液氮環(huán)境中絕緣材料的沿面閃絡(luò)特性對超導(dǎo)電力裝置的絕緣設(shè)計具有重要意義。為此,選擇玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料（G/R）和擠出成型的聚四氟乙烯材料（PTFE）,通過實驗研究了他們在液氮中的沖擊沿面閃絡(luò)電壓和閃絡(luò)時間的變化特征。結(jié)果表明:G/R材料的沖擊沿面閃絡(luò)特性很差,閃絡(luò)電壓值愈高則閃絡(luò)電壓的下降率愈大,而閃絡(luò)次數(shù)愈多則閃絡(luò)電壓值愈低;PTFE材料表現(xiàn)出了良好的沿面閃絡(luò)電壓重復(fù)性。其主要原因是高能量的沿面閃絡(luò)電弧會改變G/R材料表面狀況,同時也使環(huán)氧樹脂基體發(fā)生分解,改變了表面電阻率。G/R材料的沿面閃絡(luò)電壓略低于PTFE材料,其原因是相對于PTFE,G/R的介電常數(shù)與液氮的偏離更大,電場線更加扭曲,導(dǎo)致其交界面的閃絡(luò)電壓更低。2種材料在液氮環(huán)境中服從韋伯分布的0.1%閃絡(luò)概率的首次沖擊閃絡(luò)電壓和爬電距離的關(guān)系,可以為在稍不均勻電場條件下工作的超導(dǎo)電力設(shè)備的外絕緣設(shè)計提供參考。 

【文章來源】：高電壓技術(shù). 2015,41(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

沿面放電實驗裝置

擊電壓發(fā)生器可以提供峰值電壓Upk范圍為30~400kV的標(biāo)準(zhǔn)雷電波(波前時間t1和半波峰值時間t2分別為1.2μs和50μs，誤差分別在30%和20%以內(nèi))。試品為外徑為40mm的玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料(G/R)棒和聚四氟乙烯(PTFE)棒，浸漬于液氮中，液氮盛放于長、寬、高分別為400mm、300mm和300mm的泡沫容器中。試品表面要用酒精反復(fù)擦拭，保證清潔。分壓器選擇變比為420的阻容式分壓器，Tektronix示波器接于分壓器的低壓側(cè)，并用配套的波形分析軟件以得出視在峰值、波前時間和半波峰值時間等參數(shù)。實驗用電極如圖2所示，試品為棒狀，外徑40mm，一對不銹鋼環(huán)電極，套于試品的外表面。經(jīng)仿真計算，該電極下形成的電場為稍不均勻電常把配套的電極和試品系統(tǒng)浸漬于液氮中，實驗待液氮不沸騰后再開始。分別以5、10、15和20mm這4個距離作為環(huán)電極的間距d，測試兩種材料的沖擊沿面閃絡(luò)電壓和放電時延。1.2試品同一位置多次閃絡(luò)時沿面閃絡(luò)電壓下降特征的實驗為了分析兩種材料在液氮環(huán)境中沖擊沿面閃圖1沿面放電實驗裝置Fig.1Equipmentforflashoverexperiment圖2實驗用電極Fig.2Electrodeforexperiment

極位置，在同一表面用相同方法繼續(xù)測量閃絡(luò)電壓(把電壓間隔調(diào)整為5kV)。每次閃絡(luò)后間隔5min再進(jìn)行下一次測量，每個間距下連續(xù)測量5次。1.3試品不同位置的首次沖擊沿面閃絡(luò)電壓與爬電距離的關(guān)系實驗按1.2節(jié)方法1)測量首次沖擊沿面閃絡(luò)電壓。每測量一次均要更換電極位置，保證電極之間的試品表面之前沒有發(fā)生過閃絡(luò)。每個電極間距下進(jìn)行20次測量。其它電極間距也照此進(jìn)行。2實驗結(jié)果及分析選取了一個空載實驗和電極間距為5mm時的沖擊閃絡(luò)實驗產(chǎn)生的被示波器捕捉并經(jīng)LIANAPAC沖擊波形分析軟件分析后所得波形，如圖3所示。2.1兩種材料同一位置多次閃絡(luò)時沖擊沿面閃絡(luò)電壓的下降特征2.1.1玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料按1.2節(jié)中方法1)對玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行實驗，連續(xù)兩次的沖擊沿面閃絡(luò)電壓和放電時延的實驗結(jié)果分別如圖4和圖5所示。圖4和圖5中橫坐標(biāo)都表示環(huán)電極的間距，每個電極間距下進(jìn)行5次實驗，每次實驗有2個柱形，左、右柱形分別代表同一位置處的首次、二次閃絡(luò)圖3實驗波形記錄Fig.3Experimentwaveformrecord圖4液氮中G/R試品連續(xù)兩次閃絡(luò)時的閃絡(luò)電壓Fig.4FlashovervoltagesoftheG/RspecimenhavingtwocontinuousflashoverinLN2電壓(見圖4)和放電時延(見圖5)。對圖4和圖5中每個間距下的5次實驗首次和第二次的閃絡(luò)電壓、放電時延數(shù)值分別取均值，計算電壓和時延的下降率，如表1所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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