方波脉冲电压下聚酰亚胺材料的老化特性

为研究变频电机的匝间绝缘特性,在方波脉冲电压下,采用电热联合法对100HN绞线对和100CR绞线对进行老化试验,测试了各老化阶段其介质损耗特性和局部放电(PD)参量。试验结果表明:随着老化时间的增加,2种绞线对的介质损耗都增大,且局部放电的平均放电量和放电次数也都随之增大。但由于100CR中的纳米粒子周围形成了大量含有浅陷阱的界面区域,这些区域对电荷的输运能力较强,因此同一老化条件下,与100CR绞线对相比,100HN绞线对的介质损耗较大,局部放电的放电次数较多,平均放电量较小。此外,纳米粒子的协同效应有助于保护聚酰亚胺基体,延长100CR绞线对的绝缘寿命。

连续方波脉冲电压下温度对聚酰亚胺薄膜局部放电特性的影响

为了评估温度对局部放电(partial discharge,PD)特性的影响,对连续方波脉冲电压条件下的局部放电测试系统进行了改进,并采用该系统测试变频电机用聚酰亚胺纳米复合薄膜在不同温度条件下的局部放电特性,分析了不同温度下的局部放电散点图、放电次数及绝缘寿命。试验结果表明:局部放电多集中在方波脉冲的上升沿及下降沿附近,且在电压负半周期平顶区内,出现了大量放电;同时,随着实验温度的增加,局部放电次数及放电幅值虽然降低,但聚酰亚胺的绝缘寿命也逐渐降低,这说明局部放电只是引起聚酰亚胺纳米复合薄膜绝缘失效的原因之一,高温条件下活性电子的入陷、脱陷过程及空间电荷造成的电场畸变可能是诱导绝缘失效的另一个因素。

基于方波脉冲电压绝缘寿命实验的漏电流检测

在脉冲电应力绝缘加速老化实验中,为消除试样电容过渡过程电流对绝缘材料和结构绝缘失效判定的影响,提高实验结果的准确性和可靠性,设计一种漏电流检测电路。在双极性高频脉冲电压下电容过渡过程电流主要集中在脉冲边沿5μs以内,12μs后过渡过程基本结束,此后试样回路电流主要是绝缘漏电流;利用此特性,通过控制电路控制电子开关,在每个脉冲边沿切除电容过渡电流而代以前一时刻的漏电流保持值,而12μs后再切换回电流检测信号。理论分析和实验结果表明,该漏电流检测方法可以有效的消除试样等效电容过渡过程电流对漏电流检测的影响,其相对偏差率小于3.03%,可以较好的满足脉冲电应力绝缘寿命加速老化实验的要求,且提高实验结果的可靠性。

方波脉冲电压提高光催化降解乙烯反应器性能

为了解以活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)为载体负载Ag沉积TiO2的光电极膜材料((Ag+TiO2)/ACF)在方波脉冲电压(pulsed direct current DC square-wave,PDCSW)下光催化降解冷藏环境中乙烯的效率,该文以自行研制的乙烯反应器为研究对象,该反应器的电压源以数字信号处理器(digital signal processor,DSP)为核心,控制输出方波的幅值、占空比和频率等高精确参数值。试验对催化后的光电极膜材料进行X射线能谱分析(energy dispersive x-ray spectroscopy,EDS)表征,结果表明,方波脉冲作用后对光电极破坏较小,Ag的脱落情况不明显。试验展开直流电压源(direct-current power,DC)和方波脉冲电压源下光电催化降解乙烯效率的比较。结果表明,方波脉冲下乙烯降解速率常数K值2.296×10-4 min-1较直流下K值1.715×10-4 min-1更大,有较高的催化效率。研究了方波电压、占空比和频率对降解乙烯效率的影响,采用二次旋转组合试验和回归拟合,建立了乙烯降解速率常数(K)与参数关系的二次多项式数学模型,验证了模型的有效性,结果表明,随着方波电压不断增大,乙烯的降解速率呈现先增大后减小的趋势,占空比和频率对降解乙烯的影响呈现出与电压同样的变化趋势。利用数学模型找出最优参数组合,电压25.5 V,占空比23%,频率310 Hz,最优K值为0.0002783 min-1。该研究为方波脉冲电压辅助光催化技术的应用和进一步的研究提供科学依据。

脉冲方波频率对局部放电特性的影响及机理分析

为探讨脉冲方波电压频率对局部放电特性的影响,基于超高频(UHF)检测方法和IEEE 488.2传输协议,构建了宽频、高速数据采集局部放电测试系统.利用该系统,研究了变频电机耐电晕漆包线的局部放电脉冲幅值、相位和时频特性.研究结果表明:频率200 Hz以上的高频脉冲电压使空间电荷扩散效应减小,增大了局部放电初始电子产生的概率,使得局部放电瞬时电压降低,出现幅值小于200 mV的局部放电脉冲.在高频脉冲电压下,当局部放电发生在电压上升时段时,快速变化的电压幅值将改变局部放电特性,使得局部放电脉冲在1～2 GHz高频能量的比重增大.因此,根据相关标准检测变频电机局部放电时,为易于激发绝缘薄弱点处局部放电,宜采用频率低于200 Hz的低频脉冲方波电压,且局部放电超高频传感器在1.2 GHz及以上频率处应具有较好的增益特性,并采用500 MHz的高通滤波器,以提高测试系统的信噪比.

方波脉冲电压频率对变频牵引电机绞线对绝缘特性的影响

测试了不同频率方波脉冲电压下牵引电机绞线对的电热联合老化寿命、介质损耗因数(tanδ)及局部放电平均放电量,测试结果表明:方波脉冲电压频率升高,使局部放电平均放电量增大,局部放电对绞线对绝缘的破坏作用加强,使绞线对的老化寿命缩短;方波脉冲电压频率升高,使绞线对老化程度加深,陷阱密度增大,降低了自由载流子浓度,使局部放电起始放电电压(PDIV)增大,从而使介质损耗因数曲线转折点电压升高。

SVPWM电压下变频电机绝缘耐电晕寿命研究

实验研究了变频电机绝缘材料耐电晕寿命在不同基波频率(10 Hz、50 Hz、100 Hz、150 Hz、200 Hz)和开关频率(6 kHz、12 kHz、18 kHz)的空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulated,SVPWM)电压下的变化规律,并且开展了重复脉冲方波电压下的耐电晕寿命对比实验。实验表明:开关频率越低,耐电晕寿命越长,耐电晕寿命的时长和分散性在不同基波频率下的波动越大;开关频率越高,耐电晕寿命越短,耐电晕寿命的时长和分散性在不同基波频率下的波动越小。50%占空比重复脉冲方波能够用于替代SVPWM波预测变频电机绝缘的耐电晕寿命,开关频率越高,50%占空比重复脉冲方波对SVPWM电压下变频电机绝缘耐电晕寿命时长和分散性的预测越准确,但在开关频率较低时不能准确反映其统计特性。

非正弦波电压下电气设备局部放电特性研究综述

本文对国内外采用非正弦波电压测量局部放电的研究现状进行梳理,归纳总结了连续脉冲方波电压、三角波电压及梯形波电压3种主要非正弦波电压下的局部放电特性,其中深入讨论了脉冲方波电压中电压上升时间、频率及占空比等波形参数对局部放电行为的影响。最后探讨了利用非正弦波电压测量局部放电研究的重要意义及存在问题,提出了非正弦波电压测量局部放电的发展方向,并对如何利用非正弦波电压加强对放电物理过程及绝缘老化机制的理解进行展望。

风力发电机用层状复合绝缘的重复脉冲电树枝生长特性研究

本文在重复脉冲电压下,对风力发电机用浸渍树脂与绝缘带的层状复合绝缘进行了电树枝生长特性试验,研究了脉冲电压重复率对环氧改性不饱和聚酯树脂与聚酰亚胺薄膜补强云母带复合绝缘试样中电树枝引发特性、形态特征以及生长曲线的影响,分析了电树枝沿绝缘带界面的生长特性。研究表明:在重复率分别为500、1000、2000 Hz和峰值为7 kV的双极性方波脉冲电压下,复合绝缘试样中的电树枝均呈枝状,且树枝较为稀疏;电树枝生长至绝缘带后将沿界面横向延伸,阻碍了电树枝径向生长,从而大幅延长了试样击穿的时间;随着脉冲重复率的增加,复合绝缘试样中电树枝的引发时间缩短、引发率提高、分支增加、放电通道变细、分形维数近似不变和平均径向生长率增大。

HPM脉冲形成网络的理论分析与计算

通过理论分析和计算,设计一个高电压脉冲形成网络,用来得到高功率微波源需要的长脉冲电压方波.

变频电机绝缘的局部放电检测技术

为解决陡上升/下降沿脉冲方波电压下变频电机绝缘局部放电(PD)检测的信号提取问题,对比研究了高频电流传感器和超高频法测试中局部放电和脉冲电源干扰的时域和频域特性。针对2种信号的不同特征,提出了抑制脉冲电源干扰、提高信噪比的方法。研究结论认为,依据IEC标准进行变频电机局部放电检测时,超高频法在局部放电起始放电电压测试和脉冲信号提取中表现出较高信噪比(S/N)性能,可优先选用。相关系数分析方法可作为局部放电脉冲是否淹没在脉冲电源干扰中的有效判据,联合采用相关系数分析和sym2小波提取技术后,宽频电流测试法仍可在需要的场合作为变频电机绝缘局部放电检测的有效补充。

表面放电对聚酰亚胺薄膜材料的电气损伤特性研究

聚酰亚胺(polyimide,PI)薄膜作为特殊工程塑料在变频电机绝缘设计中得到了广泛应用,方波脉冲电压下的局部放电是造成变频电机绝缘系统失效的主要原因之一。为探讨放电对电机绝缘的损伤作用过程,基于ASTM 2275 01标准设计一套表面放电老化试验系统,并对PI薄膜进行老化试验。表面放电使介质表面碳化,增加了PI薄膜的表面电导率,这对表面放电活性有较大的影响;借助扫描电子显微镜观察了不同放电老化阶段下PI薄膜表面及横截面的微观形貌,发现PI薄膜的降解是从试样表面逐渐向内部发展的过程;采用傅里叶红外光谱(Fourier transform infraredspectroscopy,FTIR)分析了PI薄膜在老化前后的FTIR图谱,发现PI分子主链上的醚键(C-O-C)和酰亚胺环(C-N-C)键在放电老化作用下断裂,表面放电侵蚀造成有机分子链断裂是聚合物降解的本质原因。