电压类型对球板电极下油纸绝缘局部放电起始特性的影响

检测局部放电是监测换流变压器绝缘状态的有效手段,但是针对不同电压类型(交流、直流以及极性反转电压)对油纸绝缘起始放电特性影响的研究很少。为此,通过球板电极对油纸绝缘施加交流、直流以及交直流复合电压,借助常规脉冲电流法和宽带脉冲电流法2种检测手段,研究了油纸绝缘在不同电压类型下发生起始放电时的起始放电电压、视在放电量、放电相位以及放电波形等的差异。研究结果表明:不同电压类型时,起始放电电压按照电压升序排列为交流、正极性直流+交流、正极性直流、负极性直流+交流、负极性直流;直流下的起始放电电压比交流下高4倍;球板电极下油纸绝缘起始放电均多发生在1、3象限,且2个象限的放点次数不同。此外交流和直流电压下发生起始放电时,其放电脉冲的波形特性各不相同;正极性直流下起始放电脉冲波形最陡(脉宽为数ns),中心频率最高(42 MHz),而负极性直流下起始放电时脉冲最平坦,中心频率最低。

基于脉冲波形的交直流复合电压下油纸绝缘球板电极模型局放发展阶段评估

通过搭建球板电极的油纸绝缘实验平台,对单个局部放电波形的几何特征进行分析,构成最大幅值概率密度分布图、单个波形总时间概率密度分布图和最大幅值时间所占比例概率密度分布图。对每一个概率密度分布图提取平均值、方差、斜度和陡峭度4个特征量,然后利用K均值聚类算法进行聚类,对球板电极油纸绝缘的缺陷发展程度进行分类。结果表明:单个局部放电波形中各特征量的平均值与分散度随着油纸绝缘缺陷的发展具有明显不同,缺陷发展程度分为3个阶段,由此可以判断油纸绝缘的缺陷发展程度。

海拔2200 m地区正极性操作冲击下大直径球-板间隙放电统计时延特性

随我国“西电东送”电力发展战略不断推进,特高压直流输电工程所经地区海拔持续升高,研究高海拔下大直径球–板间隙放电特性对输电线路与设备的绝缘设计具有重要意义。为此搭建光电联合观测系统,在海拔为2200 m青海特高压试验基地开展0.6、1.3、1.6 m不同直径下球–板间隙正极性操作冲击放电试验。试验结果表明,在同一电极尺寸下,流注起始场强跃升与注入电荷量随统计时延变长而增大,流注持续时间变短;随球电极直径增大,流注逐渐成为放电过程中的主导,流注起始、升压及统计时延增大,起始时延分散性也随之增大,0.6 m直径球–板间隙起始、升压与统计时延分别为98.4、65.8、32.6μs,起始时延标准差为32.1μs,均小于直径为1.3 m及1.6 m的球–板间隙的值。结合临界体积模型分析可得,0.6、1.3、1.6 m直径下球–板间隙临界体积增长速率分别为0.627、2.909、3.494 dm3/μs,临界体积内平均场强在临界体积初始时刻分别为1955、1889.6、1796.9 kV/m。随球电极直径的增大,临界体积增长速率增大,临界体积内场强减小,其中,临界体积内平均场强是影响高海拔下初始流注统计时延的主要因素。