含自由金属微粒流动变压器油的直流击穿特性 被引量：2

1

作者 姚雨杭 陶霰韬 +2 位作者 于梦悦 潘成 唐炬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期157-167,共11页

自由金属微粒的污染是导致油浸式电力变压器绝缘性能下降的重要原因之一,其运动行为与分布规律会受到油流的影响,从而导致变压器油的击穿特性发生变化,目前流动状态下含金属微粒变压器油的击穿特性和机理均不明确。该文利用所构建的流... 自由金属微粒的污染是导致油浸式电力变压器绝缘性能下降的重要原因之一,其运动行为与分布规律会受到油流的影响,从而导致变压器油的击穿特性发生变化,目前流动状态下含金属微粒变压器油的击穿特性和机理均不明确。该文利用所构建的流动变压器油击穿特性试验平台,分别开展了无预压和有预压两种方式下变压器油的击穿试验,并记录了击穿前微粒的分布规律以及击穿时刻的放电信号。观测结果表明:无预压时,击穿前油隙内仅存在少量游离的金属微粒,而有预压后微粒则会在油流静止和较低流速时于电极间汇聚,显著提高击穿前的微粒浓度;此外,含金属微粒变压器油的特征击穿电压将随着流速的增大先迅速上升随后逐渐趋于稳定。在流速小于0.25 m/s时,预压后的击穿电压将低于无预压时,随流速的增大而逐渐接近。通过击穿过程观测发现含微粒变压器油的击穿均是由单颗金属微粒引起的,其在靠近上电极时将引发局部放电从而导致击穿的发生。最后,结合油隙内微粒分布的变化情况讨论了油流速度对变压器油击穿特性的影响机制。 展开更多

关键词 自由金属微粒 流动 变压器油 击穿特性 局部放电

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不同类型自由金属微粒对SF6绝缘特性的影响 被引量：7

2

作者 肖淞 张晓星 +3 位作者 周倩 唐炬 戴琦伟 李祎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1582-1591,共10页

SF_6是气体绝缘设备的最主要绝缘介质,自由金属微粒缺陷极易诱发其发生绝缘故障,不同金属元素微粒对SF_6绝缘性能的影响研究上存在空白,导致设备关键区域金属材料的选择以及微粒类型的识别等方面研究缺乏理论和实验支撑。为此,该文首次... SF_6是气体绝缘设备的最主要绝缘介质,自由金属微粒缺陷极易诱发其发生绝缘故障,不同金属元素微粒对SF_6绝缘性能的影响研究上存在空白,导致设备关键区域金属材料的选择以及微粒类型的识别等方面研究缺乏理论和实验支撑。为此,该文首次结合实验结果、机理分析和仿真计算对不同类型自由金属微粒对SF_6绝缘特性的影响进行了研究。结果表明：自由金属微粒会导致SF_6击穿电压出现明显的下降。随着微粒数的增多,击穿电压的下降程度降低;电极间距越小,自由金属微粒对气隙的影响就越大;相同微粒数下,铜和铝微粒对SF_6绝缘性能的影响相近且明显大于铁微粒。相关结论对SF_6绝缘设备内部不同自由金属微粒诱发绝缘故障的成因以及对金属微粒类型和数目的检测均具有指导作用。 展开更多

关键词 自由金属微粒 SF_6击穿特性 能带理论 密度泛函数理论

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基于超高频法的GIS自由金属微粒局部放电检测与特性研究 被引量：3

3

作者 张广东 牛雪松 +2 位作者 王晓飞 江峰 杨萍 《工业仪表与自动化装置》 2015年第1期101-105,共5页

为了研究自由金属微粒对三相共筒式GIS设备运行的影响,提高局部放电检测水平,试验设计了3种不同形状、尺寸的自由金属微粒模型。采用逐步升压法对其进行试验,用超高频法测量了不同模型试品的局放起始电压,局放信号波形,对不同类型的自... 为了研究自由金属微粒对三相共筒式GIS设备运行的影响,提高局部放电检测水平,试验设计了3种不同形状、尺寸的自由金属微粒模型。采用逐步升压法对其进行试验,用超高频法测量了不同模型试品的局放起始电压,局放信号波形,对不同类型的自由金属微粒放电过程做了分析,建立了局部放电变化灰度图和脉冲分布图,获得了相应的图谱特征。试验结果表明,自由金属微粒尺寸较大,形状较规则,其局部放电正负半周差异性较小,放电幅值也相对较小;当微粒较小且形状越不规则,其局部放电越剧烈,放电量越大。另外试验结果还表明,在试验电压范围内,对于三相共筒式GIS,并没有发现自由金属微粒跳动情况。 展开更多

关键词 气体绝缘组合电器(GIS) 超高频(UHF) 局部放电 自由金属微粒 图谱特征

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基于超声波飞行图的GIS自由金属微粒缺陷诊断研究 被引量：3

4

作者 戎琳 贾勇勇 杨景刚 《电工电气》 2014年第10期19-23,共5页

自由金属微粒是气体绝缘开关设备(GIS)中最常见的缺陷之一,极易引起绝缘子闪络等绝缘故障。建立了自由金属微粒的典型缺陷模型并进行大量局部放电试验,对信号的工频相位相关性进行判断,确定了不同缺陷类型、不同试验电压下放电超声波飞... 自由金属微粒是气体绝缘开关设备(GIS)中最常见的缺陷之一,极易引起绝缘子闪络等绝缘故障。建立了自由金属微粒的典型缺陷模型并进行大量局部放电试验,对信号的工频相位相关性进行判断,确定了不同缺陷类型、不同试验电压下放电超声波飞行图的特征差异,为GIS中自由金属微粒缺陷的识别和诊断提供了一种有效的方法。 展开更多

关键词 气体绝缘开关设备 局部放电 自由金属微粒 超声波飞行图 缺陷诊断

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GIS中自由金属微粒缺陷局部放电信号特征分析 被引量：12

5

作者 史文 杨正理 +4 位作者 陈海霞 陆朱卫 王栋 辛伟峰 李军浩 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期139-144,共6页

自由金属微粒是影响GIS设备安全稳定运行的主要缺陷之一,为了进一步分析其产生的局部放电特性,文中设计了可等效模拟真实缺陷的独立密封试验模型,通过调节外施电压、微粒尺寸、微粒个数等措施,对微粒缺陷引发的局部放电PRPD谱图、n-φ... 自由金属微粒是影响GIS设备安全稳定运行的主要缺陷之一,为了进一步分析其产生的局部放电特性,文中设计了可等效模拟真实缺陷的独立密封试验模型,通过调节外施电压、微粒尺寸、微粒个数等措施,对微粒缺陷引发的局部放电PRPD谱图、n-φ谱图进行特征提取,并分析了特征形成的原因,尤其结合微粒运动形态,对各阶段微粒所带电荷的转移、中和现象进行阐述,为后续的研究和现场检测工作提供参考。 展开更多

关键词 气体绝缘组合电器 自由金属微粒 局部放电 特征分析

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正弦振动激励下GIS内自由金属微粒运动特性 被引量：17

6

作者 李杰 李晓昂 +3 位作者 吕玉芳 吴治诚 赵科 张乔根 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第21期4580-4589,4597,共11页

自由金属微粒是影响气体绝缘组合电器(GIS)绝缘可靠性的主要威胁之一,常具有潜伏性和随机性,而GIS振动可激励微粒起跳并诱发绝缘击穿,但相关研究鲜有报道。该文建立了特高压GIS中工频电压叠加正弦振动条件下自由金属微粒的荷电、受力和... 自由金属微粒是影响气体绝缘组合电器(GIS)绝缘可靠性的主要威胁之一,常具有潜伏性和随机性,而GIS振动可激励微粒起跳并诱发绝缘击穿,但相关研究鲜有报道。该文建立了特高压GIS中工频电压叠加正弦振动条件下自由金属微粒的荷电、受力和运动仿真计算模型,研究了不同外施电压和振动参数对微粒运动特性的影响规律,并获得不同条件下微粒的超声飞行时间谱图。研究结果表明:初始时刻,在壳体加速度作用下,微粒起跳场强随振幅的增加逐渐降低,微粒半径对起跳场强影响随振幅的增加逐渐减小。微粒运动过程中,相邻两次碰撞间最大飞行高度与碰撞瞬间恢复速度及电压相位有关,且与微粒飞行时间呈正相关。与仅施加工频电压相比,外施振动激励条件下,微粒飞行时间图谱在电压幅值较低时即呈现明显的三角脉冲,且微粒飞行时间图谱呈山峰状,与带状飞行图谱相比具有明显差异,具有较高的识别性。 展开更多

关键词 气体绝缘组合电器(GIS) 自由金属微粒 工频电压 正弦振动 起跳场强 超声飞行图谱

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直流套管中自由金属微粒运动特性分析 被引量：3

7

作者 李松 李金忠 +1 位作者 汤浩 邓江 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期162-170,共9页

近年来在多起直流套管故障中,均在套管内部发现直径分布在数微米至数十微米间的金属微粒,金属微粒在套管内部附着与运动对套管内部电场分布及套管的安全稳定运行具有重要的影响。对故障套管内部存在的金属微粒分布位置与形态进行了分析... 近年来在多起直流套管故障中,均在套管内部发现直径分布在数微米至数十微米间的金属微粒,金属微粒在套管内部附着与运动对套管内部电场分布及套管的安全稳定运行具有重要的影响。对故障套管内部存在的金属微粒分布位置与形态进行了分析,并建立了不同尺寸、不同分布模式下自由金属微粒的运动模型,用于计算微粒的起始运动场强。搭建微粒试验平台,结合套管实际运行状态分析微粒运动特性,对微粒运动模型进行验证。结果表明,直流套管内自由金属微粒将在电场作用下发生运动,且起始运动场强与微粒直径、微粒分布宽度、微粒分布厚度等因素密切相关。研究结果可用于直流套管的结构优化设计,在学术与工程应用上均值得进一步研究。 展开更多

关键词 直流套管 微米级自由金属微粒 模型构建 起始运动场强

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机-电联合作用下SF_(6)气体中金属微粒运动行为与局部放电特性研究 被引量：2

8

作者 宋颜峰 郑中原 +6 位作者 于金山 孙源 张昭宇 侯嘉琛 王昊天 韩旭涛 李军浩 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期74-83,共10页

为探究气体绝缘金属封闭开关设备内金属微粒在机械振动和高压电场联合作用下的放电运动特性,基于机械振动与交流电压联合试验平台,对不同机-电状态下自由金属微粒运动产生的超声波信号及放电信息进行测量,分析了机-电联合作用下金属微... 为探究气体绝缘金属封闭开关设备内金属微粒在机械振动和高压电场联合作用下的放电运动特性,基于机械振动与交流电压联合试验平台,对不同机-电状态下自由金属微粒运动产生的超声波信号及放电信息进行测量,分析了机-电联合作用下金属微粒的放电特性及运动规律。试验结果表明:随着机械振动幅值、频率的增加,金属微粒的局部放电起始电压减小,且高振动频率时微粒放电分散性降低;机-电联合作用下,放电活动更加剧烈,局部放电相位分布谱图分散性增大,超声飞行谱图整体保持三角脉冲群的典型特征,且脉冲群周期为工频周期;随着机械振动、电压幅值的升高,飞行谱图不断向前发展,产生“双峰”和“三峰”的形态。研究结果有助于气体绝缘组合开关实际运行过程中自由金属微粒的检测与分析。 展开更多

关键词 气体绝缘组合开关 自由金属微粒 机-电共同作用 放电特性 运动规律

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直流GIL中自由线形金属微粒的运动与放电特性 被引量：31

9

作者 王健 李庆民 +2 位作者 李伯涛 刘思华 王志远 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期4793-4800,共8页

针对直流GIL中较常见且具有严重影响的自由线形金属微粒,搭建了贴合实际工况的封闭式同轴圆柱电极平台,同时使用高速相机和局放监测手段观测线形金属微粒的运动、局放与击穿行为。定量获得了微粒长度对站立与跳跃两种不同运动模式发生... 针对直流GIL中较常见且具有严重影响的自由线形金属微粒,搭建了贴合实际工况的封闭式同轴圆柱电极平台,同时使用高速相机和局放监测手段观测线形金属微粒的运动、局放与击穿行为。定量获得了微粒长度对站立与跳跃两种不同运动模式发生概率的影响;拍摄了站立线形微粒引起的电晕图像,同时监测、提取并统计微粒引起的局部放电情况;记录金属微粒引起的击穿图像,并基于流注理论分析了自由线形金属微粒引起的气隙击穿特性。研究表明:线形微粒的起动场强与微粒的长度基本无关,而与微粒的半径开方成正比,微粒越短,起动后越易达到跳跃运动状态,而微粒越长,越易保持站立状态;微粒引起的局部放电随着微粒长度的增大而更加剧烈;对于跳跃的自由线形微粒,其引起的微放电击穿间距随着微粒长度的增加而增加,击穿电压随着微粒长度的增加而降低。 展开更多

关键词 直流气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed transmission line GIL) 自由线形金属微粒 运动模式 局部放电特征 微放电间距

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交直流复合电压下流动变压器油中金属微粒运动规律和局部放电特性研究 被引量：19

10

作者 姚雨杭 潘成 +2 位作者 唐炬 骆欣瑜 夏苏怡 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第15期3101-3112,共12页

流动变压器油中自由金属微粒引起的局部放电(PD)特性与其运动规律密切相关。该文利用搭建的变压器油循环流动装置,获得了交直流复合电压作用下流动油中自由金属微粒的运动特性,同时研究了流动油中自由金属微粒引发的PD特性。试验结果显... 流动变压器油中自由金属微粒引起的局部放电(PD)特性与其运动规律密切相关。该文利用搭建的变压器油循环流动装置,获得了交直流复合电压作用下流动油中自由金属微粒的运动特性,同时研究了流动油中自由金属微粒引发的PD特性。试验结果显示,在交流电压下PD最剧烈;当复合电压中直流分量增多时,起始放电电压降低,放电重复率、放电量和单位时间累积放电量增大。为分析试验结果,构建了复合电压下的层流固-液两相流模型,仿真得到自由金属微粒的运动轨迹,仿真结果显示在交流电压下微粒只在下电极附近上下往复运动,并频繁与电极发生碰撞;外施电压含有直流分量时,微粒在上、下电极间往复运动,且落点间距随着直流分量的增加而变窄,仿真与实验结果具有较好的一致性。最后,该文根据验证后的仿真模型,分析了金属微粒运动对PD特性的影响机制。 展开更多

关键词 自由金属微粒 流动 变压器油 微粒运动 局部放电

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直流电场下C_4F_7N/CO_2与SF_6/N_2混合气体中铝质球形自由微粒放电敏感度对比分析 被引量：19

11

作者 王靖瑞 王健 +2 位作者 倪潇茹 王璁 李庆民 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期4682-4691,共10页

直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)充SF_6混合气体或SF_6替代气体时,其绝缘性能将受到自由金属微粒的影响。本文重点针对C_4F_7N/CO_2以及SF_6/N_2混合气体,开展绝缘强度的影响分析。选用的实验气体组份为:C_4F_7N/CO_2(4%/96%)、SF_6/... 直流气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)充SF_6混合气体或SF_6替代气体时,其绝缘性能将受到自由金属微粒的影响。本文重点针对C_4F_7N/CO_2以及SF_6/N_2混合气体,开展绝缘强度的影响分析。选用的实验气体组份为:C_4F_7N/CO_2(4%/96%)、SF_6/N_2(其中SF_6比例分别为20%、30%、50%和70%)以及纯SF_6气体,在球-碗电极直流电场下,开展微粒影响下的气隙击穿实验。提出微粒放电敏感度(DSP)的概念及定义,用以评估不同组分气体绝缘强度对金属微粒导致的局部电场强度剧变的敏感程度。实验结果表明,在0.1~0.5MPa气压范围内,不存在微粒时,4%C_4F_7N/96%CO_2绝缘强度与30%SF_6/70%N2混合气体相当;存在微粒影响时,4%C_4F_7N/96%CO_2混合气体的DSP值低于30%SF_6/70%N2混合气体的,而高于20%SF_6/80%N2混合气体的,且放电电流呈现双峰值特征。C_4F_7N/CO_2混合气体具有绝缘强度高、对微粒放电敏感度低的特性,这与C_4F_7N具有强电负性和高吸附系数有关。本文还结合微粒运动触发放电的物理模型,阐明了气隙击穿电流出现双峰特征的原因。 展开更多

关键词 击穿电压 球形自由金属微粒 混合气体 微粒放电敏感度 击穿电流

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线形金属微粒对SF_6局部放电含硫分解组分的影响 被引量：3

12

作者 唐炬 周永建 +3 位作者 唐博文 高克利 姚强 曾福平 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1018-1025,共8页

电网中以穿墙套管为代表的六氟化硫(SF_6)直流气体绝缘设备中,不可避免存在的自由线形金属微粒缺陷会使电场发生畸变,产生局部放电(PD),进而导致事故发生。为了进一步了解直流PD下,自由线形金属微粒缺陷产生的PD对SF_6绝缘气体分解特性... 电网中以穿墙套管为代表的六氟化硫(SF_6)直流气体绝缘设备中,不可避免存在的自由线形金属微粒缺陷会使电场发生畸变,产生局部放电(PD),进而导致事故发生。为了进一步了解直流PD下,自由线形金属微粒缺陷产生的PD对SF_6绝缘气体分解特性的影响,论文在搭建的高压直流PD实验平台上,以不同直径、不同形状尺寸的线形金属微粒产生稳定的PD进行了SF_6分解试验,并利用质谱联用仪定量测定放电室内含硫特征组分体积分数,获取了PD下3种SF_6含硫特征分解组分(SO_2F_2、SOF_2和SO_2)的生成规律。结果表明:在直径的影响下,3种含硫组分气体的体积分数和总体积分数均随时间增长,但产气速率趋势大不相同;其有效产气速率大小按直径排序均为0.3 mm>0.4 mm>0.5 mm>0.6 mm;含硫分解组分总体积分数在PD时间进行到24 h后,呈现出线形微粒>薄片状微粒>球状微粒的现象。自由线形金属微粒缺陷对直流气体绝缘设备含硫特征分解组分影响显著,且与直径有着明显的相关性,这可以为完善直流气体绝缘设备的故障诊断和在线监测技术提供参考。 展开更多

关键词 自由线性金属微粒 HVDC 局部放电 SF6分解特性 含硫分解组分

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超声检测进行气体绝缘组合电器典型绝缘缺陷识别 被引量：25

13

作者 司文荣 黄华 +1 位作者 傅晨钊 李彦明 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期11-18,共8页

介绍了基于超声检测的气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)典型绝缘缺陷识别技术。该技术由基于幅值模式(amplitude mode,AM)、飞行模式(flying mode,FM)、基于相位模式(phase mode,PM)的特征参数提取与判别3个主要模块组... 介绍了基于超声检测的气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)典型绝缘缺陷识别技术。该技术由基于幅值模式(amplitude mode,AM)、飞行模式(flying mode,FM)、基于相位模式(phase mode,PM)的特征参数提取与判别3个主要模块组成。其中,针对AM提取的特征参数有频率成分50 Hz和100 Hz,用于区分缺陷信号与背景噪声,以及周期最大最小有效值比和周期最大最小峰值比用于区分自由金属微粒和其他超声信号。基于FM提取的特征参数有等效飞行时宽和等效飞行距离,用于判别超声信号是否来自于自由金属微粒。而基于PM提取的统计放电指纹则用于识别局部放电(partial discharge,PD)缺陷类型,包括母线和筒壁突起、绝缘子内部缺陷和悬浮电极。试验结果验证了该基于超声检测进行GIS典型绝缘缺陷识别技术的可行性和实用性。 展开更多

关键词 气体绝缘组合电器 超声检测 局部放电 自由金属微粒 背景噪声 缺陷识别

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不同气压下两种缺陷的SF6负极性直流局部放电分解特性 被引量：7

14

作者 唐念 杨东 +3 位作者 周永言 唐炬 曾福平 黎晓淀 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2911-2916,共6页

为了探究不同气压下自由金属微粒与金属突出物在引起负极性直流局部放电（PD）导致SF6特征组分的差异,在搭建SF6直流局部放电分解实验平台的基础上,开展了不同气压下SF6 PD分解特性实验研究,获取了SF6分解特征组分随压强的变化规律。研... 为了探究不同气压下自由金属微粒与金属突出物在引起负极性直流局部放电（PD）导致SF6特征组分的差异,在搭建SF6直流局部放电分解实验平台的基础上,开展了不同气压下SF6 PD分解特性实验研究,获取了SF6分解特征组分随压强的变化规律。研究表明：在2种缺陷下,SF6会发生分解生成SO2F2、SOF2、CO2、SO2 4种稳定的分解产物,金属突出物缺陷下各分解组分生成量浓度随着气压的增加而逐渐减少,并呈现不同的变化趋势。自由金属微粒缺陷下,SOF2、CO2和SO2随着气压的增加几乎不变,SO2F2随着气压的增加而快速减少。有效量浓度比值c（SO2F2）/c（SOF2＋SO2）随气压的增加逐渐减少,在对GIS进行故障诊断时,需要对气压造成的影响进行校正;c（CO2）/c（SO2F2＋SOF2＋SO2）随气压逐渐增加,并在0.3 MPa后达到稳定,对气压处于0.3～0.4 MPa的气体绝缘设备进行故障诊断时,可以不考虑气压对c（CO2）/c（SO2F2＋SOF2＋SO2）的影响。 展开更多

关键词 SF6 局部放电 直流 气压 自由金属微粒 金属突出物

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