绝缘材料

综述

  • 半脂环型无色透明聚酰亚胺薄膜研究与应用进展

    吴琳;职欣心;何志斌;袁舜奇;谈瑶瑶;张燕;刘金刚;

    从半脂环型无色透明聚酰亚胺(CPI)薄膜的发展历史、制造用关键单体、树脂合成技术、薄膜生产技术及其在光电器件中的应用等角度综述了半脂环型CPI薄膜的研究现状及未来发展趋势。重点介绍了半脂环型CPI薄膜当前的发展热点,并对半脂环型CPI薄膜的未来发展趋势进行了展望。

    2022年02期 v.55 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1088K]
  • GIS盆式绝缘子表面缺陷及其诊断方法研究综述

    韩帅;高飞;廖思卓;郭瑞;王健;李庆民;

    盆式绝缘子作为气体绝缘组合电器(GIS)最薄弱的绝缘环节,其表面缺陷是提高GIS设备绝缘强度研究中的关键问题。本文首先介绍了气泡缺陷、异物缺陷、表面脏污以及裂纹缺陷等盆式绝缘子常见表面缺陷的产生和发展机理;其次分析总结了盆式绝缘子表面缺陷诱发闪络的发生机制,明确了盆式绝缘子表面电场分布及表面电荷积聚是影响绝缘子沿面闪络的重要因素;此外,归纳了现有盆式绝缘子表面缺陷诊断方法的利弊;最后,鉴于工频电压激励下盆式绝缘子表面缺陷局部放电检测方法的不足,从激励局部放电的电压模式入手,研究并总结了不同电压激励下盆式绝缘子表面缺陷局部放电检测方法的现状。

    2022年02期 v.55 12-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1011K]

材料研究

  • 牵引电机用国产与进口间位芳纶纸的性能对比研究

    秦盼亮;吉永红;刘嬿;宋玮倩;任靖屹;刘冠芳;

    为对比牵引电机用国产与进口间位芳纶纸的性能,测试分析了国产A纸、B纸及进口纸的结构、力学性能和介电性能。分别采用3种纸制作了定子模型并测试其电性能。结果表明:A纸纸张结构比较疏松,其拉伸强度略低于纸张结构较为致密的B纸与进口纸;3种间位芳纶纸的断裂伸长率都稳定地维持在17%~19%,A纸和B纸的边缘抗撕裂总体高于进口纸,A纸的击穿电压略低于B纸和进口纸,但浸漆后A纸的击穿电压高于B纸和进口纸,这归因于A纸结构比较疏松,有利于绝缘漆进入纸张内部填充空隙。两种国产芳纶纸制作的定子模型的介质损耗因数、电阻、电容及耐压性能均表现正常,表明这两种国产间位芳纶纸可以代替进口间位芳纶纸作为槽绝缘和垫条使用。

    2022年02期 v.55 23-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1119K]
  • BaTiO3掺杂驻极体复合纳米纤维的制备及其在变压器绝缘油先进再生技术中的应用

    何潇;周年荣;张政;张林山;谭向宇;

    驻极体效应可提高滤膜对极性杂质的吸附能力,本研究将驻极体技术与静电纺丝工艺相结合,制备了BaTiO_3掺杂复合纳米纤维变压器绝缘油滤膜。通过对电纺参数与纤维膜形貌之间关联开展了较为系统的研究,得出制备直径和孔径较小且无串珠PVDF纳米纤维膜的电纺条件。随后进行变压器绝缘油再生实验。结果表明:制备的变压器油滤膜具有可清除极性物质、比表面积高、孔隙率高等优点,通过掺杂BaTiO_3和电晕放电处理可使复合纳米纤维膜稳定带电。老化绝缘油经过驻极掺杂复合纳米纤维膜过滤后介质损耗和击穿电压得到明显优化,相比其他滤膜,驻极掺杂复合纳米纤维膜使变压器绝缘油的再生效果更好。

    2022年02期 v.55 28-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2337K]
  • 极寒条件下不同微水含量变压器油的性能研究

    罗永利;罗传仙;王鹏浩;张静;邴龙;陈鹤;罗子秋;

    为掌握常温到极寒条件下不同微水含量变压器油的黏度、导热系数、电导率与介电性能等特性,配制4种不同微水含量的45~#变压器油试样,在+30~-50℃对变压器油黏度、导热系数、电导率与介电性能进行测试。结果表明:随着温度降低,变压器油的黏度呈指数函数增大趋势;变压器油的微水含量越高,黏度越大;导热系数受温度和微水含量的影响较小;电导率和介质损耗因数随温度的降低均呈先增大后减小的趋势,微水含量越高电导率和介质损耗因数的峰值越高,对应达到的峰值温度越高,而相对介电常数随温度的降低近似呈线性增加,不同微水含量的变压器油相对介电常数随温度的变化趋势相同,差异较小。

    2022年02期 v.55 38-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K]
  • 双层表面改性氮化硼纳米片对环氧基绝缘材料热稳定性的影响

    吴毅;李志刚;刘智辰;成先文;杨子瑞;曾健;

    使用多巴胺(DA)和3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)对氮化硼纳米片(BNNS)进行双层表面改性,结合FTIR、TGA、SEM实验测试和反应分子动力学模拟,探讨双层表面改性的BNNS对环氧基(EP)绝缘材料热稳定性的影响。结果表明:聚多巴胺(PDA)末端接枝KH560和KH560末端接枝DA两种双层改性方法均成功修饰BNNS表面,并且双层表面改性的BNNS在复合材料中具有更好的分散性;双层表面改性的BNNS/EP的电气强度均高于31.2 kV/mm;双层表面改性能够显著提高复合材料的热稳定性,其中KH560末端接枝DA的双层改性方法对于提升复合材料热稳定性的效果最佳。KH560末端接枝DA的双层共价键接枝长链的改性方法,有利于增强界面相容性,使得BNNS与EP基体相互作用力更大,且长支链可以填充材料内部的空隙,从而增强复合材料的热稳定性。

    2022年02期 v.55 44-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K]
  • 高耐热水性硅钢片漆的制备及性能研究

    都书强;祁世发;方建国;夏宇;张笑瑞;

    为了提高水溶性硅钢片漆的耐热性,以水溶性聚酯树脂为基体,不同配比的沉淀BaSO_4和无机胶黏剂制成复合无机填料后制备具有优异耐热性能的水溶性硅钢片漆,并对硅钢片漆的力学性能、电气强度和耐热性进行分析。结果表明:当复合无机填料加入基体树脂中分散均匀后漆膜的铅笔硬度达到9H,附着力等级达到1级,随着复合无机填料中BaSO_4添加比例的上升,漆膜的电气强度和体积电阻率以及耐热性能都呈先上升后下降的趋势,当BaSO_4与无机胶黏剂的质量比为5∶2时,漆膜的电气强度达到最高280 kV/mm左右,体积电阻率高达1.5×10~(16)Ω·m。最高初始热分解温度为273℃左右,最终残留率为77%,辐照前后性能基本无变化,富兰克林烧损实验后尺寸稳定以及表面电阻稳定,说明在高温下仍保持绝缘性能。

    2022年02期 v.55 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1071K]

绝缘技术

  • 不同含水量油纸绝缘的交直流空间电荷特性研究

    周远翔;薛磊;黄欣;张云霄;滕陈源;

    换流变压器在正常运行过程中,水分会导致油纸绝缘电气性能下降并加速其老化,导致寿命下降和绝缘击穿。为研究水分对油纸绝缘交直流复合电压下空间电荷特性与击穿特性的影响,制备不同含水量的油纸绝缘试样,利用交直流复合电压下空间电荷测量系统,得到了交流、直流及交直流复合电压形式下水分含量对油纸绝缘空间电荷特性的影响规律,同时研究了不同水分含量试样在不同电压类型下的击穿特性。结果表明:交直流复合电压下油纸绝缘中的电场畸变率大于直流和交流电压下的电场畸变率;随着直流分量的增加,较高含水量试样的电气强度增加幅度明显低于较低含水量试样,低含水量试样的电气强度受直流电压分量影响而高于高含水量试样。

    2022年02期 v.55 57-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1330K]
  • 毛刺缺陷影响下的球-板间隙流注放电特性

    律方成;张博禹;耿江海;王平;丁玉剑;高树国;

    利用由光电倍增管和电场传感器组成的光电联合检测系统,进行正极性操作冲击电压下不同距离间隙带毛刺球-板电极间隙放电试验,并以棒-板与球-板放电试验进行对照,得到初始流注下的50%放电电压(U50%)和物理特征参数并进行对比。结果表明:在带有毛刺缺陷的球-板电极间隙中,初始流注起始时延、初始流注场强跃升幅值和光功率跃升幅值呈正相关;在流注起始时,毛刺的存在能够缩短放电起始时延,其中对于短间隙最明显;而流注开始发展后带毛刺球-板电极间隙初始流注的发展规律与棒-板电极间隙初始流注相近,毛刺的存在加剧了放电的发展。对于整个放电过程而言,毛刺缺陷会大幅降低球-板电极间隙放电电压,使其临近同等间隙下棒-板电极间隙放电电压。

    2022年02期 v.55 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 847K]
  • 长期冷热循环对电缆附件界面压力的影响

    张静;胡胜男;何亮;蔡玉汝;程林;徐庆文;孟鹏飞;周凯;

    电缆附件与本体之间的界面压力是影响电缆稳定运行的关键,为探究长期冷热循环对电缆附件界面压力的影响,设计了界面压力测试系统,采用冷热循环的温度控制方式模拟电缆冷热负荷运行状态进行冷热循环实验,并对实验前后的电缆附件硅橡胶材料进行了动态热机械分析。结果表明:长期冷热循环下的硅橡胶材料在测试温度段下弹性模量明显上升。此外,随着老化时间延长、老化温度升高,电缆附件产生不可恢复的形变,导致界面压力降低,界面密封性能下降。基于电缆附件参数对界面压力进行有限元仿真验证了实验结果。

    2022年02期 v.55 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K]
  • 重复方波参数对变频电机绝缘放电频域能量分布影响研究

    于超凡;王鹏;马世金;李佩宜;Shakeel AKRAM;

    采用双极性重复方波电压,借助特高频测试方法,实验研究了重复方波电压幅值、频率、占空比、上升时间对变频电机匝间绝缘放电频域能量分布的影响规律。结果表明:放电0.50 GHz以上频域能量随占空比的增大而明显增加;频域各频段能量随脉冲电压幅值的增大而增加,1.50 GHz以上高频能量随频率的提升不断衰减;脉冲电压上升速率对放电频域能量影响显著,放电脉冲在1.00~2.00 GHz高频能量随电压上升速率的增大而增加。在设计用于高频、陡脉冲电压下变频电机绝缘PDIV测试的特高频传感器时,应充分考虑上述脉冲参数对频域能量的分布影响,以提升PDIV测试的灵敏度和信噪比。

    2022年02期 v.55 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K]
  • 基于宽频阻抗谱技术的XLPE电缆老化诊断方法研究

    单秉亮;李舒宁;孙茂伦;杜承谦;王伟;李成榕;孟晓凯;

    本文阐述了基于电缆中电磁波波速诊断XLPE电缆老化的理论依据,介绍了基于输入阻抗谱的电缆平均波速计算方法,仿真研究了电缆均匀老化和分段老化对于平均波速的影响,提出了基于平均波速诊断电缆整体老化状态的方法。最后,实验室内搭建均匀热老化和分段热老化电缆模型,基于试验验证上述诊断方法的有效性。结果表明:加速均匀老化电缆和分段老化电缆的平均波速由166 m/μs分别降低至139 m/μs和152 m/μs,电缆老化越严重,电缆中波速越小。上述方法的提出可为XLPE电缆老化诊断提供更多有效信息。

    2022年02期 v.55 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1045K]

测试与分析

  • 高压电缆阻水缓冲层电化学腐蚀特性及失效研究

    郑建康;苏小婷;李庚;梁战伟;翟志辰;孔佳民;周凯;

    为研究高压电缆阻水缓冲层失效机理,尤其是其电化学腐蚀特性,对事故电缆缓冲层白斑进行成分分析,结合理论分析和模拟实验,确定白斑不同成分的产生机理。测试了缓冲层受潮特性,研究了缓冲层含水率和电流密度对其电化学腐蚀特性的影响。最后,基于电化学阻抗谱,测试了电化学腐蚀对缓冲层电气特性的影响,确定了缓冲层电化学腐蚀至最终烧蚀的演变规律。结果表明:阻水缓冲层由于受潮或电缆外破进水,会发生电化学腐蚀生成白斑(碳酸氢钠和氢氧化铝),并最终导致高压电缆失效;其腐蚀速率主要受电流密度影响,而最终腐蚀程度取决于阻水缓冲层的含水率。

    2022年02期 v.55 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 939K]
  • 基于高导热管道提升排管敷设下的电力电缆载流量的研究

    陈文教;郑志豪;徐研;李俊;刘国权;张婧婧;刘刚;

    为了解决排管敷设电缆在运行过程中由于高热阻环境造成载流量大幅低于设计标准的问题,本文研发了一种高导热电缆管道材料石墨烯微片与石墨片改性高密度聚乙烯(PG-GNPs-HDPE),并建立仿真模型验证目前城市配网常用的排管敷设工况下电缆采用PG-GNPs-HDPE高导热管道后的载流量提升效果。结果表明:与普通HDPE管道相比,采用PG-GNPs-HDPE高导热管道后,对于2×4排管敷设110 kV 500 mm~2电缆群,其载流量提升了9.32%;对于3×4排管敷设10kV 3×400 mm~2电缆群,其载流量提升了7.42%。

    2022年02期 v.55 97-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K]
  • 高压电缆充油终端接地系统缺陷电压和电流特征分析

    方春华;郭凯歌;卢佳杨;胡冻三;陈杰;曹京荥;

    为探究高压电缆充油终端铜网缺失和铅封缺陷等接地系统缺陷对终端电压和电流的影响,利用集中参数电路,建立电缆充油终端电阻电感电容(RLC)等效模型,基于COMSOL计算终端电容参数以及实验测试电阻参数,分析缺陷下终端电压和电流的变化特征,并通过实际故障案例加以验证。结果表明:铜网缺失导致终端外半导电层接地失效,外半导电层电压显著增大,进而引起放电;铅封断裂导致铝护套与尾管连接不可靠,造成终端铝护套电压悬浮,长期运行会造成铝护套与缓冲层间放电;铅封层间缺陷导致铝护套与铅封接触面积减小,铅封处允许的最小接触面积约为10%。

    2022年02期 v.55 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 946K]
  • 核磁共振氢谱法测定天然酯绝缘油的脂肪酸含量

    宋浩永;王炜;黄青丹;莫文雄;

    天然酯绝缘油作为一种新型难燃环保型液体绝缘介质,在液浸式电力设备中的应用越来越广泛,研究不同天然酯绝缘油的脂肪酸种类和含量,有利于掌握不同绝缘油的理化性能。本研究提出通过核磁共振氢谱法测定天然酯绝缘油脂肪酸组成的方法,并将其结果与气相色谱-质谱联用技术的测试结果进行比较。结果表明:利用核磁共振氢谱法对天然酯绝缘油的脂肪酸含量进行简单、快速的测定是可行且可靠的。核磁共振氢谱法与气相色谱-质谱法测定脂肪酸的误差绝对值最大为2.95%,该误差在可接受范围内。

    2022年02期 v.55 111-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 835K]
  • 高压直流挤包绝缘海陆复合电缆温度场及空间电荷分析

    黄烜城;封建宝;吴木木;闫志雨;张洪亮;雷志城;

    高压直流电缆运行过程中会在绝缘层内产生空间电荷,导致电场畸变,甚至绝缘击穿。为了研究电缆实际运行中空间电荷的影响,本研究利用有限元仿真获得了高压直流海陆复合电缆在额定电流、最大稳态电流和短时过载电流情况下的温度场。根据仿真结果,在空间电荷测试中分别设置10、20、40℃的温度差,分别模拟400 kV高压直流电缆在不同工作条件下的温度场。结果表明:在额定电流下XLPE绝缘层两侧温度差为8.1℃;最大稳态电流下XLPE绝缘层两侧温度差为18.7℃;短时过载1 h情况下,XLPE绝缘层两侧温度差为61.1℃;短时过载36 h情况下,XLPE绝缘层两侧温度差为41.1℃。实验结果显示温度梯度会使XLPE阳极低温侧产生异极性电荷积聚,使电场发生畸变。通过对畸变电场进行校正计算,发现最大电场畸变率随平均场强呈线性关系。随着温度梯度的增加,电场畸变率也在增大。在温度梯度40℃和外施场强50 kV/mm下,最大电场畸变率为1.68。

    2022年02期 v.55 118-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1115K]
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