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。

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。

环氧树脂绝缘浇注件局部放电滞后特性的探讨

在大量绝缘件的电性能测试过程中,发现某些结构的绝缘件的局放量会随放置时间的延长而出现增大的现象,暂且将这种现象称为局部放电的"滞后特性"。通过三维有限元仿真分析同时结合验证性试验,确认了造成绝缘件出现局部放电"滞后特性"的根本原因在于其中的绝缘支脚与环氧树脂材料间的界面会在绝缘件的放置或后续使用过程中由于膨胀系数不同导致界面出现裂纹或是微小气隙等所致。针对查找出的问题点,通过取消绝缘支脚以消除树脂材料内异种材料的埋入而有效避免界面问题和内部应力问题,并最终达到预期的改善效果。

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。

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。

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。

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。

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。

局部放电作用下油浸绝缘纸板电老化特性

油纸绝缘材料被广泛地应用于电力设备中,而当电力设备存在缺陷引发局部放电时,其绝缘性能会不断劣化。本文研究了长期局部放电作用下绝缘纸板的电老化特性,建立了针板结构的油浸绝缘纸板局部放电模型。在长期恒定电压下,研究了纸板从开始局部放电到击穿的整个电老化过程中各项局部放电特征量的变化情况,并利用显微镜观察了电老化过程中针电极尖端附近区域的动态表现,得出了纸板产气的变化规律。在电老化完成后,采用扫描电镜观察了纸板的表面形态。结果表明:绝缘纸板的电老化过程可以分为3个阶段,即起始期、发展期与爆发期;其中发展期内部,局部放电会时有停滞;进入发展期后,平均放电量与脉冲重复率下降至极小值时,可以判定绝缘材料电老化将要进入末期,临近击穿。研究结果得到了局放特征量随着电老化发展的变化规律,提出了3个阶段划分的依据,为今后进一步研究油纸绝缘在局部放电作用下的电老化特性奠定了基础。

复合绝缘材料热氧老化中局部放电特性的实验研究

对SMC、BMC、GPO-3、环氧树脂复合材料在热氧老化前后的局部放电特性进行研究,对比分析未老化和经过热氧老化的4种复合绝缘材料在不同工频电压下的介电特性和局部放电特性。结果表明:随着外施电压的升高,当达到或超过材料的局部放电起始电压后,4种复合绝缘材料呈现不同的局部放电特性和PRPD谱图演变规律;经过老化后4种材料的起始局部放电电压均有所提高,局部放电量随外施电压升高而呈现不同的变化规律,放电相位和放电密度变化较小。对于材料的绝缘性能评估应综合考虑不同材料在不同运行条件下局部放电的共性和差异。

交流电压幅值与频率对油纸系统尖端缺陷局部放电特性及绝缘寿命的影响

换流变压器阀侧绕组承受交流、直流、谐波等复杂电应力,绕组在此电应力下容易产生局部放电。考虑高比例谐波分量的影响,有必要研究交流电压频率、幅值对油纸绝缘局部放电特性以及寿命的影响。本文作者以油纸绝缘针板电极模型为研究对象,基于脉冲电流法研究了交流电压频率和幅值对局部放电特性的影响,使用双参数Weibull分布分析了油浸纸板的击穿特性。结果表明,电压频率的增加使得高幅值放电增多,谱图形状更加陡峭且出现过零点前移现象;电压幅值的增加则会使低幅值放电增加;电压幅值、频率的增大均会使纸板绝缘寿命下降;随着纸板的电老化时间增加放电重复率呈逐渐上升趋势,放电量则整体下降趋势。

老化对牵引变压器油纸绝缘局部放电特性的影响

随着牵引变压器运行年限的增加,高温部位采用的芳纶绝缘纸逐渐老化,容易发生局部放电,严重影响牵引变压器的安全运行。本文搭建了油纸绝缘老化和局部放电试验平台,分析老化对油纸绝缘局部放电特性的影响机制。结果表明:老化使局部放电平均放电量、最大放电量、放电重复率增大。放电重复率的变化可以在较低的外施电压下反映出老化对油纸绝缘局部放电特性的影响。老化后的试样表面在局部放电作用下更容易形成黑斑,且分支数目更多,这是由于浆粕老化以及老化导致短切纤维和浆粕界面粘合度降低造成的。

抑制局部放电老化影响的XLPE电缆绝缘缺陷识别

局部放电(PD)测量是检测甚至识别交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘缺陷的有效工具,设置了内半导电层破损、绝缘内部气隙缺陷、绝缘表面划痕缺陷和外半导电层爬电缺陷等四种绝缘缺陷,在直流条件下进行了各种缺陷的PD老化实验,发现PD在不同老化阶段表现出不同的特性,导致PD指纹参数随着老化时间产生波动。为了提高识别效果,提出了基于BRNN算法的缺陷识别模型,由局部放电特征将局放序列划分为五个阶段,分别提取每个阶段下的指纹参数后再结合局部放电阶段信息作为BRNN算法输入。该方法将绝缘老化下局部放电的时序特性纳入考虑,将缺陷识别效率由72.93%提升至93.71%。

基于局部放电检测的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究

传统的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究方法工作效率低,研究速率过慢。为了解决上述问题,提出了一种新的局部放电检测的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究方法,首先通过对局部放电数据进行系统检测,采用专业局部放电测量仪,将相关参数进行记录分析,查找相关相位分布规律,并对此进行系统解析,在此基础上,对所查询的参数进行绝缘老化特性参数对比,利用试样线棒与参数对应曲线获取所需数据,利用模型修订及模型电极改正的方式,将对比后的参数数据进行参数修订,最终实现对电抗器匝间绝缘老化特性的研究。实验结果表明,基于局部放电检测的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究方法工作效率更高,研究速率更快。