直流电压下热老化对表面划伤交联聚乙烯电缆局部放电特性的影响

为了研究热老化对表面划伤交联聚乙烯(XLPE)电缆直流局部放电发展过程的影响,本文采用实体10 kV电缆制作了表面划伤缺陷模型并进行不同时间的加速热老化处理,利用脉冲电流法研究了直流电压下缺陷电缆的局部放电特性。基于缺陷电缆局部放电量随加压时间的变化,提取出最大放电量、不同放电区间的平均放电量和放电重复率的统计图谱,然后基于电荷运输理论提出了局部放电和电荷输运模型对缺陷电缆局部放电结果进行解释。结果表明:缺陷电缆的局部放电起始电压随着老化时间的增加而增大,其放电量-时间图谱呈现“梳齿”状放电特征;随着热老化时间的增加,缺陷电缆在>100 pC区间的平均放电量和放电重复率逐渐减小,且其“梳齿”状放电特征在老化21天时彻底消失,表现出局部放电的自愈性。热老化过程中XLPE划伤缺陷表面氧化产生了电荷陷阱,由此产生了均匀密集的空间电荷层,使缺陷内部电场下降,从而削弱了缺陷电缆的局部放电。研究结果为XLPE电缆缺陷的直流局部放电研究提供了数据支撑。

基于IRC法和局部放电法的车载高压电缆绝缘状态评估

为准确评估乙丙橡胶(EPDM)车载电缆的绝缘老化状态,引用了等温松弛电流(IRC)法和局部放电(PD)法,分别讨论了老化因子、局部放电特征信息与电缆老化状态之间的映射关系,结果表明:随着车载电缆运行里程的增加,老化因子、局部放电量、放电次数和放电电流均呈现规律性增长趋势,多种老化应力协同作用是造成车载电缆绝缘劣化的主要原因,绝缘材料内部陷阱的增多和加深是车载电缆老化的微观表现。协同等温松弛电流法和局部放电法对车载电缆绝缘状态的评估具有有效性和可行性,通过建立微观陷阱分布特性与宏观局部放电特性之间的联系,分析可得:深陷阱捕获电荷的能力较强,电荷极易集聚,局部放电容易发生,因此基于IRC法和局部放电法对车载电缆绝缘状态进行评估具有一定的价值意义,可指导高速动车组电网规划及电缆检修工作。

基于局部放电因子向量和BP神经网络的油纸绝缘老化状况诊断

模拟真实变压器的内绝缘运行环境,设计了一种单因子加速热老化试验。提取了局部放电脉冲相位分布(PRPD)模式的四个图谱及其对应的27个特征量,利用因子分析方法从27个特征量中提取了10个主成分因子。在局部放电10个主成分因子的基础上,选择BP神经网络对油纸绝缘的老化状况进行诊断。输入训练样本数据分别采用BP标准算法和四种改进算法对网络进行了训练,并对测试样本进行了老化诊断。基于10个主成分因子的BP网络在一定程度上能够诊断油纸绝缘的老化状况。各种算法的诊断结果表明L-M算法是比较合理的油纸绝缘老化诊断的BP网络算法。

基于局部放电的矩特征分析大电机主绝缘的老化

分析了大电机主绝缘老化的机理,系统研究了在不同老化因子作用下局部放电分布图中统计参数偏斜度Sk和峭度Ku随老化时间的变化规律,发现放电量的相位分布图(φ-q)中Sk值由正变为负的过程可用于对大电机主绝缘的老化状态进行诊断。试验中还发现,(φ-n)分布图中最大放电次数出现的相位角位置, 在未老化试样中是在45°和135左右,老化一个阶段以后变化为接近于0°和180°,最后变化至约90°和270°。这个过程可作为评估大电机主绝缘老化状态的重要依据。

基于局部放电主成分因子向量的油纸绝缘老化状态统计分析

提出一种新的局部放电模式——脉冲相位分布(17RPD)模式特征参数提取方法,用于油纸绝缘老化阶段的判定。通过对油纸绝缘内部气隙模型的加速老化试验,以及老化过程中局部放电信号的定期采集,采用主成分因子分析方法,从传统的PRPD图谱统计特征参量中提取出一组新的局部放电主成分因子向量。新的主成分因子不仅彼此之间完全独立,而且各自具备清晰的物理意义,并最大程度地概括了PRPD图谱所包含的信息。基于不同老化阶段的主成分因子向量聚类分析表明,它对油纸绝缘的老化状态判别结果可以为绝缘状态诊断提供具有重要参考价值的信息。

油纸绝缘老化状态判别的局部放电特征量

采用多元统计分析方法对传统的局部放电统计特征算子进行了因子分析,从24个统计算子中提取出8个公共因子作为局部放电新特征因子,从而实现数据压缩的目的。提取的新特征因子之间不仅携带了原始统计算子的大部分方差信息,而且彼此独立,具备各自的物理意义。对油纸绝缘扁平气隙模型开展了电—热加速老化试验,并采集不同老化阶段试品的局部放电信号样本,采用新特征因子进行了已知老化状态样本的聚类和线性判别函数构造,进而对未知样本的绝缘老化状态进行判别。该方法基于实验室数据的分析得到了令人满意的结果,并为变压器油纸绝缘老化状态的诊断提供了一种可行的方案。

环氧树脂绝缘高频电热联合老化中局部放电特性分析

电力电子变压器长期运行于高频正弦电压下,其绝缘更易受到局部放电作用影响从而导致老化失效。为此以环氧树脂材料为研究对象,模拟电力电子变压器的运行条件,在30 k Hz、4 kV的正弦电压和温度120℃下开展了电热联合加速老化试验,研究了不同老化阶段下绝缘的高频局部放电特征。实验结果表明:高频正弦电压下残余电荷扩散少,放电连续,放电相位范围超过90°,局部放电频繁冲击绝缘材料;随着老化时间的增长,高相位上的最大放电幅值由0.02 V增加到0.03 V,局部放电相位分布谱图(PRPD)中第2簇"三角"特征更为明显,统计参量Sk能较准确地反应绝缘的老化状态;同时,随着绝缘缺陷表面有效起始电子产生概率的变化,放电量和放电次数总体呈上升趋势,局部放电的相位范围向两端扩展。

油纸绝缘局部放电脉冲参数统计分析与老化状态诊断技术

不同老化程度下油纸绝缘中的局部放电会由于材料特性的不同而表现出不同特征。鉴于此,在实验室搭建了抗干扰能力强的局部放电测量系统,制作了6种具有不同老化程度的纸板内部缺陷模型试品。通过对不同试品局部放电单个脉冲波形的测量,以期获得可表征油纸绝缘劣化程度的局部放电脉冲参数统计特征。研究发现:虽然油纸绝缘局部放电强度具有很大的随机性,但随着油纸绝缘老化程度的增加,局部放电脉冲的上升时间减小,而且半高宽降低,局部放电脉冲频率增加特别是脉冲上升时间与油纸绝缘老化关系明显;该现象可用于判断纸板的老化状态。研究结果为油纸绝缘老化状态的评估提供了一种新的判别方法。

基于局部放电和超声波法研究大电机定子绝缘的老化特性

对谏壁电厂 7号机 (18kV ,30 0MW )更换线棒进行了多因子加速老化试验 ,在线棒的不同老化阶段进行了局部放电和超声波声速试验。试验发现 ,局部放电平均值是反映绝缘缺陷最好的参数 ,在局部放电统计参数中 ,放电平均值相位分布的偏斜度最能反映绝缘的老化程度。超声波声速试验的结果显示出 ,超声波声速可以表征发电机定子绝缘老化状态 ;随着线棒老化时间增长 ,其超声波声速明显降低。两项试验结果一致地表明 。

脉冲电容器绝缘老化和直流局部放电测试系统

为研究脉冲功率系统中储能电容器的绝缘老化规律,模拟高压储能电容器实际工作过程,搭建了其电应力老化系统。基于平衡法,设计了直流局部放电脉冲测试装置和数据采集模块,得到局部放电脉冲簇。为消除单脉冲触发采集中的误触发干扰,提取单个脉冲的时频特性,基于局部放电脉冲和干扰脉冲在时频图中的不同特性,滤除干扰脉冲从而得到局部放电脉冲数据库,并利用该数据库,得到不同老化阶段的局部放电统计特性。该系统解决了直流电压下脉冲电容器现场局部放电测试的低灵敏度和干扰抑制问题,为研究短时大电流对脉冲电容器绝缘系统的破坏规律提供了基础,可用于脉冲功率系统中脉冲电容器绝缘状态和绝缘寿命的评估,剔除存在绝缘击穿危险的电容器,从而提高脉冲功率系统的稳定性。

局部放电对脉冲电容器的绝缘老化及其失效的影响分析

为了研究电容器的寿命与其工作可靠性的关系,笔者通过对脉冲电容器进行充放电老化试验,并对处于不同寿命阶段的电容器进行直流局部放电测试,得到最大放电量、平均放电量和平均放电重复率随寿命变化的曲线;借助电子显微镜观察处在不同老化寿命阶段电容器薄膜的表面微观形貌,分析充放电老化试验对其微观形貌的影响。最后结合电容器实际击穿情况,分析总结了导致脉冲电容器局部放电性能变化以及老化击穿的因素,指出电极边缘区域存在的局部绝缘缺陷是电容器失效的主要原因。

高压脉冲造成储能电容器老化的直流局部放电测试技术

高压储能电容器是脉冲功率系统的关键器件之一,应具有高的可靠性,但个别电容器在工作期间会发生过早击穿,给系统带来极大的隐患。如能准确评估其绝缘状态,对整个系统的工作稳定性有很大的提高。本文提出直流局部放电是检测试样绝缘老化的适宜方法,并研究了老化后的电容器绝缘在直流局部放电试验中的测试电压、测试方向和测试时间;按照上述标准划分了过渡区、平稳区,按照一定测量方向和顺序,得到了有效的直流局部放电数据;最后对击穿后的试样解剖并分析,认为直流局部放电参量变化可有效反映其绝缘状态。

采用局部放电因子向量评估油纸绝缘热老化状态的一种方法

代替传统化学方法,研究采用局部放电来评估变压器油纸绝缘的老化状态具有理论意义,并且在变压器滤油后也存在实际应用价值。文章在单因子加速热老化试验的基础上测量了不同老化阶段试品的局部放电,并利用因子分析方法从局部放电29个统计特征参数中提取了10个主成分因子向量。引入单位圆描述了油纸绝缘的老化状态,建立了以老化半径R为单一目标的三层BP神经网络评估模型。分别采用遗传算法GA和LM算法对网络进行了训练,并对测试样本进行了老化状态识别,结果表明GA-BP网络较LM-BP网络对老化具有更高的识别率。

基于数字局部放电检测的大型电动机主绝缘老化特性的研究

大型电动机在长期的运行过程中 ,要遭受电、热、机械等多因子应力的联合作用 ,使主绝缘逐渐老化。为了研究主绝缘老化机理 ,评估其剩余寿命 ,需要对电动机定子线棒进行多因子应力综合老化试验 ,并寻找能反映主绝缘老化程度的特征参量。本文采用先进的数字局部放电检测技术对不同老化阶段的试样线棒进行了综合测试 ,分析了局部放电各参量与试样线棒老化程度的关系 ,给出了各种反映绝缘老化特性的指纹图形。测试结果表明 ,随着试样线棒的进一步老化 ,局部放电量、放电次数、放电能量呈增长趋势 ,最大放电脉冲相位产生偏移 ,其偏斜度由大变小。

热氧老化EPR电缆绝缘局部放电特性及劣化机理

为了探究热氧老化后乙丙橡胶电缆绝缘的局部放电特性及劣化机理,文中通过典型柱–板电极对不同老化程度的乙丙橡胶试样进行了局部放电试验,并对其放电发展特性和材料理化性质进行了分析。结果表明:放电起始电压和闪络电压均随绝缘老化程度的提高而降低;根据放电过程中放电特征量的变化规律,可将放电过程划分为4个阶段:起始阶段、发展阶段、持续阶段、预闪络阶段,且不同老化程度试样的PRPD谱图在各阶段呈现出特定形状;老化后的试样表面气化或气体解吸附、内部添加剂成分析出导致试样表面出现"沟壑区"、白色块状物和"微孔",分子结构中的羰基等含氧基团、聚乙烯和聚丙烯等自由基数量的增加是乙丙橡胶绝缘在热氧老化后更易出现局部放电的关键原因。

用超宽频带局部放电检测技术评定电机线棒老化状态的实验研究

在大型电机运行过程中 ,由于电、热、机械和环境应力的联合作用 ,其绝缘性能会逐渐下降。在实验室中通过多因子加速老化实验模拟了电机线棒在实际运行中的老化。对不同老化程度的线棒 ,使用超宽频带局部放电检测技术测试了试样的局部放电 ,并分析了放电信号在时域和频域随老化时间的变化情况。实验结果表明 ,随着试样线棒绝缘的不断劣化 ,放电脉冲时域波形的高频振荡不断加剧 ,脉冲宽度不断减小 ;同时 ,频域中的高频分量越来越丰富 ,谱峰逐渐增多 。

充油电缆纸绝缘老化中局部放电特性的研究

为开发高压充油设备局部放电在线监测系统及诊断油纸绝缘老化状态。根据充油电缆油纸绝缘结构特性,制定了电老化和热老化试验方案以了解局部放电时间分布参量、相位分布参量以及统计分布参量—Sk、Ku随老化时间的变化关系,从而确定油纸绝缘的老化状态。研究发现随着老化时间的增加,最大放电量和平均放电量均显著增加,起始放电脉冲的相位越来越接近0、180度,Sk和Ku均呈明显减少的趋势。

直流局部放电测试技术在电容器老化判断中的应用

本文在有较强环境干扰情况下通过对电容器进行一系列直流局部放电试验,比较不同工作寿命的同批电容器的局部放电信号的典型差异,初步得出不同工作寿命的电容器的直流局部放电最大放电量和放电次数有较明显的差异。

局部放电诸参数与绝缘体电老化关系的研究

局部放电造成绝缘劣化的机理是非常复杂的。为了研究局部放电各宏观参数与绝缘电老化寿命的关系,本文应用以微机为基础的局部放电多参数测试系统,测量绝缘体在电老化过程中三种不同类型的局部放电(人工气隙、电树枝、液—固复合体的放电)。试验结果表明:放电能量或功率与绝缘的劣化关系较为密切,它是评定局部放电对绝缘损害更为合理的参数。

绝缘热老化局部放电信号频域分析的实验研究

电气设备运行过程中常产生较高的温度,在热能作用下,其绝缘材料的性能会逐渐下降。阐述了在实验室中模拟环氧树脂在温度80℃和120℃下的热老化状态,测试了这两种温度下不同老化程度试样的局部放电,分析了放电信号在频域随老化时间的变化情况。实验结果表明,随着老化时间的增加,放电脉冲时域波形的高频振荡不断加剧;同时,频域中的高频分量越来越丰富,谱峰逐渐增多,并且在高频段出现特征峰分布;热老化温度越高,高频特征峰越高,出现得越早范围越宽。