庆民 Niyomugabo ELadislas 李云鹏吴兴旺吴杰新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省合肥市230001

变压器油中气泡的存在容易引发局部放电,导致绝缘油劣化。为厘清油浸式电力设备内部复杂电场作用下气泡的迁移与畸变规律,该文通过实验方法观测绝缘油中气泡在极不均匀交流电场作用下的动力学特性,并利用数值模拟分析气泡在不同场强下... 详细信息

变压器油中气泡的存在容易引发局部放电,导致绝缘油劣化。为厘清油浸式电力设备内部复杂电场作用下气泡的迁移与畸变规律,该文通过实验方法观测绝缘油中气泡在极不均匀交流电场作用下的动力学特性,并利用数值模拟分析气泡在不同场强下的迁移路径、速率、畸变程度等特征。结果表明,电场力对气泡具有拉伸和推离作用,且会加速气泡的上升运动,对微米级气泡尤甚,气泡被拉伸的方向始终平行于电场方向。场强足够大时,小气泡会出现“成对”上升现象,对电场的增强效应变大,“气泡对”交界面处场强增强系数可达2.28,使得气泡内部更易发生局部放电,应在设备设计和运行时引起重视。实验与仿真结果基本一致,验证了仿真模型的合理性。

关键词：极不均匀电场绝缘油气泡动力学行为迁移

直流电压下绝缘油中杂质集聚特性及其影响因素

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高电压技术 2023年第11期49卷 4717-4725页

作者：侯嘉琛孟旋孙源宋颜峰韩旭涛李军浩西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

近年来特高压直流输电在我国迅速发展,换流变压器是特高压直流输电系统的核心设备之一,长期运行时其出线处电极表面易发生纤维固体杂质物的集聚沉积,影响绝缘油的耐受能力。改变电极间距以及杂质微粒的初始浓度和材料等参数进行仿真计... 详细信息

近年来特高压直流输电在我国迅速发展,换流变压器是特高压直流输电系统的核心设备之一,长期运行时其出线处电极表面易发生纤维固体杂质物的集聚沉积,影响绝缘油的耐受能力。改变电极间距以及杂质微粒的初始浓度和材料等参数进行仿真计算和实验,探究杂质的集聚特性及其机理。研究结果表明:改变电极间距会影响电场的分布和杂质的受力,长间隙下杂质会在电极表面进行聚集,短间隙时改变间距还会影响“纤维小桥”是否形成;杂质的浓度越高,其集聚程度越高;纤维杂质比金属杂质更易集聚。该研究有助于明确绝缘油中杂质在电极表面的集聚沉积机理,为合理设计换流变压器出线装置提供一定的理论基础,有利于防止电力设备出现绝缘事故、提高电力设备长期运行可靠性。

关键词：换流变压器绝缘油集聚特性纤维杂质机理探究

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植物绝缘油抑制离子迁移的动力学机制研究

中国电机工程学报 2023年第11期43卷 4474-4484页

作者：但林阳黄正勇王飞鹏王强李剑输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆市沙坪坝区400044

油纸界面的离子累积效应对换流变压器的绝缘性能有重要影响,应用低离子迁移率的绝缘油有助于减少离子的界面积累效应。专家学者们发现植物油的离子迁移率显著低于矿物油,具有明显优势,但其低离子迁移率的内在机制仍不清楚。因此,该文开... 详细信息

油纸界面的离子累积效应对换流变压器的绝缘性能有重要影响,应用低离子迁移率的绝缘油有助于减少离子的界面积累效应。专家学者们发现植物油的离子迁移率显著低于矿物油,具有明显优势,但其低离子迁移率的内在机制仍不清楚。因此,该文开展绝缘油的离子迁移率实验测试,并采用微尺度计算对离子迁移的微观机理进行研究。结果表明,在变压器工作温度下,植物油的离子迁移率低于矿物油一个数量级;微尺度计算分析发现,植物油分子具有高静电势表面,能够吸附油中离子自组装耦合形成团簇,使其具备抑制离子迁移的能力;在低于1.0V·nm^(-1)的场强下,植物油能够有效降低离子的电场响应性,减少离子在油纸界面的积累;超过1.0V·nm^(-1),团簇解耦,离子溢出,植物油的抑制能力减弱。

关键词：绝缘油离子迁移团簇换流变压器微尺度计算

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绝缘油ISMA-SVM法含气监测应用

热力发电 2023年第1期52卷 165-169页

作者：杨昭刘冲杨嘉蕾张灏寇林西安热工研究院有限公司陕西西安710054

对于变压器绝缘油含气(DGA)故障诊断识别准确率低问题,利用反向学习策略对黏菌算法(SMA)改进形成ISMA算法,提升全局寻优能力,并优化支持向量机(SVM),建立ISMA-SVM优化故障诊断模型,用样本集进行学习训练。将诊断识别结果与灰狼算法GWO-... 详细信息

对于变压器绝缘油含气(DGA)故障诊断识别准确率低问题,利用反向学习策略对黏菌算法(SMA)改进形成ISMA算法,提升全局寻优能力,并优化支持向量机(SVM),建立ISMA-SVM优化故障诊断模型,用样本集进行学习训练。将诊断识别结果与灰狼算法GWO-SVM和粒子群算法PSO-SVM优化模型进行对比,ISMA-SVM故障诊断识别准确率为93.3%,相比GWO-SVM、PSO-SVM分别提高了6.66百分点、10.66百分点。

关键词：绝缘油含气故障黏菌算法支持向量机诊断识别

绝缘油中溶解气体在线监测装置自动校验评估及校准系统的研制

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电测与仪表 2022年第9期59卷 169-175页

作者：明菊兰钱洲亥余璐静徐恒昌程士军国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014 杭州意能电力技术有限公司杭州310014 杭州申昊科技股份有限公司杭州311121

文中成功研制了一种绝缘油中溶解气体在线监测装置自动校验评估及校准系统,该系统采用密闭系统油循环气液平衡方式,自动配制低、中、高参考油样,并实现自动油样校验,数据采集、结果计算与评估等功能,有效解决了目前人工校验存在的检测... 详细信息

文中成功研制了一种绝缘油中溶解气体在线监测装置自动校验评估及校准系统,该系统采用密闭系统油循环气液平衡方式,自动配制低、中、高参考油样,并实现自动油样校验,数据采集、结果计算与评估等功能,有效解决了目前人工校验存在的检测误差大、检验效率低等问题。此外,基于最小二乘法对数据曲线进行拟合,减小了在线监测装置的检测误差。

关键词：绝缘油溶解气体在线监测校验评估校准

高效液相色谱法测定绝缘油中糠醛含量的不确定度评定

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计量学报 2022年第4期43卷 560-564页

作者：张琳颖贺石中丘晖饶张静茹广州机械科学研究院有限公司广东广州510530

绝缘油中的糠醛含量能够评估变压器绝缘纸的老化状况,并反映其绝缘性能。通过高效液相色谱法对绝缘油中糠醛含量进行定量分析,建立数学模型,确定测定结果的不确定度来源为糠醛标准物质、标准油液的配制、标准曲线的拟合、样品制备、回... 详细信息

绝缘油中的糠醛含量能够评估变压器绝缘纸的老化状况,并反映其绝缘性能。通过高效液相色谱法对绝缘油中糠醛含量进行定量分析,建立数学模型,确定测定结果的不确定度来源为糠醛标准物质、标准油液的配制、标准曲线的拟合、样品制备、回收率、测量重复性,并对测试结果进行不确定度评定。实验结果表明,绝缘油中糠醛样品浓度为1.05 mg/kg,其扩展不确定度U_(95)=0.03 mg/kg,其中标准曲线的拟合是高效液相色谱法测定糠醛结果不确定度的主要来源。

关键词：计量学糠醛绝缘油不确定度标准曲线拟合高效液相色谱

基于发射光谱的绝缘油中放电参数时间演化特性

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高电压技术 2023年

作者：郭凯航章程孙建涛陈根永李金忠邵涛中国电力科学研究院有限公司中国科学院电工研究所等离子体科学和能源转化北京市国际科技合作基地郑州大学电气与信息工程学院国家电网有限公司中国科学院大学

为了研究绝缘油中击穿放电通道参数演化过程，本文搭建了绝缘油中放电发射光谱诊断平台，通过实验得到绝缘油中微秒级击穿放电过程的典型发射光谱和时间演化发射光谱，分别使用Stark展宽法和玻尔兹曼点法对绝缘油中放电等离子体通道的... 详细信息

为了研究绝缘油中击穿放电通道参数演化过程，本文搭建了绝缘油中放电发射光谱诊断平台，通过实验得到绝缘油中微秒级击穿放电过程的典型发射光谱和时间演化发射光谱，分别使用Stark展宽法和玻尔兹曼点法对绝缘油中放电等离子体通道的电子密度和电子温度时间演化特性进行诊断。从绝缘油中放电击穿的典型发射光谱中可观察到Hα谱线、C2斯旺带和电极金属原子发射谱线。对比放电电流波形与时间演化发射光谱可发现电流强度与光谱强度呈正相关。放电等离子体通道参数诊断结果表明：电子密度在放电1～2 μs时达到峰值1.12×1018cm-3，18 μs后稳定在1017cm-3量级；整个放电过程电子温度在7000～8200 K范围内波动，总体呈上升趋势；根据参数诊断结果可判断绝缘油中放电等离子体通道处于局部热力学平衡状态。

关键词：绝缘油发射光谱电子密度电子温度

相同光程吸收池的红外光谱法同时测定绝缘油结构族组成和T501抗氧化剂的含量

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理化检验（化学分册） 2023年第4期59卷 427-431页

作者：文莹莹祝晓峰徐恒昌郭帅赵杰厚谞杭州意能电力技术有限公司杭州310014 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014

根据标准GB/T 7602.3-2008和DL/T 929-2018,采用傅里叶变换红外光谱仪,分别用光程为0.1 mm和0.5 mm的KBr吸收池测定绝缘油结构族组成和T501抗氧化剂含量,对检测结果的差异性进行分析。结果表明:两种光程吸收池测定绝缘油的结构族组成结... 详细信息

根据标准GB/T 7602.3-2008和DL/T 929-2018,采用傅里叶变换红外光谱仪,分别用光程为0.1 mm和0.5 mm的KBr吸收池测定绝缘油结构族组成和T501抗氧化剂含量,对检测结果的差异性进行分析。结果表明:两种光程吸收池测定绝缘油的结构族组成结果符合DL/T 929-2018的再现性要求,并且不存在显著性差异,而0.5 mm光程吸收池测得的芳香烃和烷链烃的吸光度更大,适用于绝缘油结构族组成的准确测定;两种光程吸收池测定绝缘油中T501抗氧化剂含量结果偏差较大,不符合GB/T 7602.3-2008的再现性要求,而0.5 mm光程吸收池测得的T501抗氧化剂的峰形较好,无吸收干扰,适用于绝缘油中T501抗氧化剂含量的测定,并且采用峰面积定量所得结果的再现性相对较好。

关键词：红外光谱法结构族组成 T501抗氧化剂绝缘油