空间电荷
- 脱气处理对高压XLPE绝缘直流电缆空间电荷影响研究
移形成异极性空间电荷[6]。空间电荷积聚会影响电场分布,如果空间电荷密度很高,局部电场强度将超过绝缘击穿强度并引起初始电击穿。即使局部电场强度不太高,空间电荷积累也会逐渐使电介质发生老化,导致绝缘缺陷的形成,从而降低高压直流电缆长期运行的可靠性和使用寿命[7-8]。国内外研究表明,脱气处理能有效降低XLPE绝缘交联副产物,提高直流电缆绝缘击穿强度[9]。Chong等[10]研究表明,XLPE绝缘脱气时间、脱气温度及试样厚度会影响XLPE空间电荷分布;Fu等
江苏科技信息 2023年16期2023-07-31
- 不同温度下直流电缆气隙缺陷周围空间电荷的分布
[4]，造成空间电荷的大量聚集，引起电场强度的畸变，且绝缘气隙长期在高温度梯度和高场强的工作状态下，绝缘材料的介电性能会受到严重破坏[5,6]，因此，研究温度梯度下气隙周围的空间电荷的影响具有重要意义.近年来，国内外学者对XLPE空间电荷分布特性的研究有一定的成果，在绝缘层温度梯度对空间电荷的影响主要集中在电极的注入、陷阱和杂质的电离等[7-12]，而由绝缘材料本身的介电性能产生的空间电荷研究相对较少，尤其是对不同温度梯度下含有气隙的绝缘缺陷的空间电荷的研
陕西科技大学学报 2023年1期2023-03-04
- 电力电子模块封装硅胶电荷输运与陷阱特性研究
况下容易积累空间电荷，导致电场畸变加速绝缘老化，并最终大幅缩短其寿命[1-3]。因此，聚合物中的空间电荷对其绝缘性能起着至关重要的作用。由于目前宽禁带功率模块商用化产品的额定电压大多为1 200 V或1 700 V，空间电荷的问题并没有引起功率模块封装绝缘研究的太多关注。然而随着高压宽禁带功率模块的研发和应用，封装绝缘要求耐受10 kV及以上电压等级，功率模块的功率密度要求也随之提高，解决封装绝缘面临的空间电荷、电场畸变、温度集中和机械应力集中等问题，对于
绝缘材料 2022年8期2022-10-20
- 基于双极性载流子输运模型的聚酰亚胺薄膜空间电荷数值模拟
电荷，并形成空间电荷电场[3]。空间电荷的存在会影响电场的分布并造成局部电场畸变，导致聚合物材料绝缘性能劣化甚至失效[4]。聚酰亚胺（PⅠ）薄膜广泛应用于电力设备中[5]，因此测量和分析PⅠ薄膜内部空间电荷和电场的分布特性具有重要意义。目前空间电荷测量方法主要有热阶跃、压力波和电声脉冲3种非破坏测量方法[6]。相较于实验测量，空间电荷动力学数值模拟没有高性能仪器（皮秒脉冲发生装置）的限制，还具有能分析载流子迁移率、陷阱深度、带电粒子相互作用等实验测量难以控
绝缘材料 2022年7期2022-10-19
- 交联副产物在交联聚乙烯绝缘高压直流海缆中分布及对空间电荷特性研究
电导率变化、空间电荷积聚等问题，对直流电缆的绝缘性能提出了区别于交流电缆的要求。因此，直流电缆绝缘中残留的甲烷不仅会造成电缆与附件连接问题，其余的极性小分子副产物在直流电场下分解后会对绝缘材料的空间电荷和电导率等构成影响，进而会影响直流电缆的电气性能和长期运行稳定性[2]，因此需要尽可能将副产物从直流电缆绝缘中全部去除。本文研究±400kV 直流海缆中交联副产物的分布特性及对绝缘空间电荷分布的影响，为产品批量化生产应用提供参考。1 XLPE 绝缘直流海缆交
电力设备管理 2022年8期2022-05-28
- 不同含水量油纸绝缘的交直流空间电荷特性研究
电介质内部的空间电荷反复注入与抽出，导致在试样内部不容易产生电荷积聚；而在直流电场的作用下，载流子在试样内部定向移动更容易产生空间电荷的积聚，进而引起绝缘介质内部电场发生畸变，加速绝缘材料的老化，降低其绝缘寿命[7-8]。与此同时，换流变压器在长期运行过程中，油纸绝缘承受电、热、机械等多种应力作用，当材料本身逐步发生降解或因潮气渗入变压器内部引起变压器水分含量增加时，在电场的作用下，水分子的迁移分解会进一步加速绝缘材料的老化，导致油纸绝缘寿命的缩短[9-1
绝缘材料 2022年2期2022-03-04
- 固体电介质空间电荷分布实验与仿真系统
输电电缆存在空间电荷积聚，空间电荷会畸变绝缘体内的电场分布，加速绝缘材料的老化与击穿过程［9-10］。由于空间电荷输运过程的不可见性，相关知识比较抽象，学生难以理解。目前多数高校开设的电介质电气特性实验主要是选取针、板、球等典型电极结构测试击穿电压，对学生理解电介质击穿的微观过程帮助不大［11-14］。将空间电荷测量与仿真技术引入实践教学，直观的实验与仿真结果有助于学生理解空间电荷的输运过程与微观机制。本文设计了固体电介质空间电荷分布实验与仿真系统。空间电
实验室研究与探索 2022年11期2022-02-20
- 空间电荷及金属颗粒对换流变阀侧套管的电场分布影响
有重要意义。空间电荷的存在对于阀侧套管的绝缘强度有非常复杂的影响，因此，在研究阀侧套管的电场分布时必须考虑空间电荷的影响。在直流高电压下，每种介质的相对介电常数和电阻率有很大差异，在传导电流的作用下会造成介质分界面空间电荷的局部积累，从而导致局部电场畸变，对该处电场强度起到增强或者削弱的效果[9—12]。另外，长时间空间电荷的积累还会加速绝缘介质老化，影响介质的绝缘性能，最终引发绝缘介质击穿[13—14]。在电力设备的生产、组装与运行过程中，会由于残留、污
电力工程技术 2022年1期2022-02-12
- 脱气对525 kV交联聚乙烯绝缘直流电缆空间电荷特性的影响
，形成异极性空间电荷，积聚在电缆绝缘内外层的边缘[9-12]，进而导致绝缘内外边缘界面处的电场畸变。在XLPE电缆的实际运行中，绝缘内外层温度呈梯度分布，这将导致电缆绝缘内外界面处的场强畸变更为严重[13]。交联副产物的存在，对XLPE电缆的长期运行产生不利的影响，会加速绝缘老化，引起局部放电，甚至造成电击穿等电缆故障。因此，研究交联副产物对电缆绝缘内空间电荷分布的影响尤为重要。目前，对XLPE电缆进行脱气处理，是去除交联副产物的主要方法。国内外大量试验研
南方电网技术 2021年12期2022-01-21
- 直流XLPE电缆绝缘中空间电荷的抑制方法综述
电过程中会有空间电荷持续积聚，电缆绝缘中由于空间电荷的存在，易引发电缆内部局部场强畸变，导致电缆绝缘击穿。即使短时间内未造成明显的损害，长此以往也会为电缆绝缘的寿命缩短埋下隐患，如何有效抑制空间电荷产生是目前亟待解决的问题之一[4]。针对空间电荷产生的问题，抑制的主要方法有：接枝、共混和纳米掺杂等[5]。有效抑制空间电荷在电缆中积聚可以延长电缆寿命，减少更换电缆的频率，同时能够节约资源。因此，如何有效抑制空间电荷在电缆中积聚更具有研究意义。文中将针对多种直
电力工程技术 2021年5期2021-10-11
- 高载流量柔性直流电缆绝缘料关键性能研究
实现绝缘中的空间电荷抑制。具体来说，主要包括纳米材料添加技术和分子接枝技术[5]。这2种方法均是通过在电缆树脂基料中引入极性原子/基团，通过调控材料中的深/浅陷阱浓度及载流子迁移率，以实现空间电荷的抑制[6]。柔直电缆绝缘材料主要电气性能指标包括空间电荷、电阻率、直流击穿电场等。空间电荷性能研究起于上个世纪80年代，主要测试方法包括压力波法和电声脉冲法[7—8]。科研工作者针对柔直电缆绝缘材料从不同方面开展了大量的研究，包括电极材料对空间电荷注入影响[9]
电力工程技术 2021年4期2021-08-12
- 热电子发射同轴二极管几何结构对空间电荷限制流的影响
再用二极管的空间电荷限制的3/2次定律计算[2-3]。因此，通过研究二极管几何结构与电流电压关系可为射频四极管结构设计及优化提供有效依据。真空二极管阴极有多种电子发射方式，如热电子发射、场致电子发射、光电子发射、次级电子发射等[4]。目前，大多数研究者采用同轴场致电子发射模型，其阴极输出电流密度可达107A/cm2或更大，已广泛用于高功率微波、X射线、强激光等领域[5]。邵浩等[6]利用KARAT软件对场致发射条件下同轴型向内发射二极管电流电压二维效应修正
原子能科学技术 2021年8期2021-08-02
- 纳米Al2O3对中压变频电机聚乙烯电缆介电性能的影响
，有助于减少空间电荷的集聚和提高变频电机聚乙烯电缆的介电特性。【关键词】纳米Al2O3;空间电荷;介质损耗【中图分类号】TM215.92 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）06-0047-030 引言我国是能源消耗大国，其中电机消耗了约70%的电能，为了提高电机的效率，变频调速技术实现了更多且更全面的应用，其中高压变频器驱动电机以调速范围宽、启动电流小、节约能耗显著等优点得到广泛应用[1-2]。但是，变频器常因IGBT模块内部发生
企业科技与发展 2021年6期2021-07-28
- 高压直流系统电缆接头中空间电荷与电场分布的仿真计算
内部容易形成空间电荷的积聚，这些空间电荷会导致XLPE中的电场强度分布发生畸变，最终会导致电缆的击穿［3-5］。电缆接头是电力电缆的重要组成部分［6-7］，在电缆接头中存在两种不同的绝缘材料，分别是电缆主绝缘使用的XLPE 和增强绝缘使用的乙丙橡胶（Ethylene Propylene Rubber，EPR）。由于两种材料的相对介电常数、电导率、电荷输运参数的不同，在两种材料的界面上会产生空间电荷的积聚，进一步加剧电缆接头中的电场畸变［8］。高压直流电缆接
山东电力技术 2021年5期2021-06-08
- CdZnTe 晶体中深能级缺陷对空间电荷分布特性的影响*
e 晶体内的空间电荷积累效应是影响高通量脉冲型探测器性能的关键因素.为了探索CdZnTe 晶体中深能级缺陷对空间电荷分布及器件性能的影响规律， 本文采用Silvaco TCAD 软件仿真了CdZnTe 晶体内包含位置为Ev + 0.86 eV， 浓度为1 × 1012 cm—3 的深施主能级缺陷 时， 其空间电荷分布及内电场分布特性. 仿真结果表明， 随着外加偏压的增加， Au/CdZnTe/Au 的能带倾斜加剧， 使得晶体内深能级电离度不断增加， 空间电
物理学报 2020年22期2020-12-05
- 热老化下TiO2/LDPE纳米复合材料内空间电荷特性的研究
PE)电缆内空间电荷效应明显，过多空间电荷的积聚会导致电场畸变，引发绝缘放电，从而缩短绝缘设备寿命，限制电力系统的发展[1-3]。此外，在长期运行过程中，电缆的发热情况较为普遍，促使材料发生劣化，加剧空间电荷的积聚，严重威胁电力系统的可靠运行[4-5]。虽然掺杂纳米粒子能够改变材料内空间电荷的分布情况，但纳米粒子对热老化条件下聚乙烯内空间电荷特性影响的研究却鲜有报道[3-5]。因此，分析热老化条件下聚乙烯纳米复合材料的空间电荷特性对绝缘材料的应用及电力系统
绝缘材料 2020年9期2020-09-28
- 空间电荷对LDPE介电谱测量结果的影响
压后容易形成空间电荷[13]，甚至在长期承受交流电压时也会在材料中产生空间电荷，导致LDPE的空间电荷问题比较严重[14-15]。目前，研究者们在空间电荷的产生机理和危害[16-17]、测量方法[18-20]、影响因素[21-26]和抑制方法[27-30]等方面进行了广泛而深入的研究，取得了很多成果。但针对空间电荷对材料介电谱的影响及影响程度的研究鲜见报道。本研究对纯LDPE试样施加直流高压，使其产生空间电荷，测量试样在加压前以及加压停止后不同去极化时间下
绝缘材料 2020年9期2020-09-28
- 用于提高微波无线能量传输系统接收端能量转换效率的肖特基二极管*
eOI 折叠空间电荷区肖特基二极管, 该器件结构可以显著降低肖特基二极管的零偏置电容, 利于能量转换效率的提高. 通过在ADS 仿真软件中使用该器件SPICE 模型进行整流电路仿真, 在输入能量为24.5 dBm时, 获得了75.4%的转换效率.1 引 言微波无线能量传输系统(microwave wireless power transfer, MWPT)是一种可以突破传输线限制的在空间中自由输送电能的系统装置, 可以将空间中广泛存在的自由电磁波转换成为直
物理学报 2020年10期2020-06-04
- 一种改善聚丙烯高压直流电缆绝缘空间电荷特性的方法
直流电缆绝缘空间电荷特性的方法。聚丙烯复合材料、超低密度聚乙烯、自由基捕获剂经熔融共混、挤出造粒，制成用捕获自由基改善空间电荷特性的高压直流电缆绝缘专用聚丙烯复合材料。利用自由基捕获剂的空间位阻效应，在绝缘材料中引入具有不同能级深度和密度的陷阱，进而抑制外施电场注入的空间电荷，改善空间电荷积聚，提高聚丙烯复合材料的绝缘强度和耐电老化能力。公开号 CN 110894320公开日 2020年3月20日申请人 天津大学
合成树脂及塑料 2020年3期2020-01-16
- 基于新型测量设备和恢复算法的直流电场下同轴电缆空间电荷研究
绝缘材料中的空间电荷效应会导致高压直流下电介质电场畸变，严重影响电缆长期运行的可靠性。同时，空间电荷畸变电场也会对绝缘材料的电导、击穿、老化等特性产生明显的影响[5-6]。除此之外，空间电荷分布还反映了材料介质电导、电极注入、电荷迁移、复合和陷阱密度变化等特性，丰富了电介质材料的老化和击穿理论。1 空间电荷研究现状近30年来，空间电荷测量技术取得了显著的发展。目前广泛应用的测量技术有热脉冲法、热阶跃法、激光强度调制法、压力波扩展法、激光调制压力波法及电声脉
广东电力 2019年12期2020-01-07
- 电导非线性对HVDC电缆绝缘空间电荷动态过程的影响
电缆绝缘中的空间电荷问题，采用有限元分析方法，仿真研究绝缘材料电导非线性属性对HVDC电缆绝缘中由非线性电导率引起的空间电荷极化与退极化动态过程的影响。通过改變电导活化能与电场依赖系数，得到极化与退极化过程中空间电荷密度随时间的变化规律。分析结果表明：降低电导活化能或增大电场依赖系数可降低HVDC电缆绝缘中由非线性电导率引起的空间电荷量，抑制极化与退极化过程中的空间电荷“过冲”与“反极性过冲”现象，并且会加快极化与退极化过程达到稳态，但同时会使绝缘介质中的
电机与控制学报 2019年7期2019-08-05
- 电气工程
米复合介质中空间电荷行为的影响吴建东，尹毅，兰莉，等摘要：目的：聚合物内部的空间电荷积累问题，一直是限制其作为主要绝缘材料在电力设备中推广应用的关键。纳米技术的出现，为解决聚合物内部空间电荷积累问题提供了较经济的技术解决方案。当纳米颗粒较均匀地分散于聚合物基体内时，即使填充的纳米颗粒的浓度非常少，也能有限抑制空间电荷的形成和积累，并且改善聚合物在其他电气、机械、化学等各方面的性能。然而深入到物理、化学机制层面，纳米颗粒对传统绝缘的性能改良，特别是抑制空间电
中国学术期刊文摘 2019年17期2019-01-29
- 抗氧剂和石墨烯微片对XLPE直流击穿和空间电荷的影响
冲法测试了其空间电荷分布。研究结果表明，添加所选几种抗氧剂都会降低XLPE直流击穿强度，加入GNPs使复合介质的直流击穿强度进一步降低，但添加GNPs会减小复合介质电导率以及其对温度的依赖性，减小了热击穿发生的概率，使温度对复合介质直流击穿强度的影响降低；添加抗氧剂会增加XLPE内部的空间电荷，添加少量GNPs会改善抗氧剂/XLPE复合介质内部的空间电荷分布状况，添加1.5phr GNPs（每100份XLPE中加入1.5份GNPs）即可明显抑制复合介质内的
哈尔滨理工大学学报 2018年4期2018-11-24
- 浅谈高压直流交联聚乙烯电缆应用
；XLPE；空间电荷；温度梯度；绝缘诊断为了降低温室效应对气候的影响，全世界正在大规模发展绿色能源，开发太阳能、风能和潮汐发电等。直流输电可以把风力发电、潮汐发电、太阳能发电等具有不稳定的电源与电力系统联接起来而不会影响电网的电能质量水平。众所周知，高压直流输电线路成本低、损耗小、没有无功功率、连接方便、容易控制和调节，在长距离输电中已被广泛采用。另外，直流电力电缆绝缘的工作电场强度高、绝缘厚度薄、电缆外径小、重量轻、制造安装容易、载流量大、没有交流磁场、
名城绘 2018年12期2018-10-21
- Matlab GUI在PN结空间电荷区相关计算中的应用
UI在PN结空间电荷区相关计算中的应用赵丹梅（长治学院 电子信息与物理系，山西 长治 046011）文章使用matlab用户图形界面设计了一个计算和分析PN结空间电荷区宽度的可视化界面。通过分析PN结的形成，从理论上给出空间电荷区宽度的计算公式，讨论了影响空间电荷区宽度的因素，最终得到影响PN结空间电荷区宽度的主要因素为P区和N区的掺杂浓度NA和ND以及外加电压V。PN结；半导体物理；Matlab 图形用户界面；1 引言PN结是《模拟电子技术》等课程的重要
长治学院学报 2017年5期2018-01-04
- 同轴结构中压力波法测量空间电荷分布的物理模型研究∗
压力波法测量空间电荷分布的物理模型研究∗孙雅丽1)张冶文1)3)†Stephane Hole1)2)马朋3)郭聪1)郑飞虎1)安振连1)1)(同济大学电气工程系,上海 201804)2)(ESPCI-ParisTech,Paris 75005)3)(同济大学,上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室,上海 200092)(2016年12月15日收到;2017年4月7日收到修改稿)从压力波法测量平板样本中空间电荷分布的理论分析出发,提出了对于同轴结构的固体电
物理学报 2017年12期2017-08-07
- 基于α松弛分析CB/LDPE纳米复合介质空间电荷特性
纳米复合介质空间电荷特性闫志雨1， 赵洪1， 韩宝忠1,2， 杨佳明1， 陈俊岐1(1.哈尔滨理工大学 工程电介质及其应用技术教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080； 2.上海起帆电线电缆有限公司，上海 200008)分别以导电炭黑(C-CB)和绝缘炭黑(I-CB)作为纳米填充相，研究不同性能炭黑(CB)对低密度聚乙烯(LDPE)空间电荷特性的影响。采用多种测试方法对CB微观形貌和表面化学特性进行表征。利用电声脉冲(PEA)法测量LDPE及其纳米复
电机与控制学报 2017年6期2017-07-05
- 纳米Al2O3分散性对硅橡胶复合物介电性影响
试了复合物的空间电荷特性、介电谱特性和电导电流特性，测试结果表明，方法二制备的复合硅橡胶中空间电荷积聚减少，载流子迁移率增加，相对介电常数和电导电流密度减小，电老化阈值增大，说明复合硅橡胶的介电性受纳米粒子分散性影响.关键词：纳米Al2O3；硅橡胶复合物；分散性；介电性DoI：10.15938/j.jhust.2016.06.016中图分类号：TM215文献标志码：A文章编号：1007-2683（2016）06-0084-060.引言硅橡胶具有良好的憎水性
哈尔滨理工大学学报 2016年6期2017-02-21
- 纳米Al2O3分散性对硅橡胶复合物介电性影响
试了复合物的空间电荷特性、介电谱特性和电导电流特性，测试结果表明，方法二制备的复合硅橡胶中空间电荷积聚减少，载流子迁移率增加，相对介电常数和电导电流密度减小，电老化阈值增大，说明复合硅橡胶的介电性受纳米粒子分散性影响.关键词：纳米Al2O3；硅橡胶复合物；分散性；介电性DoI：10.15938/j.jhust.2016.06.016中图分类号：TM215文献标志码：A文章编号：1007-2683（2016）06-0084-060.引言硅橡胶具有良好的憎水性
哈尔滨理工大学学报 2016年6期2017-02-21
- 快速空间电荷测量用高压高频脉冲源的研究
40)快速空间电荷测量用高压高频脉冲源的研究万佳东， 吴建东， 黄若栋， 陈亚丁， 尹毅(上海交通大学 电气工程系，上海 200240上海交通大学 电气工程系，上海 200240)采用电声脉冲法测量空间电荷时需要对试样施加脉冲激励，使试样中的空间电荷发生微弱位移产生机械波。为了获得足够高的信噪比，必须连续采集多个信号进行平均处理，对于多数测试系统平均次数至少需要40次。测量一次所需时间为脉冲频率和平均次数的乘积，因此脉冲源的频率决定了测量的速度。基于高压
电气自动化 2016年3期2016-12-06
- 空间电荷效应对条纹像管分辨率的影响
01100）空间电荷效应对条纹像管分辨率的影响柳钰1，袁 月1，梅策香1，高 煜2（1.咸阳师范学院 物理与电子工程学院，陕西 咸阳 712000；2.陆军航空兵学院 飞行器系统与工程系，北京 101100）条纹相机是一种重要的超快诊断仪器，在对超快现象进行研究的诸多科研领域里具有重要的应用价值。利用CST软件建立了一种条纹像管模型，通过数值模拟电子在条纹像管中的飞行过程，获得条纹像管的扫描图像，对比不同发射电流下的扫描图像，发现空间电荷效应使得扫描条纹形
咸阳师范学院学报 2016年2期2016-11-12
- 氧化铝/环氧树脂复合材料空间电荷特性与高温高湿环境下交流电场老化
树脂复合材料空间电荷特性与高温高湿环境下交流电场老化龚 瑾 李 喆 刘新月（上海交通大学电子信息与电气工程学院 上海 200240）通过添加微、纳米氧化铝颗粒，制备了氧化铝/环氧树脂复合材料。研究了不同粒径、不同含量氧化铝颗粒对复合材料空间电荷的影响；同时对试样进行高温高湿环境下交流电场老化，再次测量其空间电荷分布，比较分析氧化铝/环氧树脂复合材料在老化前后的电气特性。实验结果表明，微、纳米氧化铝的掺杂使复合材料在直流高压电场下聚集更多空间电荷，且随着氧化
电工技术学报 2016年18期2016-10-29
- Review on Space Charge Compensation in Low Energy Beam Transportation
.低能传输段空间电荷补偿效应张艾霖1，2， 彭士香1， 任海涛1， 张 滔1， 张景丰1，徐 源1， 温佳美1， 武文斌1， 郭之虞1， 陈佳洱1，2（1.北京大学物理学院核科学与核技术国家重点实验室＆重离子物理研究所，北京 100871；2.中国科学院大学物理科学学院，北京 10049）近些年来，随着基础科学和应用科学对强流加速器需求的日益增加，强流加速器得到了很大推广和发展.在强流加速器的低能段，空间电荷效应会导致束流发射度的增长，束流品质的变坏.这样
安徽师范大学学报（自然科学版） 2016年3期2016-10-17
- 固态锂二次电池关键材料中的空间电荷层效应：原理和展望
关键材料中的空间电荷层效应：原理和展望陈 骋1，凌仕刚2，郭向欣1，李 泓2（1中国科学院上海硅酸盐研究所，上海200050；2中国科学院物理研究所，北京100190）空间电荷层效应源于两相界面电化学势平衡的热力学要求，最初被用于解释复合离子导体中离子电导率的显著增大现象，后来在更多的体系中得到应用和发展，并且不但可以定性而且可以定量地解释多种离子的界面输运行为。特别是在纳米尺寸体系中，体相效应大大减小，界面空间电荷层效应更为显著的增加，利用这一效应不仅可
储能科学与技术 2016年5期2016-10-13
- 直流特高压设备绝缘系统在复合电场作用下的击穿机理
温度梯度下的空间电荷分布以及电场畸变特性。同时，建立了空间电荷注入、迁移和聚集的数值仿真模型，可以成功地模拟油纸结构中的电荷和电场分布特性。（2） 针对换流变出线结构的电场分布进行了计算分析。研究了交直流及极性反转下的电场分布特性，屏障结构（包括屏障的罩入深度、位置、油隙间距、油浸纸筒厚度及层数等）对电场分布的影响。对出线结构进行了优化，完成了400kV出线结构的初步设计。（3） 测量了油纸结构在交、直流复合电压以及预加电压作用下的击穿特性，结果表明空间电
科技资讯 2016年6期2016-05-14
- 工频电压下电缆本体的空间电荷测试
下电缆本体的空间电荷测试王伟1，2何东欣1，2易登辉1，2刘晗1，2卢键3(1.华北电力大学高电压与电磁兼容北京重点实验室北京1022062.新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京1022063.国网冀北电力有限公司检修分公司唐山分部唐山063000)摘要采用新的相位匹配方法，研制了交流电压下交联聚乙烯电缆本体的空间电荷测量装置。利用该装置进行了两组实验，以研究电缆的交流空间电荷特性。一是对电热老化90 d后的XLPE电缆进行2 h交流极化实验，
电工技术学报 2016年7期2016-05-10
- 空间电荷效应下±1 000 kV直流穿墙套管电场计算
50024）空间电荷效应下±1 000 kV直流穿墙套管电场计算张用1，刘军4，韩德顺2，王昭鑫2，程艳1，孙树敏1，张黎3，辛征3，张丽娜3（1．国网山东省电力公司电力科学研究院，济南250003；2.山东电力调度控制中心，济南250002；3．山东大学，济南250002；4.济南西门子变压器有限公司，济南250024）±1 000 kV直流穿墙套管是一个复杂的绝缘系统，在运行过程中空间电荷会导致绝缘介质内部的电场畸变，材料的绝缘极易破坏甚至击穿。利用有
山东电力技术 2015年10期2015-10-28
- 绝缘纸热老化对油浸绝缘纸空间电荷 生成及迁移特性的影响
对油浸绝缘纸空间电荷 生成及迁移特性的影响廖瑞金1柳海滨1周年荣2夏桓桓2林元棣1郭沛1（1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400044 2. 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 昆明 650217）油纸绝缘介质在高压直流电场的作用下容易在其内部积聚空间电荷，造成电场畸变进而引发材料绝缘性能的下降，为了深入探索油纸绝缘系统空间电荷的生成机理，研究区分绝缘纸老化和绝缘油老化对油纸绝缘介质空间电荷生成及迁移的影响具有
电工技术学报 2015年22期2015-08-24
- 模型电缆空间电荷测试方法研究
屏蔽界面上的空间电荷问题。在直流高电场下，空间电荷主要由绝缘介质内部杂质解离或者电极注入产生，并随时间不断积累。如果空间电荷密度足够高，局部电场甚至可能超过绝缘介质的击穿场强，导致介质破坏［2］。因此，空间电荷问题已成为制约柔直电缆系统向超高压发展的主要障碍之一。空间电荷测试技术是空间电荷研究的基础，特别是无损测试技术的发展有力地推动了空间电荷的研究及高压超高压直流XLPE电力电缆的发展。无损测试方法包括电声脉冲法(PEA法)、压力波法(PWP法)等。其中
电线电缆 2015年5期2015-02-18
- 基于空间电荷的纳米MgO/LDPE中电荷输运的计算方法研究
压电场下内部空间电荷的积累，一直是限制其广泛应用的关键性问题。纳米技术的出现，即向聚合物内部填充无机纳米颗粒，为改善聚合物性能提供了经济可靠的技术方案［1］。近年来，国内外学者开展了大量关于交联聚乙烯(XLPE)空间电荷特性的研究，研究范围涉及各个方面，例如:1)电极材料、试样厚度、老化方式对聚乙烯空间电荷的影响［2］;2)主绝缘和附绝缘界面空间电荷分布，及不同温度直流电场下XLPE中空间电荷的分布［3］;3)纳米聚合物复合介质空间电荷行为［4］等。对聚合
电线电缆 2015年1期2015-02-18
- 基于电声脉冲法空间电荷测量方法的信号恢复技术研究
过程中会形成空间电荷，这些电荷所形成的库伦场与外施电场叠加，造成绝缘体中电场畸变，绝缘被击穿而引发绝缘事故。因此，近十年来，介质中空间电荷的研究，成了国际绝缘领域的一个前沿课题。目前，基于电声脉冲法（PEA）的空间电荷测量系统，由于其系统操作方便、测量准确，广泛地用于聚合物电介质体内空间电荷分布的测量。其原理是通过脉冲电场，对空间电荷的扰动形成相应的声波，该声波的强度与电荷量成正比，利用压电传感器对声波进行测量，实现对试样中的空间电荷分布测量。由于在介质传
电力与能源 2014年3期2014-04-12
- 高压储能电容器的绝缘性能缺陷研究
；局部放电；空间电荷；缺陷中图分类号：TM533 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）02-0067-011 高压储能电容器在生产过程中的物理缺陷1.1 高压储能电容器失效曲线每一台高压储能电容器在通过工厂的检验批抽取后，采用绝缘性能试验来审查该批次产品的单批次性能，其缺陷率应符合下图的“浴盆曲线”。其中，早期失效表示电容器在生产过程中就发生了装配不当或者产生了其他因素的物理缺陷；随机失效表示电容器在使用过程中遭到了人为破坏或不可抗力的
新媒体研究 2014年2期2014-03-12
- CNFs取向对CNFs/LDPE复合材料空间电荷的影响
9)0 引言空间电荷的研究已经有二十多年的历史,空间电荷对绝缘材料的危害已经众所周知[1].高压直流电缆绝缘材料中的空间电荷特性是制约直流电缆性能的关键因素.研究证明,空间电荷是造成电力电缆电场畸变,引发局部放电、电树枝和绝缘击穿事故的重要原因[2].目前对聚合物中的空间电荷的研究主要集中于抑制介质内空间电荷的产生及其迁移特性,一般情况下,绝缘材料(如聚乙烯)中的空间电荷主要由2部分组成:一是在较高场强作用下从与介质接触的电极注入的入陷载流子或可迁移的载流
湖北大学学报(自然科学版) 2013年3期2013-11-19
- CNFs掺杂浓度对CNFs／LDPE复合材料空间电荷的影响
聚合物绝缘的空间电荷效应这个问题尚待解决．空间电荷是指绝缘体或半导体中局部区域，异质相间和电极－介质界面处存在的净的正电荷或负电荷［3］．在聚合物中存在大量的陷阱，在电场的作用下，陷阱捕获载流子形成空间电荷．空间电荷严重畸变聚合物绝缘的内部电场．同极性空间电荷减小电极附近的电场强度，而异极性空间电荷将增大这种电场强度［4－5］．国外有学者研究［6］表明：当电缆绝缘内电场畸变率达到50%时，绝缘的寿命将会降低60倍．聚乙烯绝缘的空间电荷效应是影响电力电缆绝缘
湖北大学学报(自然科学版) 2013年2期2013-10-29
- 温度对环氧树脂空间电荷特性影响的研究
设备绝缘中，空间电荷易于积聚，从而畸变电场，影响绝缘寿命。而当温度升高时，绝缘的电性能以及金属电极注入电荷的能力都将发生变化，但温度对环氧中空间电荷的影响如何，却少有报道。这里制备了低玻璃化转变温度的纯环氧材料，研究了电场强度10～50 kV/mm，玻璃化转变前后及相变温度附近纯环氧材料的空间电荷特性，并给出了相应解释。1 试验方法1.1 试样制备1)材料选取。由于PEA法测试系统中压电传感器(PVDF)温度上限(80℃)的限制，为了研究环氧玻璃化转变前后
四川电力技术 2012年6期2012-12-05
- 电四极透镜中强流脉冲束的传输模拟
布产生不同的空间电荷场，而在束流运动过程中，空间电荷场也在不断地变化，而且粒子运动的轨迹与空间电荷势又是相互依赖的，最后，应当达到一种“自洽”的结果，在计算强流束的传输时求得自洽解是非常必要的[1]。非强流脉冲束在电四极透镜中传输时，束流中离子间的空间电荷力与外加聚焦力相比可以忽略，可以用TRANSPORT-EM程序进行计算。强流脉冲束在电四极透镜中传输时，束流中离子间的空间电荷力与外加聚焦力相比不可忽略，但TRANSPORT-EM 程序不计入空间电荷力，
核技术 2012年11期2012-09-23
- 空间电荷与直流电导联合测试技术用于纳米MgO抑制XLPE中空间电荷的研究
作用下将产生空间电荷，引起绝缘内部电场严重畸变，尤其在极性反转时，这种现象更为明显[1]。文献[2，3]的结果表明，纳米 MgO能够在强场下抑制空间电荷的形成，而文献[4]则表明即使在较低电场下，纳米 MgO也能够有效改善空间电荷的分布。然而目前对于纳米MgO改善聚乙烯的空间电荷分布的机理尚无确定的解释。T. Takada计算了由纳米MgO/XLPE复合介质中纳米MgO形成的陷阱能级较深，纳米MgO俘获的电荷无法自由移动，从而抑制了空间电荷的形成。按照T.
电工技术学报 2012年5期2012-07-02
- 电极材料对低密度聚乙烯中空间电荷的影响
物中容易形成空间电荷，空间电荷会使电场分布严重畸变[1-5]。由于直流输电的优越性，近年来国内外都大力发展直流输电，因此降低直流电场下聚合物中的电荷注入，改善聚合物中的电场分布具有极高的工程意义和理论价值。聚合物中空间电荷的形成主要是由于电极注入的电荷及体内杂质电离产生的电荷陷入聚合物陷阱形成的。近年来广大学者采用的方法是向聚合物中添加物质来减少聚合物体内陷阱深度、改变结晶形态来抑制空间电荷的产生从而减缓绝缘材料的电老化[6-8]。其实研究已经表明电极材料
电工技术学报 2012年5期2012-07-02
- 交流电场下XLPE绝缘空间电荷研究综述
陷阱捕获形成空间电荷，畸变原有电场分布，影响绝缘的介电性能和击穿过程。陷阱将材料微观特性及结构与材料的宏观电气性能相结合，国内外大量报道从空间电荷分布获得介质内陷阱的分布信息，研究介质内的场强分布、老化破坏机理和击穿特性。电介质的击穿与老化和空间电荷研究在电气科学与工程“十一五”发展规划的工程电介质学科战略中分别被定位于六大发展方向之一，规划指出，空间电荷是影响甚至制约核能、航天、航空、国防、超、特高压输电等近代科学技术发展的重大科学前沿问题。IEEE-D
电网与清洁能源 2012年7期2012-03-30
- 玻璃化温度对环氧树脂空间电荷分布的影响
绝缘材料等。空间电荷效应是电力系统中，特别是直流电力系统中引起绝缘破坏的重要因素。近年来随着直流特高压的发展，电力设备中的空间电荷积聚问题，越来越引起广大学者的关注，并已取得了大量的研究结果。但对于纯环氧树脂中空间电荷积聚的研究却少有报道。众所周知，当聚合物的温度达到其玻璃化温度Tg以上时，聚合物的电性能，如电导率、介电常数等会发生改变[5]。本文研究了纯环氧试样在玻璃化温度以上及玻璃化温度以下，不同电场强度下的空间电荷分布，实验发现玻璃化温度对环氧试样的
电工技术学报 2011年8期2011-07-25
- 聚乙烯绝缘中空间电荷的抑制方法及原理
XLPE中的空间电荷。本文在叙述国内外抑制聚乙烯绝缘中空间电荷方法的基础上，讨论抑制方法的原理。1 250 kV直流XLPE电力电缆日本首先研制成功两根250 kV直流XLPE电力电缆［9］。在XLPE电缆绝缘中分别采用两种添加剂消除空间电荷，一种是极性的无机填料，另一种是半导电填料(添加剂的具体名称没有公布)。为了检验添加剂抑制空间电荷的效果，在85°C下在电缆上外施直流电压－500 kV 3 h后，用脉冲电声法分别测得两种电缆绝缘中的空间电荷分布，如图
电线电缆 2011年4期2011-06-26
- 交流电压下基于空间电荷效应的XLPE电缆绝缘老化研究现状
流电压下基于空间电荷效应的XLPE电缆绝缘老化研究现状陈广辉1,王东芳2,岳彩鹏1,王伟1,董小兵3（1.华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206; 2.华南理工大学电力学院，广东广州510640；3.西北电网有限公司，陕西西安710048）Project Supported by National Basic Research Program of China（973Program）（2009CB724506）。随着我国经济的快速发展
电网与清洁能源 2011年11期2011-06-21
- 塑料绝缘直流高压电缆中空间电荷测量技术的研究
缘直流电缆。空间电荷问题是研制高压直流电缆塑料绝缘的难点之一。塑料作为高压直流电缆的绝缘时，绝缘层中存在大量的局域态，在电场作用下，电荷载流子被局域态俘获，形成绝缘内部空间电荷集聚。空间电荷对绝缘材料介电强度的影响主要体现在电场畸变效应和非电场畸变效应两个方面，这两种影响都会对聚合物的绝缘造成一定的危害，所以研制直流塑料电缆的关键问题是抑制绝缘材料中的空间电荷，而作为研究基础的高压直流塑料电缆的空间电荷的测试和分析技术的研究，显得尤其重要。空间电荷测量通常
电线电缆 2011年3期2011-03-26
- 电极材料对高密度聚乙烯中空间电荷的影响
合物绝缘中的空间电荷，特别是直流电场下的空间电荷严重影响绝缘的使用寿命，因为空间电荷的积聚可以提高绝缘材料内部的局部电场，从而导致绝缘材料的局部击穿。但是空间电荷是一个极其复杂的问题，它受到绝缘材料微观结构、杂质、添加剂、热历史、环境温度、外施场强等诸多因素的影响。到目前为止空间电荷领域仍存在许多难以解释的问题，例如电极材料对电荷注入的影响、绝缘材料内部陷阱的发展机理等[1-4]。国外广大学者已经对各种电力和实验室常用电极材料对低密度聚乙烯（LDPE）中空
电工技术学报 2011年1期2011-02-19
- 电子轰击源内空间电荷对其性能的影响
电子轰击源内空间电荷对其性能的影响黄 超,赵学玒,张建超,汪 曣(天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072)在实际应用中,电子轰击(EI)源内的电子束会引起空间电荷效应,它对离子源性能的影响是不能被忽略的。首先,通过数值计算方法,获得电子轰击源内电场的泊松分布和离子在其内的运动状态,并分析电子轰击源内的空间电荷效应对其性能的影响机理;随后,获得电子轰击源灯丝发射电流与不同离子出射强度的关系曲线,验证理论计算和分析的正确性。电子轰击源;空间电荷;
质谱学报 2011年2期2011-02-02
- 空间电荷波与散射电磁波频率关系的粒子模拟研究＊
原理，其中慢空间电荷波作为参与相互作用的重要因素之一，其频率变化通过参量不稳定性过程的频率匹配关系对散射电磁波相对于入射电磁波频移率变化产生直接的影响。文中采用PIC粒子模拟方法，分析讨论三波相互作用过程中慢空间电荷波与散射电磁波的频率关系，以期得到影响散射电磁波频移的相关物理因素，为控制散射波频移以实现反雷达探测隐身目的寻找可行的技术途径。1 系统模型图1 系统的几何模型图1是系统的两维数值模型，设空间均匀等离子体温度为T，密度为ne，等离子体本征振荡圆
弹箭与制导学报 2010年4期2010-12-07
- 半导电材料对纳米MgO/XLPE复合介质空间电荷影响的研究
缘电力电缆中空间电荷分布会使电场发生畸变，进而加速塑料电缆的老化和击穿，因此空间电荷已经成为制约高压直流电缆发展的重要因素。众所周知，在高压直流电缆中，半导电层起着均化电场的作用;但另一方面，不同的半导电层材料会影响空间电荷的注入［2，3］，而减少塑料电缆中空间电荷的一种重要途径就是改变紧贴着绝缘层的半导电层材料的配方［4］。本文采用6种不同的半导电材料作为电极，对比研究了XLPE与纳米MgO/XLPE复合材料中的空间电荷分布和短路平均电荷密度，发现了其中
电线电缆 2010年4期2010-06-26