负极性球板电晕放电下绝缘表面电荷分布特性研究

电晕放电是高压直流输变电工程运行和设计中重点关注的问题,其产生的空间电荷在直流电场的作用下积聚到设备绝缘表面上,引起绝缘表面局部电场畸变,降低设备的绝缘性能,目前尚无有效的数值方法考虑空间电荷对绝缘表面电场强度的附加影响。针对直流负极性球——板电晕放电,搭建了直流电晕下绝缘材料表面电荷测量试验平台,该试验平台采用了有源静电探头法的测量原理,选取了3种不同绝缘材料的圆形薄片和2种不同曲率的伞形圆盘作为试验的测量对象,测量其在负极性球——板电晕放电下绝缘表面各点的电位分布。通过电荷反演算法将试验所测得的绝缘表面各点电位值换算为表面各点电荷密度值,初步得到了负极性球——板电晕放电下绝缘表面电荷的分布特性,为深入研究高压直流设备在电晕放电情况下的绝缘表面电荷分布特性提供了参考,可进一步拓展到(特)高压直流电气设备绝缘表面合成电场数值计算和绝缘优化设计领域,具有一定的工程应用价值。

碳化硅表面改性对固体绝缘介质表面电荷聚散特性的影响研究

为了揭示涂覆碳化硅对固体绝缘介质表面电荷聚散特性的影响机制,本研究建立了基于静电探头的固体绝缘表面电荷的测量实验平台,通过对表面涂覆碳化硅的PMMA试样进行测定,获取了不同条件下固体绝缘介质的表面电荷分布特性。结果表明:涂覆碳化硅对绝缘材料表面电荷积聚的影响较小,而当碳化硅含量超过45%时,绝缘材料表面电荷消散速率明显加快,且由于碳化硅体积电导率与外加电场存在非线性关系,阈值电场随着涂覆碳化硅含量增加而降低,在涂覆较高含量碳化硅后,固体绝缘材料因积聚一定量的表面电荷使其表面等效电导率明显提升,表面电荷消散速率加快,对固体绝缘介质表面积聚的电荷起到了调控作用。