電暈放電是高壓直流輸變電工程運(yùn)行和設(shè)計(jì)中重點(diǎn)關(guān)注的問題,其產(chǎn)生的空間電荷在直流電場的作用下積聚到設(shè)備絕緣表面上,引起絕緣表面局部電場畸變,降低設(shè)備的絕緣性能,目前尚無有效的數(shù)值方法考慮空間電荷對絕緣表面電場強(qiáng)度的附加影響。針對直流負(fù)極性球——板電暈放電,搭建了直流電暈下絕緣材料表面電荷測量試驗(yàn)平臺,該試驗(yàn)平臺采用了有源靜電探頭法的測量原理,選取了3種不同絕緣材料的圓形薄片和2種不同曲率的傘形圓盤作為試驗(yàn)的測量對象,測量其在負(fù)極性球——板電暈放電下絕緣表面各點(diǎn)的電位分布。通過電荷反演算法將試驗(yàn)所測得的絕緣表面各點(diǎn)電位值換算為表面各點(diǎn)電荷密度值,初步得到了負(fù)極性球——板電暈放電下絕緣表面電荷的分布特性,為深入研究高壓直流設(shè)備在電暈放電情況下的絕緣表面電荷分布特性提供了參考,可進(jìn)一步拓展到（特）高壓直流電氣設(shè)備絕緣表面合成電場數(shù)值計(jì)算和絕緣優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域,具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。 

【文章來源】：高壓電器. 2020,56(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

Kelvin探針技術(shù)原理示意圖

為測量直流電暈下絕緣材料表面電荷分布特性，搭建了試驗(yàn)測量平臺，見圖2。本試驗(yàn)采用負(fù)極性下球—板電暈放電使得絕緣表面積聚電荷。球電極材質(zhì)為銅，直徑1 cm，板電極直徑50 cm，厚度為3 mm。產(chǎn)生電暈的直流高壓回路由調(diào)壓器和直流高壓發(fā)生器組成，可以產(chǎn)生的直流電壓高達(dá)200 k V。調(diào)壓器用于控制直流高壓發(fā)生器輸出的電壓，并將輸出的電壓顯示在調(diào)壓器的液晶顯示屏上，方便讀取。

選取環(huán)氧樹脂、無機(jī)鋼化玻璃和硅橡膠3種常見的絕緣材料的圓形薄片作為試驗(yàn)對象，3種圓形薄片見圖3，對球電極加載負(fù)極性直流電壓50 k V。試驗(yàn)時(shí)的氣壓為大氣壓強(qiáng)，溫度為23～25℃，相對濕度為63%～71%，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。由圖4可以看出，圓形薄片絕緣表面的電位分布為中間大，邊緣小，即沿著徑向由中心向外圍遞減。這是由球電極下方絕緣材料的圓形薄片表面電場強(qiáng)度決定的，球電極加壓后，絕緣材料的圓形薄片距試品中心不同距離的區(qū)域電場強(qiáng)度不同，越靠近中心的區(qū)域電場強(qiáng)度越大；電荷積聚飽和的條件是絕緣圓形薄片各處的法相分量為零，所以電荷積聚前電場強(qiáng)度大的區(qū)域電荷密度就大，對應(yīng)的電位就高。


本文編號：3130871