直流GIL电极表面纳米复合薄膜对放电及微粒的综合抑制机理研究
发布时间：2021-06-12 03:42
随着可再生能源发电和高压直流输电的发展,对复杂环境下长距离输电可靠性提出了更高要求,直流GIL这种特殊输电媒介是解决该问题的理想方案。金属微粒污染问题是限制直流GIL技术发展主要问题之一,金属微粒在直流电压下活跃度更强,影响设备绝缘安全。因此,研究直流电压下金属微粒启举特性、运动特性及微粒导致的气隙击穿特性,并采取适当方法抑制金属微粒活性,具有重大工程实用价值。本文搭建了平行板金属微粒运动观测实验平台,模拟GIL中稍不均匀电场环境,使用高速相机对不同金属微粒运动情况进行观测。结果表明:金属微粒启举电压随微粒密度增大而增大;球形金属微粒启举电压随半径增大而增大;线形金属微粒启举电压随半径增大而增大,与其长度无关;片状金属微粒启举电压随厚度增大而增大,与其长度和宽度无关。当线形和片状金属微粒数量增加时,由于电场畸变作用,发生启举时电压与单个微粒时相比减小。直流电压极性不影响金属微粒启举电压幅值。球形金属微粒启举后在电极间进行碰撞反射角随机的往复运动,本文对其导致气隙击穿的过程进行了分析。线形和片状金属微粒在不同直流电压极性下呈现不同运动特性,正极性下会在下电极表面进行旋转、跳跃等运动,负极...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＧＩＬ结构示意图??
山东大学硕士学位论文??＿??图１．１?ＧＩＬ结构示意图??输送斿丨ｒｔＭＶＡ??６〇３〇５＾——ＴＯＯ——＿＿１４２２——？０??￣Ｅ?５００?／??彡架空输电群路??ｇ?４００??Ｊ?３００??￥?２００??ｒ?ＸＬＰＥ电＾一??？００?１?０００?Ｉ?５００?２?０００?２?５００??额定电流／?Ａ??图１．２架空线、聚乙烯电缆和ＧＩＬ线路损耗对比Ｗ??目前，交流ＧＩＬ输电技术已经进行了工程应用，直流ＧＩＬ工程应用仍在进一步??探索当中。拉西瓦水电站７５０ｋＶＧＩＬ安装过程中，采用竖井安装方式解决了?２０７米??垂直落差带来的线路连接问题，体现了?ＧＩＬ线路敷设灵活的特点。图１．３为ＧＩＬ隧??道和ＧＩＬ竖井安装方式的现场图。ＧＩＬ安装还可采用通道共享技术，在城市内部输电??线路建设中，与城市通信、供水通道共享，节约城市空间。随着国民社会用电需求量??的提高和新能源发电装机容量的增加，采用特高压直流输电方式将偏远地区的电能输??送到负荷中心是一种比较经济性的选择。ＧＩＬ因其独特的优势在特高压输电领域弥补??了架空线和电缆的局限性，具有广阔的应用前景。如何研发适用于直流输电的ＧＩＬ??并保证其稳定可靠运行，是我国发展特高压直流输电亟待解决的关键技术问题，也是??当今世界范围内研究关注的热点问题。??２??
山东大学硕士学位论文??圓Ｓ??（ａ）?ＧＩＬ隧道?（ｂ）?ＧＩＬ坚井??图１．３?ＧＩＬ陡道与竖井敷设方式??图１．４为金属微粒引发的设备绝缘击穿烧蚀实物图。直流ＧＩＬ同样面临金属微粒??污染引发绝缘失效的威胁，ＧＩＬ在装配和运行时难以避免会产生金属微粒，由于直流??电压保持极性不变，金属微粒容易发生气隙之间的来回贯穿运动。固定的金属微粒对??整体的绝缘影响有限，但是运动的金属微粒会对电场产生不断变化的畸变作用，运动??过程伴有局部放电现象，局部放电会导致金属微粒运动更加剧烈并且轨迹不可预测，??进一步使局部放电更为严重导致气隙击穿，对绝缘产生威胁［５］。??图１．４金属微粒导致设备击穿烧蚀??金属微粒的存在威胁ＧＩＬ设备的绝缘，研宄直流ＧＩＬ中金属微粒的荷电特性、??启举特性、运动特性与金属微粒导致的气隙击穿特性，对于ＧＩＬ绝缘设计以及采取??合理的措施抑制金属微粒的运动，有重要指导作用。ＧＩＬ中的电场属于稍不均匀电场，??对ＧＩＬ中金属微粒通常采用楔形电极或平板电极进行研究。本文采用平行板电极，??通过实验的手段，对球形、线形和片状金属微粒分别进行研究，获得金属微粒的启举??特性、运动特性以及金属微粒导致的气隙击穿特性，在此基础上选择电极表面涂覆纳??米复合薄膜的方式研究该措施抑制金属微粒启举和运动的效果。本文从实验入手，定??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]气体绝缘输电线路（GIL）的应用及发展[J]. 刘军. 电子技术与软件工程. 2019(23)
[2]交流环保GIL中微粒运动规律及陷阱抑制措施研究[J]. 詹振宇,宋曼青,律方成,李志兵,刘焱,刘伟,谢庆. 中国电机工程学报. 2019(S1)
[3]聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺复合材料制备及性能研究[J]. 庞天亮,范超,鞠冬宝,李嘉文,周宏. 化学工程师. 2019(07)
[4]石墨烯-聚酰亚胺纳米复合材料的制备及应用研究进展[J]. 周成飞. 橡塑技术与装备. 2019(12)
[5]聚酰亚胺/纳米SiO2-Al2O3耐电晕薄膜的介电特性[J]. 杨瑞宵,陈昊,范勇,赵伟. 电机与控制学报. 2019(09)
[6]直流GIL金属微粒陷阱捕捉概率与优化设计[J]. 王健,倪潇茹,王志远,李庆民,李成榕. 高电压技术. 2018(12)
[7]中空玻璃微球/聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究[J]. 马馨雨,刘立柱,翁凌,董馨茜. 化工新型材料. 2018(12)
[8]苯硫醚聚酰亚胺电极覆膜材料合成及直流应力下对金属微粒运动特性的抑制作用[J]. 黄旭炜,倪潇茹,王健,李庆民,林俊,王忠东. 电工技术学报. 2018(20)
[9]微粒陷阱对直流稍不均匀场中球状自由导电微粒运动的影响规律[J]. 汪佛池,曹东亮,杨磊,刘宏宇,李志兵,齐玉娟. 高电压技术. 2018(09)
[10]等离子体复合薄膜沉积抑制金属微粒启举[J]. 程显,徐晖,王瑞雪,高远,章程,邵涛. 电工技术学报. 2018(20)
博士论文
[1]交流运行电压下GIS中金属颗粒运动行为及放电特征[D]. 季洪鑫.华北电力大学(北京) 2017
[2]直流GIL金属微粒的荷电运动机制与治理方法研究[D]. 王健.华北电力大学(北京) 2017
硕士论文
[1]等离子体射流薄膜沉积对微放电抑制的研究[D]. 徐晖.郑州大学 2019
本文编号：3225882
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＧＩＬ结构示意图??
山东大学硕士学位论文??＿??图１．１?ＧＩＬ结构示意图??输送斿丨ｒｔＭＶＡ??６〇３〇５＾——ＴＯＯ——＿＿１４２２——？０??￣Ｅ?５００?／??彡架空输电群路??ｇ?４００??Ｊ?３００??￥?２００??ｒ?ＸＬＰＥ电＾一??？００?１?０００?Ｉ?５００?２?０００?２?５００??额定电流／?Ａ??图１．２架空线、聚乙烯电缆和ＧＩＬ线路损耗对比Ｗ??目前，交流ＧＩＬ输电技术已经进行了工程应用，直流ＧＩＬ工程应用仍在进一步??探索当中。拉西瓦水电站７５０ｋＶＧＩＬ安装过程中，采用竖井安装方式解决了?２０７米??垂直落差带来的线路连接问题，体现了?ＧＩＬ线路敷设灵活的特点。图１．３为ＧＩＬ隧??道和ＧＩＬ竖井安装方式的现场图。ＧＩＬ安装还可采用通道共享技术，在城市内部输电??线路建设中，与城市通信、供水通道共享，节约城市空间。随着国民社会用电需求量??的提高和新能源发电装机容量的增加，采用特高压直流输电方式将偏远地区的电能输??送到负荷中心是一种比较经济性的选择。ＧＩＬ因其独特的优势在特高压输电领域弥补??了架空线和电缆的局限性，具有广阔的应用前景。如何研发适用于直流输电的ＧＩＬ??并保证其稳定可靠运行，是我国发展特高压直流输电亟待解决的关键技术问题，也是??当今世界范围内研究关注的热点问题。??２??
山东大学硕士学位论文??圓Ｓ??（ａ）?ＧＩＬ隧道?（ｂ）?ＧＩＬ坚井??图１．３?ＧＩＬ陡道与竖井敷设方式??图１．４为金属微粒引发的设备绝缘击穿烧蚀实物图。直流ＧＩＬ同样面临金属微粒??污染引发绝缘失效的威胁，ＧＩＬ在装配和运行时难以避免会产生金属微粒，由于直流??电压保持极性不变，金属微粒容易发生气隙之间的来回贯穿运动。固定的金属微粒对??整体的绝缘影响有限，但是运动的金属微粒会对电场产生不断变化的畸变作用，运动??过程伴有局部放电现象，局部放电会导致金属微粒运动更加剧烈并且轨迹不可预测，??进一步使局部放电更为严重导致气隙击穿，对绝缘产生威胁［５］。??图１．４金属微粒导致设备击穿烧蚀??金属微粒的存在威胁ＧＩＬ设备的绝缘，研宄直流ＧＩＬ中金属微粒的荷电特性、??启举特性、运动特性与金属微粒导致的气隙击穿特性，对于ＧＩＬ绝缘设计以及采取??合理的措施抑制金属微粒的运动，有重要指导作用。ＧＩＬ中的电场属于稍不均匀电场，??对ＧＩＬ中金属微粒通常采用楔形电极或平板电极进行研究。本文采用平行板电极，??通过实验的手段，对球形、线形和片状金属微粒分别进行研究，获得金属微粒的启举??特性、运动特性以及金属微粒导致的气隙击穿特性，在此基础上选择电极表面涂覆纳??米复合薄膜的方式研究该措施抑制金属微粒启举和运动的效果。本文从实验入手，定??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]气体绝缘输电线路（GIL）的应用及发展[J]. 刘军. 电子技术与软件工程. 2019(23)
[2]交流环保GIL中微粒运动规律及陷阱抑制措施研究[J]. 詹振宇,宋曼青,律方成,李志兵,刘焱,刘伟,谢庆. 中国电机工程学报. 2019(S1)
[3]聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺复合材料制备及性能研究[J]. 庞天亮,范超,鞠冬宝,李嘉文,周宏. 化学工程师. 2019(07)
[4]石墨烯-聚酰亚胺纳米复合材料的制备及应用研究进展[J]. 周成飞. 橡塑技术与装备. 2019(12)
[5]聚酰亚胺/纳米SiO2-Al2O3耐电晕薄膜的介电特性[J]. 杨瑞宵,陈昊,范勇,赵伟. 电机与控制学报. 2019(09)
[6]直流GIL金属微粒陷阱捕捉概率与优化设计[J]. 王健,倪潇茹,王志远,李庆民,李成榕. 高电压技术. 2018(12)
[7]中空玻璃微球/聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究[J]. 马馨雨,刘立柱,翁凌,董馨茜. 化工新型材料. 2018(12)
[8]苯硫醚聚酰亚胺电极覆膜材料合成及直流应力下对金属微粒运动特性的抑制作用[J]. 黄旭炜,倪潇茹,王健,李庆民,林俊,王忠东. 电工技术学报. 2018(20)
[9]微粒陷阱对直流稍不均匀场中球状自由导电微粒运动的影响规律[J]. 汪佛池,曹东亮,杨磊,刘宏宇,李志兵,齐玉娟. 高电压技术. 2018(09)
[10]等离子体复合薄膜沉积抑制金属微粒启举[J]. 程显,徐晖,王瑞雪,高远,章程,邵涛. 电工技术学报. 2018(20)
博士论文
[1]交流运行电压下GIS中金属颗粒运动行为及放电特征[D]. 季洪鑫.华北电力大学(北京) 2017
[2]直流GIL金属微粒的荷电运动机制与治理方法研究[D]. 王健.华北电力大学(北京) 2017
硕士论文
[1]等离子体射流薄膜沉积对微放电抑制的研究[D]. 徐晖.郑州大学 2019
本文编号：3225882
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