国家自然科学基金(50907050)
- 作品数：20 被引量：321H指数：14
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- 高压电缆接头过盈量与面压关系的仿真研究被引量：17
- 2013年
- 电缆附件与电缆主绝缘间的握紧力是保证输电线路安全运行的关键,而实际测量附件绝缘与电缆界面的压力非常复杂,这对电缆附件的结构设计及判断老化情况带来诸多困难。针对电缆附件用硅橡胶绝缘,通过实际测量电缆绝缘XLPE及附件硅橡胶料的弹性模量,利用ANSYS软件建立10 kV电缆附件三维仿真模型,分析了电缆附件过盈量与面压之间的关系。
- 柳松彭嘉康陈守直王霞郑海良吴锴
- 关键词：硅橡胶聚乙烯过盈量
- 以能带理论诠释直流聚乙烯绝缘中空间电荷的形成和抑制机理被引量：34
- 2012年
- 高压直流塑料交联聚乙烯电缆的研发难点是消除其中的空间电荷效应.目前,国内外学者普遍通过添加纳米粒了在聚乙烯体内形成深陷阱捕获电荷的机理来抑制电荷积聚,但此抑制机理违背了电场的基本理论.以能带理论全面削述聚合物介质中空间电荷的形成和抑制机理,从一级陷阱模型出发,应用电荷入陷和脱陷动力方程,推导了聚合物介质中空间电荷的形成过程.在聚合物介质中引入深陷阱后,介质Fermi能级位移,电极与介质之间界面接触由Ohm接触转变为阻塞接触.考虑到无定形相中大量的陷阱密度,电荷耗尽区宽度小于100 A,电极与介质之间的界面对电子变得透明,形成中性接触,在电压作用下,这种聚乙烯介质中不再可能形成空间电荷.最后,在纯聚乙烯和纳米改性后含有深陷阱的聚乙烯两种试样上,分别测量了电导与电场强度的关系和空间电荷分布曲线,实验结果符合理论推导.
- 屠德民王霞吕泽鹏吴锴彭宗仁
- 关键词：直流绝缘空间电荷
- 温度梯度对直流电压极性反转过程中瞬态电场的影响被引量：32
- 2010年
- 高压电缆运行中由于导体发热而引起绝缘由内到外形成温度梯度。直流电压下温度梯度的存在必然会影响电荷的注入和迁移、加剧了位于绝缘层外表面的电荷积聚和场强畸变,降低绝缘击穿强度,也造成了电缆在断电或电压极性反转时的早期破坏。为此,基于电声脉冲(PEA)法,测量了聚乙烯板状试样在不同温度梯度场、50kV/mm直流电场协同作用下加压和极性反转过程中的空间电荷分布和最大瞬态场强。结果表明:温度梯度场-直流电场协同作用下,最大稳态电场出现在试样低温侧;而温度梯度场-电压极性反转协同作用下,最大瞬态电场却出现在高温侧。
- 陈曦王霞王增彬吕泽鹏吴锴彭宗仁成永红
- 关键词：温度梯度聚乙烯电声脉冲空间电荷
- 高压直流电缆用纳米复合聚乙烯的研究被引量：15
- 2010年
- 高压直流电缆运行中的温度梯度效应导致电缆外绝缘层场强严重畸变,降低了绝缘的电气强度和使用寿命。通过添加1%纳米填料制备复合低密度聚乙烯(LDPE)绝缘材料,能有效消弱温度梯度场对LDPE绝缘中场强的畸变特性。同时,添加1%的纳米填料,不但未改变LDPE的直流击穿强度,且体积电阻率略有增加。
- 吴锴陈曦王霞屠德民
- 关键词：温度梯度聚乙烯空间电荷
- 电压反转极性对温度梯度场下聚乙烯内空间电荷的影响被引量：2
- 2011年
- 基于电声脉冲空间电荷测量方法,测量了聚乙烯片状试样在常温(△T=0℃)及温度梯度(△T=40℃)下、不同电压极性(±50 MV/m)作用2h过程中聚乙烯内的电荷积聚和场强分布特性,同时测量了加压2h后不同反转极性对温度梯度场下聚乙烯内电荷积聚和瞬态电场的影响.结果表明:无论反转极性如何,最大瞬态电场畸变率近似相同;电压极性从正到负反转过程中,最大瞬态电场出现在高温侧,而从负到正反转过程中,最大瞬态电场出现在低温侧;电压极性从正到负反转达到最大瞬态电场所需的时间更短.
- 陈曦王霞吴锴彭宗仁成永红
- 关键词：温度梯度聚乙烯空间电荷瞬态电场
- 温度梯度下双层油纸绝缘系统的空间电荷分布特性被引量：37
- 2012年
- 换流变压器为直流高压输电系统中的重要设备,但因其运行工况的特殊性,其内部油纸等绝缘材料往往承受较大的内外温度差异作用。针对换流变压器中双层油纸绝缘系统存在的内外温度不同的温度梯度效应对油纸绝缘中空间电荷分布的影响,利用电声脉冲法测量了不同温度梯度下(Δθ=0、20、40°C),电压分别为-3.4、-10.2、-20.4kV(即平均电场强度分别为10、30、60MV/m)时双层油纸中空间电荷在20min内随时间变化规律及电场分布。实验结果表明:在低场强下,上下电极均有明显的同极性电荷注入;温度梯度使低温侧出现异极性电荷,并且随着温度梯度的增大、电压的升高,低温侧异极性电荷越来越多,从而使低温侧的场强畸变越来越大;加压后,2层油纸界面处开始积累与上电极相同极性的电荷,并且界面处电荷量随温度梯度及电压的增大而增大,但电荷密度出现饱和现象。经分析可知,油纸界面起到阻挡正负电荷通过的作用,而温度对电极注入特性及试样电导特性的影响为温度梯度影响空间电荷分布的主要原因。
- 吴锴朱庆东王浩森吕泽鹏王霞
- 关键词：空间电荷温度梯度电场畸变
- 纳米粒子改性聚乙烯直流电缆绝缘材料研究(Ⅱ)被引量：22
- 2013年
- 在电缆聚乙烯材料中添加一种新型纳米粒子可以有效改善材料中的空间电荷积聚,提高其直流击穿强度和体积电阻率。为深入了解此纳米粒子作用机理,基于电声脉冲法(PEA)和充电-放电电流法,分别测量了在不同温度下、不同纳米含量时聚乙烯纳米复合材料的极化/去极化特性。用PEA方法得到不同温度下材料的平均电荷体密度、视在迁移率和陷阱深度,结果表明,20～40°C下,纯聚乙烯及聚乙烯纳米复合材料试样内的陷阱以浅陷阱分布为主;80°C下,当聚乙烯中纳米粒子质量分数>3%时,会增加复合材料陷阱深度。用充电-放电电流法计算得到材料的迁移率,可知在20～60°C内,不同试样迁移率的变化主要由纳米粒子和温度共同作用产生,而在60～80°C内,迁移率的变化则是温度起主要作用。分析认为,电荷输运受到陷阱与温度的影响是导致电阻率变化的主要原因,而在温度梯度场下,聚乙烯纳米复合材料电阻率的正温度系数趋势是抑制材料内空间电荷积聚的主要原因。
- 吴锴陈曦王霞成永红屠德民
- 关键词：纳米复合材料低密度聚乙烯空间电荷
- 聚乙烯绝缘中温度梯度效应对直流电场的畸变特性被引量：28
- 2010年
- 针对直流电缆内外温差与直流电场共同作用下会影响绝缘材料内部空间电荷分布和电场分布的问题,利用自行研制的温度梯度下的空间电荷测量装置,通过设定不同的上、下电极温度,实现试样上、下表面的不同温差,然后采用阶梯升压方式(10、30、50、70MV/m),测量在不同温度差(ΔT为0～40℃)下聚乙烯中的电场分布,最后得出了温度差和电场分布的关系.结果表明:温度差越大,外施场强越高,试样体内低温侧场强畸变越严重;由于高场强下电极上同极性电荷的注入,加压时间的增加对畸变场强有一定的缓和作用.
- 陈曦王霞吴锴成永红彭宗仁
- 关键词：空间电荷温度梯度电场分布聚乙烯
- 温度梯度下电缆绝缘中空间电荷特性的研究现状被引量：4
- 2012年
- 系统介绍了国内外温度梯度场下用PEA空间电荷测量方法及温度梯度效应对绝缘内空间电荷的影响,提出了温度梯度场下PEA法测量空间电荷的发展趋势。
- 吴锴陈曦王霞秦楷成永红
- 关键词：温度梯度空间电荷电缆
- 温度梯度场对高直流电压下聚乙烯中空间电荷及场强畸变的影响被引量：37
- 2011年
- 高压电缆运行中由于导体发热引起绝缘由内到外形成温度梯度。直流电压下温度梯度的存在必然会影响电荷的注入和迁移,同时引起绝缘电阻的梯度变化进而引起场强的梯度变化,加剧了位于绝缘层外表面的电荷积聚和场强畸变,降低了电缆的使用寿命。因此研究温度梯度场下直流绝缘中空间电荷分布及场强畸变特性,对新型直流电缆绝缘设计具有较高的理论和工程应用价值。本文测量了70kV/mm场强、0.5mm厚聚乙烯试样两面在不同温度差(ΔT=0～40℃)所形成的温度梯度场下空间电荷分布和场强畸变特性。结果表明:当温度差达到40℃时,试样体内最大畸变场强达到230kV/mm,即场强增加了2.28倍。同时测量结果表明温度差的增加与最大畸变场强近似呈线性增长关系。
- 陈曦王霞吴锴彭宗仁成永红
- 关键词：聚乙烯空间电荷温度梯度直流电场
