交流叠加冲击电压下环氧绝缘内部气隙局部放电特性

GIS设备在运行过程中时常会受到各类瞬态冲击的作用,交流叠加冲击将严重威胁设备的绝缘安全。为掌握交流叠加冲击电压下环氧绝缘子的绝缘特性,构建叠加电压实验平台,研究分析SF6中环氧绝缘内部气隙缺陷在工频交流与操作冲击叠加电压下的局部放电特性,记录冲击过后的局部放电时域波形,统计最大放电量与放电次数,总结分析交流电压不同相位叠加冲击时的局部放电激发特性和规律。结果表明,操作冲击电压的叠加相位对绝缘内部气隙缺陷的局部放电起始特性具有显著的影响。在交流电压45°、90°与135°叠加操作冲击时可激发气隙缺陷发生局部放电,但放电剧烈程度存在差异;冲击叠加在其他相位时未能激发环氧绝缘内部气隙缺陷产生局部放电;冲击所激发的局部放电持续时间均不超过5个工频周期。

交流与操作冲击叠加电压下SF6气体中沿面局部放电特性

高压电气设备在遭受过电压侵袭时绝缘将同时承受运行电压与过电压的共同作用,严重威胁设备的运行安全。考虑与实际工程背景相切合,该文设计了一套冲击叠加相位可控的交流与冲击叠加试验系统,对工频交流与标准操作冲击叠加电压下SF6气体中沿面局部放电特性进行了研究分析。当交流电压分别为试品的90%局部放电起始电压(PDIV)与110%PDIV时,在工频相位0°~360°,以45°为步长叠加峰值为两倍交流PDIV的操作冲击。试验结果表明,冲击叠加相位对交流电压下沿面局部放电特性影响显著。当在工频相位45°~135°之间叠加冲击时,冲击过后交流电压下的局部放电被激发或得到增强,而在其他相位叠加冲击时对交流电压下的局放无明显影响。冲击对交流局放的影响具有明显的极性效应,冲击过后仅交流电压负半周发生明显放电或放电得到增强,而对正半周的局放无激发或促进作用。冲击对交流下局放的影响与交流电压的幅值相关,交流电压幅值越高,在相同相位叠加冲击时所激发的局放幅值与次数越大。

交流-冲击叠加电压试验平台设计与实现方法研究

GIS、电力变压器等高压电气设备在实际运行中会不可避免地遭受操作过电压与雷电过电压,交流与冲击过电压共同作用下将严重威胁设备的绝缘性能。为了研究交流—冲击叠加电压下电气设备绝缘缺陷的局部放电特性,研制了一套交流—冲击叠加电压试验平台,并提出了试验回路中各元器件参数的设计分析方法与理论计算模型。理论计算结合电路仿真合理地设计选取了保护元器件类型及参数,有效地避免了两种电压叠加过程中对试验设备的损坏。试验与仿真结果表明,该试验平台可以产生叠加相位可控、可调的交流—操作冲击叠加电压、交流—雷电冲击叠加电压。

交流与雷电冲击叠加电压下SF6气体中沿面局部放电测量与数值计算

由冲击过电压所引发的环氧绝缘沿面局部放电往往会造成严重的绝缘事故,威胁设备的运行安全。采用不同的测量方法对交流与雷电冲击叠加电压下SF6气体中环氧绝缘沿面局部放电进行测量。分析讨论冲击叠加相位和冲击电压极性对沿面局部放电激发过程的影响。基于试验结果的讨论分析和沿面局部放电基本物理过程,建立交流与冲击叠加电压下沿面局部放电激发过程的数学模型,对不同极性冲击叠加在交流电压不同相位后沿面局部放电的放电时延、放电量进行数值计算。同时,对放电所产生的沿面、空间电荷衰减过程进行定量分析,实现了电荷衰减过程中电荷记忆效应对沿面局部放电影响的量化描述。该研究结果为沿面局部放电过程的分析提供了一定的试验及理论依据。

交流与负极性雷电冲击叠加电压下SF6中自由金属颗粒局部放电激发特性

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在运行中常常会遭受雷电过电压侵袭,此时其中的自由金属颗粒缺陷会使得SF设备绝缘性能急剧降低,威胁设备的运行安全。基于冲击叠加相位可调的交流与冲击叠加试验系统,采用脉冲电流法试验研究了冲击叠加相位、金属颗粒尺寸、金属颗粒数量对交流与雷电冲击叠加电压下SF中自由金属颗粒局部放电激发特性的影响。试验结果表明,冲击叠加相位、金属颗粒尺寸和数量对局部放电激发特性影响显著。负极性雷电冲击叠加在交流电压负半周后,可激发颗粒后续的交流局部放电,且冲击叠加在270°相位所激发的放电最为剧烈;随着颗粒尺寸增大,冲击下金属颗粒局部放电更难激发,但激发后局放更为剧烈;随着颗粒数量增加,冲击下金属颗粒局部放电更容易激发,且放电更为活跃;并从空间电荷角度对局部放电的激发和发展机理进行了解释。该研究工作对于深入理解与实际工况更为契合的叠加电压下SF中自由金属颗粒局部放电特性具有重要的理论和工程意义。

交流叠加雷电冲击下SF_(6)中环氧绝缘表面金属颗粒局部放电特性

为掌握交流叠加冲击这种复杂工况下环氧绝缘沿面局部放电激发规律,对交流叠加雷电冲击(lightning Impulse,LI)电压下SF_(6)中环氧绝缘表面金属颗粒局部放电特性进行了实验研究。在交流电压小于局部放电起始电压(partial discharge inception voltage,PDIV)的情况下,研究了交流叠加雷电冲击电压下的局部放电激发特性;在交流电压大于PDIV的情况下,研究了雷电冲击对交流局部放电的影响。结果表明,PDIV随金属颗粒的长度增加而减小,随金属颗粒的直径减小而减小,随金属颗粒距高压电极的距离增加而减小;交流叠加雷电冲击电压下的局部放电比交流电压单独作用下的放电更剧烈;交流电压低于PDIV时,负极性雷电冲击(negativelightning impulse,NLI)所激发的交流局部放电比正极性雷电冲击(positivelightningimpulse,PLI)所激发的放电剧烈;交流电压高于PDIV时,雷电冲击对交流局部放电无明显影响。