变压器中性点过电压分析与绝缘配合

电力系统发生不对称短路、非全相运行和雷击等故障时,变电站变压器中性点会出现较高的过电压,严重影响中性点绝缘的可靠性,因此需要对变压器中性点过电压和绝缘配合开展研究。文章在PSCAD/EMTDC中搭建110 kV输电系统仿真模型,计算分析线路发生各种故障时的中性点过电压,依据仿真所得过电压值,确定放电间隙距离以实现更加优化的绝缘配合。结果表明,线路发生单相接地故障时中性点最高过电压为117.73 kV;发生单相断线时中性点最高过电压为52 kV;发生雷击时中性点最高过电压为118 kV;采用放电间隙并联避雷器的中性点保护方式时,选取放电间隙距离为13 mm~14 mm时能达到最优的绝缘配合效果。该研究结果可以为110 kV变压器中性点的绝缘配合优化提供重要的理论和实验参考依据。

电压稳定剂改善聚乙烯共混材料绝缘性能的研究

为了开发新一代可回收电缆材料,提升其绝缘性能,选取间氨基苯硼酸、2-甲氧基-5-吡啶硼酸和间氨基苯甲酸3种新型电压稳定剂添加入聚乙烯共混物中,分析其对聚乙烯共混物绝缘性能的改善作用及机理。采用溶液法将质量分数为1%的电压稳定剂添加入含质量分数为10%高密度聚乙烯(HDPE)的低密度聚乙烯(LDPE)共混材料,通过热压法制备试样,利用红外光谱、差式扫描量热法、X射线衍射、电树枝起始实验、直流电导率和空间电荷测量对材料进行物理化学分析和电气性能测试。研究结果表明,聚乙烯共混提升了热稳定性和结晶度,添加电压稳定剂后进一步提升了共混物的结晶度,对共混物的熔融特性无明显影响。添加了电压稳定剂的共混物的电树枝起始电压均明显提高,间氨基苯甲酸共混物的电树枝起始电压比LDPE/HDPE共混物提高了47%。电压稳定剂对共混物的直流电导率作用明显,间氨基苯甲酸能够明显降低共混物的直流电导率。3种电压稳定剂对共混物的空间电荷积累具有明显的抑制作用,且添加了间氨基苯硼酸的共混物具有最少的空间电荷积累。陷阱能级和视在迁移率计算发现,添加了电压稳定剂的共混物中浅陷阱密度增加,视在电荷迁移率增大,有利于抑制材料中空间电荷的积累。实验结果可为新一代环保电缆的开发提供一定参考。

电压稳定剂抑制电缆绝缘材料中电树枝研究进展

为了实现交联聚乙烯电缆在更高电压等级下的应用,同时减薄高电压等级电缆的绝缘厚度,目前采用合成的电压稳定剂已成为改善交联聚乙烯电气性能的重要途径。本文综述了当前国内外利用合成的电压稳定剂抑制交联聚乙烯、聚乙烯及其纳米复合材料中电树枝引发的最新进展,分析了影响电压稳定剂作用效率的一些因素,展望了新型电压稳定剂的发展方向。

高压直流XLPE电缆绝缘的介电性能研究

交联聚乙烯中副产物的存在会对其绝缘性能产生影响,而脱气后的直流电缆中副产物含量分布不均匀,使绝缘性能产生差异。为了研究绝缘位置不同造成的介电性能差异,将直流电缆环切成厚度约为0.2 mm的薄膜,利用三电极电导率测试系统、直流击穿测试系统及空间电荷测试系统对绝缘内层、中层、外层进行测试。实验结果表明:3层绝缘的电导率在低温低场下没有明显差别,但在高温高场下,外层电导率值最小,内层最大;内层击穿场强最小,外层击穿场强最大,中层击穿场强与外层差别较小;在40 kV/mm场强下,内层试样在两电极附近有明显的异极性电荷积聚,中层试样内部有少量的同极性电荷积累,外层试样空间电荷分布曲线平缓。研究发现高压直流交联聚乙烯电缆内层绝缘性能最差;因此在脱气生产及性能测试中,应以内层试样作为最低要求,以确保整个绝缘都具有良好的介电性能。

不同温度与电场下XLPE的电导率测量与建模

在不同温度、场强下对XLPE(交联聚乙烯)进行了电导率测试,实验结果表明电导率与温度、场强密切相关,实验系统可以用于高温、高场强下绝缘材料电导率的测试。根据测试结果研究了XLPE材料电导率理论计算的相关参数,通过测量值与电导率理论计算值进行对比,得到适合反映XLPE电导率与温度、场强关系的理论计算公式,为电缆绝缘材料电导率计算及XLPE交流电缆直流改造的研究与分析提供了实验平台和理论依据。

直流电压下10kV交联聚乙烯电缆气隙缺陷局部放电特性研究

采用实体电缆制作了典型气隙缺陷模型,利用脉冲电流法研究不同电压下气隙缺陷的直流局部放电特性。根据不同外施电压下气隙缺陷放电量Q和放电重复率N随时间t变化的图谱,提取出两类典型统计特征H(q)和H(Δt)。结果表明,气隙缺陷的局部放电起始电压为-14.5kV;气隙缺陷的Q-t图谱呈“山丘”状,放电量Q和放电重复率N随外施电压升高而升高;随着外施电压升高,H(Δt)的偏斜度和峰度值逐渐增大,表明放电密度随外施电压升高而增加。研究结果为直流XLPE输电电缆局部放电研究提供了数据基础和理论依据。