介观尺度结晶形貌对XLPE电缆绝缘击穿特性影响研究

为了研究XLPE材料的介观尺度结晶形貌对其交流击穿特性的影响并分析其作用机理,通过控制样品在降温结晶过程中的降温速率,制备得到了具有不同结晶形貌的XLPE试样。同时,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对试样的结晶结构与形貌进行了表征和观测,并使用宽频介电谱仪、三电极系统和交流击穿系统对其介电性能进行测试。最后,结合仿真模拟的手段对试验结果进行验证及机理分析。结果表明:减小降温速率可以延长结晶时间,使分子链规则排列堆叠形成大尺寸球晶,晶区面积占比较高且结构相对完善。结晶结构的完善使XLPE试样的相对介电常数小幅上升,电导率降低,击穿强度及其稳定性显著提升。仿真与试验结果相一致,介观尺度下试样内部完善的结晶形貌降低了球晶间的电场畸变程度,抑制了局部放电与击穿的发生。

高压XLPE电缆缓冲层故障研究现状综述

在分析缓冲层材料特性的基础上,论述国内外有关缓冲层故障的研究现状,并为未来研究提供改进建议。综述性研究表明:放电是引起缓冲层烧蚀故障的直接原因,而电缆受潮是此类故障发生的必要条件。长期受潮会加速白粉的形成,并导致缓冲层电阻率升高。当铝护套与绝缘屏蔽层间存在气隙时,缓冲层电阻率升高、白粉的形成与过电压的冲击会使气隙内局部场强超过击穿场强,最终导致放电烧蚀。全文综述结果总结缓冲层故障成因,并在此基础上提出相应的调整建议,可以为缓冲层故障防范提供参考。

断路器联合加压试验的建模与仿真

在高电压绝缘试验中,对于开关类产品纵绝缘的考核主要以联合加压的试验方式来实现。考核试验过程中会因为试品发生击穿或闪络使回路中设备和部件受到暂态过电压冲击的威胁。建立适用的回路仿真模型,通过该模型分析和预测试验回路中各主要部件和设备上出现的暂态过电压的波形、幅值并且研究相应的防护措施具有十分重要的意义。利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件分别建立了在工频-工频联合加压以及雷电冲击-工频联合加压下,断路器联合加压试验回路的仿真模型,其中,工频试验变压器采用等值入口电容模型,断路器模型采用两端套管对地电容及断口电容的等效模型来表示、高压引线采用分布参数模型。通过理论分析,回路仿真和试验数据对比,验证了所建仿真模型能够较好地实现对回路的仿真模拟。

隔离开关切合容性小电流试验中的重燃过电压研究

在隔离开关切合容性小电流试验中,回路中可能会由于隔离开关的多次重燃而产生特快速暂态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO),这对试验回路中的设备和元件,尤其是试验变压器绕组绝缘构成了很大的威胁。笔者利用ATP-EMTP电磁暂态仿真软件计算了隔离开关进行分闸操作时在试验变压器端部出现的VFTO,分析了影响重燃过电压大小的因素,并研究了利用在试验变压器输出端加装保护间隙时的保护效果。仿真结果表明,分闸时重燃过电压与发生重燃的时间有关,与燃弧时间无关,弧道电阻对VFTO也有一定的抑制作用。采用在试验变压器输出端加装保护间隙的方法,可明显降低试验变压器端部过电压值,达到保护试验变压器的目的。

管型母线绝缘材料的老化研究进展

绝缘管型母线具有占地面积少、功率损耗低和通流容量大等特点,在电力系统中具有广阔的应用前景。管型母线的绝缘老化是影响其长期稳定运行的重要因素。对近年来国内管型母线的相关研究进行了评述,对目前母线的结构类型、绝缘种类及成型工艺进行了总结,分析了可能产生的绝缘缺陷和潜在隐患,介绍了关于管型母线绝缘的热老化、局部放电老化的研究情况,为安全使用管型母线、保障电力系统安全提供了参考和借鉴。

运行高压交联聚乙烯电力电缆的介电性能

为探究高压交联聚乙烯(XLPE)电力电缆在运行一段时期后的绝缘性能变化表征及老化程度判别依据,对新电缆、实际运行年限为2 a、5 a、9 a和12 a的220 k V高压XLPE电缆绝缘的介质损耗因数频谱、氧化诱导期和工频击穿电场强度等进行了研究。对实际不同运行年限的电缆样本进行了轴向切片处理,制取了表面平整、厚度为1 mm的片状试样并进行了测试。试验发现:XLPE的低频介质损耗因数与老化程度存在对应关系,当频率在0.1 Hz以下时,介质损耗角正切值(tanδ)随老化程度而呈现明显线性上升趋势;随着运行年限的增长,XLPE电缆的氧化诱导期(OIT)与羰基指数这2项参数均同时增大;当运行年限达到约5 a和12 a时,XLPE电缆的击穿电场强度明显下降,运行年限为12 a电缆的击穿电场强度比新电缆的降幅可达约13%。对以上参数的测量都可以作为评估运行XLPE电缆老化状态的有效手段,其中测试运行XLPE电缆的绝缘击穿电场强度变化情况可以反映其综合老化程度,是适合于实际工程应用的简单有效方法。

支持向量机在电力变压器故障诊断中的应用

利用支持向量机的学习方法，构建了电力变压器故障诊断模型，该模型将变压器故障分为放电性和过热性两大类，通过统计分析寻求特征量区分类间的故障类型，采用支持向量机识别类内的故障类型，利用基于交叉验证的网格搜索法来确定支持向量机的参数．考虑到变压器油中溶解气体特征空间的紧致性原理，利用模糊C均值聚类算法对所获取的样本进行预选取，有效解决了确定模型参数耗时巨大的问题，并在一定程度上提高了模型的推广能力．实例验证表明，该模型在有限样本情况下，能达到较高的变压器故障判断率，放电性故障样本正确判断率为90．5%，过热性故障样本正确判断率为85．9%，说明该模型具有很好的分类效果和推广能力．

交联工艺对交联聚乙烯结晶形态的影响

交联聚乙烯(XLPE)结晶形态影响着电树老化性能和电压击穿性能。以不同交联温度和交联时间制成的XLPE薄片为试样,测试了相应试样结晶度变化的特点,观察了试样的结晶形态,分析了交联温度和交联时间对结晶过程的影响。结果表明,交联程度和交联剂过氧化二异丙苯分解产生的副产物对XLPE结晶形态构成影响,过度交联不利于XLPE晶粒的均匀分布和结晶形态的规整。

两起不同工艺35 kV电缆中间接头振荡波局部放电缺陷对比分析

在大型城市的配电网中,电力电缆的广泛应用为城市电网发展发挥了重要作用。文中介绍了配网电缆振荡波局放检测技术的应用现状及基本原理,并结合2017年全运会保电期间检测发现的缺陷,选取两起不同工艺35 kV电缆中间接头局放缺陷实例,对其局放产生原因、局放起始电压、局放量等展开对比分析,发现接头工艺对局放类型及局放各项参数具有明显影响,为振荡波局部放电检测技术的推广应用、缺陷状态的科学评估提供了参考。

电压互感器饱和引起铁磁谐振过电压的定性分析与仿真验证

分析了系统中各参数对于铁磁谐振的影响,并利用数值仿真说明了定性分析的正确性。

220kV变压器有载分接开关气体继电器故障分析

针对一起220kV变压器有载分接开关气体继电器故障造成变压器跳闸的事故,阐述了事故处理的过程,分析了有载气体继电器的内部结构和工作原理,并结合事故经验和有载气体继电器管理现状,提出了预防措施。

施涂RTV硅橡胶粘合工艺的中压电缆附件安装技术

针对目前中压XLPE电缆附件安装过程中容易出现的问题,提出一种基于施涂RTV硅橡胶的中压电缆中间接头安装工艺方法,旨在消除现场施工缺陷对电缆绝缘性能造成的影响。通过搭建接头典型缺陷试验平台,进行耐压、局放、防水、沿面绝缘、粘接压力等试验,验证改进工艺的可行性与安全性。结果表明:该工艺不仅提高了电缆接头的运行可靠性,还降低了现场安装技术难度。

绝缘筒式串级试验变压器稳态电压分布研究

在设计阶段准确计算并改善串级试验变压器的各级电压分布,对于合理地设计串级试验变压器具有十分重要的意义。笔者针对一台2250kV绝缘筒式串级试验变压器,根据变压器的绕组结构和外部尺寸利用有限元分析软件分别计算出变压器的内部和外部的电容参数,并将变压器外部电容采用等电位分配的方法归算为变压器级间电容。运用分配负载电容的方法建立变压器电压分布计算的等值电路,采用ATP-EMTP进行仿真计算,获得变压器的稳态电压分布。在变压器不满足电压分布要求的情况下,通过调整下级和中级变压器累积绕组的匝数使变压器各级输出电压的不均匀系数满足规定要求。绝缘筒式串级变压器通过文中的方法调整绕组后实测结果达到了预期要求。

基于介损频谱的XLPE电缆抗水树性能检测方法研究

通过建立水树老化试验装置,模拟实际运行中电力电缆绝缘层的水树老化情况,分析了水树老化试验前后交联聚乙烯(XLPE)和抗水树老化交联聚乙烯(TR-XLPE)的介质损耗频率谱,提出了一种基于介损频谱的XLPE电缆抗水树性能检测方法,用以快速判断TR-XLPE电力电缆与常规XLPE电力电缆的抗水树性能。

基于综合健康指数的热缩材料寿命评估模型

中低压电缆和开关柜作为数量最多的配电设备,其主要绝缘——热缩材料的运行可靠性逐渐引起了运维人员的关注,对热缩材料进行寿命评估的重要性日益凸显。本研究利用天津电力公司配网变电站所使用的不同运行年限的10 kV等级热缩件,通过大量试验测试,选取运行过程中热缩材料的断裂伸长率、断裂强度、介电常数、介质损耗因数和电气强度5个参量作为寿命评估参数,建立了热缩材料状态参数与健康指数评估模型,并结合特征参量的关联度与敏感度,采用层次分析法以削弱单一参量引起的评估误差,提高热缩材料寿命预测模型的准确性。应用该模型评估天津电力公司配网变电站所使用的10 kV等级热缩件的健康水平指数和寿命,得到其健康指数降至0.6时的运行年限为17年。结果表明该方法可行有效,能够为同地区热缩材料检修周期的优化、使用寿命的延长提供参考依据。

冷热循环条件下不同纯净度XLPE电缆绝缘低频介损变化机理研究

本文提出了一种电缆绝缘杂质含量微观性能的评价方法,可有效避免纯净度评估过程中人工显微观测主观因素的影响。基于宽频介电阻抗谱法,研究35 kV和110 kV电压等级的XLPE电缆绝缘样品在不同程度冷热循环试验条件下介质损耗因数随测试频率的变化规律,仿真计算冷热循环过程中XLPE基体与杂质缺陷的界面应力特性,分析XLPE电缆绝缘的宽频介质损耗宏观物理量参数与材料纯净度等微观性能的相关性。结果表明:35 kV的XLPE电缆绝缘经过-196~50℃下10次冷热循环处理后,0.1~1.0 Hz低频介质损耗因数增大1倍以上,而110 kV的XLPE绝缘试样介质损耗因数未发生明显变化。仿真分析表明,冷热循环过程中聚乙烯绝缘与微观杂质间产生界面应力,界面区机械应力疲劳导致缺陷扩大,加剧低频介质损耗因数增大。

高频与振荡波检测技术在电缆局部放电定位中的综合应用

电力电缆作为大型城市电网中的联络枢纽,为城市发展发挥了重要作用,但由于设备质量、安装工艺等原因,造成的电缆附件故障时有发生。结合一起现场测试案例,通过应用高频与振荡波2种局部放电检测技术,介绍一起35kV电缆中间接头局部放电缺陷的定位与诊断分析过程,并分析局部放电信号的图谱特征,对后期现场测试提出建议。

连接孤独:一种支持老年人社会化交流的通讯技术探索

一社会孤立、健康和技术 对世界上的老年人而言，孤独和社会孤立是最重要的问题，而孤独感和社会孤立往往是由移动的限制、丧亲、越来越弱的社会关系或自然变迁所导致。根据国际性研究估计，有5%~16%的老年人正在经历着孤独。此外，也有证据表示，孤独与身心健康状况紧密联系，身心健康的每况愈下与孤独感相互影响。老年人身体移动的不便降低了参与社会活动次数，引起老年人情感压抑，并加快了健康状况恶化的速度。所以，与家人和朋友的联系对于获取社会性支持是非常重要的，多参加一些社会性活动并乐在其中，能够降低抑郁、焦虑以及认知缺陷的发生概率。

一起干式空心并联电抗器故障分析及处理

针对某500kV变电站66kV干式空心并联电抗器发生的贯穿性绝缘故障,进行整体试验和解体分析,认为大量鸟粪附着在电抗器包封间通风道表面、致使表面绝缘降低、以及设备本身设计的绝缘层薄弱是造成该设备绝缘故障的主要原因,提出处理措施,对解决并联电抗器绝缘故障有一定指导意义。

高速永磁无刷直流电机转子优化设计与试验研究

高速永磁无刷直流电机具有功率密度高、体积小、效率高等优点,在很多领域有着广泛的应用。对比分析了不同的转子充磁方式和转子支撑结构对气隙磁场、齿槽转矩和转子动力学的影响,优化设计了平行充磁和两端式支撑结构的2.3kW、150000r/min高速永磁无刷直流电机样机和控制系统,进行了试验论证,试验研究表明:两端式轴承支撑结构的转子成功运行到100,000r/min以上。