盘式超导限流器中绝缘材料与绝缘结构的研究

发布时间：2021-01-11 18:37

　　电阻型超导限流器是众多超导电力设备中最有应用前景的设备。但在高电压等级电网中,超导限流器存在占地面积过大的不利因素。考虑到空间利用率,超导带材绕成线圈的盘式结构超导限流器更有应用前景。当电网发生短路故障时,超导线圈两端会承受很大的电压,线圈中内、外两层带材直接接触,如果再考虑到线圈中的电压在短时会出现不均匀分布的情况,相邻两层带材之间也可能会出现很大的电压。因此,必须采取手段确保绝缘安全。本文在分析了多种低温环境下经常使用的绝缘材料以后,选取Nomex（聚芳酰胺纤维纸）和Kapton（聚酰亚胺薄膜）作为超导带材的绝缘材料。设计实验测定了这两种材料在空气中以及液氮中的交流击穿强度和沿面闪络强度。超导带材厚度很薄,边缘非常锋利,论文就带材厚度对绝缘层绝缘强度的影响进行了研究。超导带材绕包绝缘层的方法有两种:平行绕包和纵向绕包。论文设计实验比较了这两种绕包方式的不同之处,还制作了用以模仿线圈中超导带材面对面接触的情况的电极与支撑结构,研究了在这种实际工况下的绝缘问题。此外,论文还提出了一种新颖的在超导带材上加绝缘层的方法:热镀法。这种方法将一种粘稠的聚酰亚胺试剂涂抹在超导带材上,经过恒温炉烘... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 超导技术沿革
        1.1.1 超导物理特性
        1.1.2 高温超导材料发展
        1.1.3 高温超导带材简介
        1.1.4 超导技术在电力行业中的应用
        1.1.5 盘式结构电阻型超导故障电流限流器
    1.2 盘式结构超导限流器中的绝缘问题
    1.3 论文主要内容与章节安排
第二章 低温绝缘材料选择及其绝缘性能测试
    2.1 常用低温绝缘材料
    2.2 不同厚度Nomex和Kapton薄膜材料在液氮中的绝缘强度
        2.2.1 工频绝缘耐压实验系统
        2.2.2 实验装置
        2.2.3 实验过程
        2.2.4 实验结果与分析
    2.3 Nomex和Kapton在空气和液氮中的沿面闪络特性
        2.3.1 实验装置
        2.3.2 实验过程
        2.3.3 实验结果与分析
    2.4 镀膜温度对其绝缘强度的影响实验
        2.4.1 实验装置
        2.4.2 实验过程
        2.4.3 实验结果与分析
    2.5 镀膜厚度对其绝缘强度的影响实验
        2.5.1 实验过程
        2.5.2 实验结果与分析
    2.6 低温杜瓦设计
        2.6.1 设计目标与要求
        2.6.2 设备外观及尺寸
        2.6.3 设备功能接口
    2.7 本章小结
第三章 超导带材盘式结构中的绝缘问题
    3.1 超导带材厚度对绝缘层绝缘强度的影响
        3.1.1 实验装置与实验过程
        3.1.2 实验结果与分析
    3.2 绝缘层绕包方式对其绝缘强度的影响
        3.2.1 实验装置与实验过程
        3.2.2 实验结果与分析
    3.3 面对面结构的绝缘强度
        3.3.1 实验装置
        3.3.2 实验过程
        3.3.3 实验结果与分析
    3.4 两种绝缘方式的局部放电情况的比较
        3.4.1 实验装置
        3.4.2 实验过程
        3.4.3 实验结果与分析
    3.5 本章小结
第四章 超导限流器外绝缘套管实验与设计
    4.1 套管覆冰过程对其绝缘性能的影响
        4.1.1 实验装置与实验布置
        4.1.2 实验过程及实验结果
        4.1.3 实验结论
    4.2 超导限流器进出线套管结构设计
        4.2.1 套管结构设计基本方法
        4.2.2 套管绝缘层材料的选取
        4.2.3 电容锥参数设计
        4.2.4 电容锥参数计算结果与分析
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 未来工作与研究方向展望
参考文献
附录 1
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
上海交通大学硕士学位论文答辩决议书


【参考文献】：
期刊论文
[1]高温超导电力电缆的发展[J]. 周华锋,李敬东,唐跃进,潘垣.  电力系统自动化. 2001(08)
[2]超导磁浮列车的研究与发展[J]. 王素玉,王家素,张庆福,连级三.  低温与超导. 1995(04)
[3]螺管式感应屏蔽超导储能系统的研究[J]. 韩朔,邹积岩,张永.  电工电能新技术. 1990(02)
[4]超导变压器[J]. 范方吼.  电工电能新技术. 1988(03)
[5]第二届国际超导量子器件会议[J]. 崔广霁.  制冷学报. 1980(02)
[6]超导发电机的原理与特性[J]. 王定稳.  高电压技术. 1979(01)



本文编号：2971280