G/R和PTFE在液氮中的冲击沿面闪络特性
发布时间：2021-10-24 03:02
液氮环境中绝缘材料的沿面闪络特性对超导电力装置的绝缘设计具有重要意义。为此,选择玻璃纤维增强环氧树脂复合材料（G/R）和挤出成型的聚四氟乙烯材料（PTFE）,通过实验研究了他们在液氮中的冲击沿面闪络电压和闪络时间的变化特征。结果表明:G/R材料的冲击沿面闪络特性很差,闪络电压值愈高则闪络电压的下降率愈大,而闪络次数愈多则闪络电压值愈低;PTFE材料表现出了良好的沿面闪络电压重复性。其主要原因是高能量的沿面闪络电弧会改变G/R材料表面状况,同时也使环氧树脂基体发生分解,改变了表面电阻率。G/R材料的沿面闪络电压略低于PTFE材料,其原因是相对于PTFE,G/R的介电常数与液氮的偏离更大,电场线更加扭曲,导致其交界面的闪络电压更低。2种材料在液氮环境中服从韦伯分布的0.1%闪络概率的首次冲击闪络电压和爬电距离的关系,可以为在稍不均匀电场条件下工作的超导电力设备的外绝缘设计提供参考。
【文章来源】：高电压技术. 2015,41(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
沿面放电实验装置
击电压发生器可以提供峰值电压Upk范围为30~400kV的标准雷电波(波前时间t1和半波峰值时间t2分别为1.2μs和50μs，误差分别在30%和20%以内)。试品为外径为40mm的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(G/R)棒和聚四氟乙烯(PTFE)棒，浸渍于液氮中，液氮盛放于长、宽、高分别为400mm、300mm和300mm的泡沫容器中。试品表面要用酒精反复擦拭，保证清洁。分压器选择变比为420的阻容式分压器，Tektronix示波器接于分压器的低压侧，并用配套的波形分析软件以得出视在峰值、波前时间和半波峰值时间等参数。实验用电极如图2所示，试品为棒状，外径40mm，一对不锈钢环电极，套于试品的外表面。经仿真计算，该电极下形成的电场为稍不均匀电常把配套的电极和试品系统浸渍于液氮中，实验待液氮不沸腾后再开始。分别以5、10、15和20mm这4个距离作为环电极的间距d，测试两种材料的冲击沿面闪络电压和放电时延。1.2试品同一位置多次闪络时沿面闪络电压下降特征的实验为了分析两种材料在液氮环境中冲击沿面闪图1沿面放电实验装置Fig.1Equipmentforflashoverexperiment图2实验用电极Fig.2Electrodeforexperiment
极位置，在同一表面用相同方法继续测量闪络电压(把电压间隔调整为5kV)。每次闪络后间隔5min再进行下一次测量，每个间距下连续测量5次。1.3试品不同位置的首次冲击沿面闪络电压与爬电距离的关系实验按1.2节方法1)测量首次冲击沿面闪络电压。每测量一次均要更换电极位置，保证电极之间的试品表面之前没有发生过闪络。每个电极间距下进行20次测量。其它电极间距也照此进行。2实验结果及分析选取了一个空载实验和电极间距为5mm时的冲击闪络实验产生的被示波器捕捉并经LIANAPAC冲击波形分析软件分析后所得波形，如图3所示。2.1两种材料同一位置多次闪络时冲击沿面闪络电压的下降特征2.1.1玻璃纤维增强环氧树脂复合材料按1.2节中方法1)对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料进行实验，连续两次的冲击沿面闪络电压和放电时延的实验结果分别如图4和图5所示。图4和图5中横坐标都表示环电极的间距，每个电极间距下进行5次实验，每次实验有2个柱形，左、右柱形分别代表同一位置处的首次、二次闪络图3实验波形记录Fig.3Experimentwaveformrecord图4液氮中G/R试品连续两次闪络时的闪络电压Fig.4FlashovervoltagesoftheG/RspecimenhavingtwocontinuousflashoverinLN2电压(见图4)和放电时延(见图5)。对图4和图5中每个间距下的5次实验首次和第二次的闪络电压、放电时延数值分别取均值，计算电压和时延的下降率，如表1所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]220kV/3kA冷绝缘高温超导电缆电流引线设计[J]. 程远,王银顺,郑志强,张肖杰,薛驰,赵连岐. 高电压技术. 2013(01)
[2]玻璃纤维/环氧树脂复合材料热分解动力学参数的确定[J]. 陈敏孙,江厚满,刘泽金. 强激光与粒子束. 2010(09)
[3]冷绝缘超导电缆绝缘材料测试综述[J]. 王之瑄,邱捷,吴招座,刘英,吴晓琪. 低温与超导. 2008(12)
[4]高温超导变压器高压绕组的绝缘设计和试验[J]. 王银顺,赵祥,韩军杰,王冰,李会东,关颖,包庆,许熙,肖立业,林良真. 高电压技术. 2007(09)
[5]超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测[J]. 胡毅,唐跃进,任丽,蔡炜,陈轩恕,石晶,陈磊,张翌晖,郭芳. 高电压技术. 2007(07)
[6]聚酰亚胺纳米杂化薄膜绝缘材料77K下的电击穿性能研究[J]. 李元庆,付绍云. 绝缘材料. 2005(05)
[7]超导电缆绝缘及其材料性能[J]. 滕玉平,肖立业,戴少涛,项冰仑,李爱英,薛天军. 绝缘材料. 2005(01)
[8]防热复合材料的烧蚀机理与模型研究[J]. 易法军,梁军,孟松鹤,杜善义. 固体火箭技术. 2000(04)
本文编号：3454447
【文章来源】：高电压技术. 2015,41(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
沿面放电实验装置
击电压发生器可以提供峰值电压Upk范围为30~400kV的标准雷电波(波前时间t1和半波峰值时间t2分别为1.2μs和50μs，误差分别在30%和20%以内)。试品为外径为40mm的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(G/R)棒和聚四氟乙烯(PTFE)棒，浸渍于液氮中，液氮盛放于长、宽、高分别为400mm、300mm和300mm的泡沫容器中。试品表面要用酒精反复擦拭，保证清洁。分压器选择变比为420的阻容式分压器，Tektronix示波器接于分压器的低压侧，并用配套的波形分析软件以得出视在峰值、波前时间和半波峰值时间等参数。实验用电极如图2所示，试品为棒状，外径40mm，一对不锈钢环电极，套于试品的外表面。经仿真计算，该电极下形成的电场为稍不均匀电常把配套的电极和试品系统浸渍于液氮中，实验待液氮不沸腾后再开始。分别以5、10、15和20mm这4个距离作为环电极的间距d，测试两种材料的冲击沿面闪络电压和放电时延。1.2试品同一位置多次闪络时沿面闪络电压下降特征的实验为了分析两种材料在液氮环境中冲击沿面闪图1沿面放电实验装置Fig.1Equipmentforflashoverexperiment图2实验用电极Fig.2Electrodeforexperiment
极位置，在同一表面用相同方法继续测量闪络电压(把电压间隔调整为5kV)。每次闪络后间隔5min再进行下一次测量，每个间距下连续测量5次。1.3试品不同位置的首次冲击沿面闪络电压与爬电距离的关系实验按1.2节方法1)测量首次冲击沿面闪络电压。每测量一次均要更换电极位置，保证电极之间的试品表面之前没有发生过闪络。每个电极间距下进行20次测量。其它电极间距也照此进行。2实验结果及分析选取了一个空载实验和电极间距为5mm时的冲击闪络实验产生的被示波器捕捉并经LIANAPAC冲击波形分析软件分析后所得波形，如图3所示。2.1两种材料同一位置多次闪络时冲击沿面闪络电压的下降特征2.1.1玻璃纤维增强环氧树脂复合材料按1.2节中方法1)对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料进行实验，连续两次的冲击沿面闪络电压和放电时延的实验结果分别如图4和图5所示。图4和图5中横坐标都表示环电极的间距，每个电极间距下进行5次实验，每次实验有2个柱形，左、右柱形分别代表同一位置处的首次、二次闪络图3实验波形记录Fig.3Experimentwaveformrecord图4液氮中G/R试品连续两次闪络时的闪络电压Fig.4FlashovervoltagesoftheG/RspecimenhavingtwocontinuousflashoverinLN2电压(见图4)和放电时延(见图5)。对图4和图5中每个间距下的5次实验首次和第二次的闪络电压、放电时延数值分别取均值，计算电压和时延的下降率，如表1所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]220kV/3kA冷绝缘高温超导电缆电流引线设计[J]. 程远,王银顺,郑志强,张肖杰,薛驰,赵连岐. 高电压技术. 2013(01)
[2]玻璃纤维/环氧树脂复合材料热分解动力学参数的确定[J]. 陈敏孙,江厚满,刘泽金. 强激光与粒子束. 2010(09)
[3]冷绝缘超导电缆绝缘材料测试综述[J]. 王之瑄,邱捷,吴招座,刘英,吴晓琪. 低温与超导. 2008(12)
[4]高温超导变压器高压绕组的绝缘设计和试验[J]. 王银顺,赵祥,韩军杰,王冰,李会东,关颖,包庆,许熙,肖立业,林良真. 高电压技术. 2007(09)
[5]超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测[J]. 胡毅,唐跃进,任丽,蔡炜,陈轩恕,石晶,陈磊,张翌晖,郭芳. 高电压技术. 2007(07)
[6]聚酰亚胺纳米杂化薄膜绝缘材料77K下的电击穿性能研究[J]. 李元庆,付绍云. 绝缘材料. 2005(05)
[7]超导电缆绝缘及其材料性能[J]. 滕玉平,肖立业,戴少涛,项冰仑,李爱英,薛天军. 绝缘材料. 2005(01)
[8]防热复合材料的烧蚀机理与模型研究[J]. 易法军,梁军,孟松鹤,杜善义. 固体火箭技术. 2000(04)
本文编号：3454447
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3454447.html
