【摘 要】
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随着高压直流输电的不断发展,直流电缆作为直流输电系统的重要组成部分,在电能传输容量不断提升的同时对绝缘可靠性提出了更高的要求。而直流电场下空间电荷的积聚问题是造成绝缘老化和损毁的重大原因。通过研究空间电荷对局部放电测量的影响,有助于对空间电荷行为机制的深入了解,对促进电缆绝缘的发展具有重要意义。本文搭建了时域局部放电测量系统,能长时间、高采样率地记录局部放电信号。设计了典型电晕放电、表面放电、空穴
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随着高压直流输电的不断发展,直流电缆作为直流输电系统的重要组成部分,在电能传输容量不断提升的同时对绝缘可靠性提出了更高的要求。而直流电场下空间电荷的积聚问题是造成绝缘老化和损毁的重大原因。通过研究空间电荷对局部放电测量的影响,有助于对空间电荷行为机制的深入了解,对促进电缆绝缘的发展具有重要意义。本文搭建了时域局部放电测量系统,能长时间、高采样率地记录局部放电信号。设计了典型电晕放电、表面放电、空穴放电等多种样本平台;编辑了 7种单极性电压波形;对PC、PVC、PE、PTFE、层压纸板以及FEP绝缘电缆等6种绝缘材料进行了大量的局部放电试验。通过脉冲序列分析的方法对局部放电信号进行去噪、去重,并以放电谱图的形式对空间电荷在不同类型局部放电模型中的作用机制进行分析。本文主要开展了以下3类局部放电研究:1.基于负极性脉冲方波,在介质阻挡电晕放电模型下,对多种片状材料以及绝缘电缆进行局部放电测量。介质表面的空间电荷积聚会使放电重复率呈指数型下降,且空间电荷的消散速率受材料表面电阻率的影响较大。2.基于正/负极性半正弦/半方波电压波形,提出了一种基于空间电荷分布特性的,能直观地通过放电谱图对表面放电和空穴放电两种放电形式进行区分的方法。3.发现了一种在低占空比负极性半正弦波下发生的反常的反向电晕放电簇移动现象。对电晕放电期间针—板电极间空气间隙中的空间电荷行为进行试验研究。基于负极性电晕放电模型的‘离子风’理论,对该现象及其相关规律进行解释分析。
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