氧化鋅避雷器的老化機(jī)理與狀態(tài)評(píng)價(jià)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-11 17:44
我國(guó)特高壓交直流輸電技術(shù)及智能電網(wǎng)飛躍發(fā)展,輸變電系統(tǒng)在運(yùn)行中需預(yù)防過(guò)電壓帶來(lái)的危害,以保證電網(wǎng)的運(yùn)行安全性、可靠性。氧化鋅避雷器作為輸變電工程預(yù)防電網(wǎng)過(guò)電壓的核心電氣設(shè)備,服役過(guò)程中承受過(guò)電壓沖擊及工作電壓作用,在一定程度上存在老化劣化現(xiàn)象,這直接制約輸變電系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。基于此,本文提出“氧化鋅避雷器的老化機(jī)理與狀態(tài)評(píng)價(jià)研究”的課題。本文依托高電壓與絕緣理論,開(kāi)展氧化鋅避雷器的電場(chǎng)仿真研究,探求氧化鋅避雷器在服役狀態(tài)下電壓梯度及電場(chǎng)分布規(guī)律;構(gòu)建老化試驗(yàn)平臺(tái),開(kāi)展一系列熱老化、電暈老化及沖擊老化試驗(yàn),探究壓敏電阻的壓敏特性及擊穿特性、硅橡膠的擊穿特性與老化的關(guān)聯(lián)規(guī)律,獲得氧化鋅壓敏電阻及硅橡膠的老化機(jī)理;開(kāi)展壓敏電阻極化/去極化電流試驗(yàn)研究,獲得極化/去極化電荷差同非線性系數(shù)及老化程度的關(guān)系,找出一種基于時(shí)域介電特性的氧化鋅避雷器運(yùn)行狀態(tài)無(wú)損評(píng)價(jià)方法。依托理論研究與數(shù)據(jù)解析,獲得相關(guān)規(guī)律如下:(1)氧化鋅避雷器整體電壓均勻分布且電勢(shì)縱向相近,傘裙中心電勢(shì)最高且橫向由中心向外遞減,大—中—小傘裙間縱向電勢(shì)差依次遞增。(2)隨著電壓等級(jí)及老化次數(shù)的增加,探究出壓敏電阻在雷電沖擊條件...
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.1.1 高壓輸電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程
1.1.2 避雷器的運(yùn)行特性
1.1.3 研究氧化鋅避雷器的意義
1.2 氧化鋅避雷器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 介電機(jī)制與評(píng)價(jià)技術(shù)
2.1 介質(zhì)極化
2.1.1 電子式極化
2.1.2 離子式極化
2.1.3 偶極子極化
2.1.4 界面極化
2.2 介質(zhì)擊穿
2.2.1 固體電介質(zhì)擊穿
2.2.2 液體電介質(zhì)擊穿
2.2.3 氣體電介質(zhì)擊穿
2.3 介電評(píng)價(jià)技術(shù)
2.3.1 頻域介電譜法
2.3.2 回復(fù)電圧法
2.3.3 極化/去極化電流法
2.4 本章小結(jié)
3 氧化鋅避雷器電場(chǎng)仿真研究
3.1 電磁場(chǎng)數(shù)值分析方法
3.1.1 有限差分法
3.1.2 有限元法
3.1.3 模擬電荷法
3.2 電磁仿真有限元法
3.2.1 有限元思想
3.2.2 有限元法解析過(guò)程
3.2.3 電場(chǎng)問(wèn)題的有限元分析
3.3 電場(chǎng)仿真分析
3.3.1 氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)分析
3.3.2 仿真模型建立
3.3.3 靜電場(chǎng)分析
3.4 本章小結(jié)
4 氧化鋅避雷器老化機(jī)理與試驗(yàn)研究
4.1 氧化鋅壓敏電阻的老化機(jī)理
4.1.1 壓敏電阻結(jié)構(gòu)分析
4.1.2 電老化機(jī)理
4.1.3 沖擊老化機(jī)理
4.2 硅橡膠的老化機(jī)理
4.2.1 硅橡膠結(jié)構(gòu)分析
4.2.2 熱老化機(jī)理
4.2.3 電暈老化機(jī)理
4.3 硅橡膠老化特性研究
4.3.1 試驗(yàn)樣品制備
4.3.2 智能絕緣熱老化試驗(yàn)平臺(tái)
4.3.3 電暈老化試驗(yàn)平臺(tái)
4.3.4 擊穿試驗(yàn)平臺(tái)
4.3.5 擊穿電壓與熱老化的關(guān)系
4.3.6 擊穿電壓與電暈老化的關(guān)系
4.4 氧化鋅壓敏電阻老化特性研究
4.4.1 試驗(yàn)樣品預(yù)處理
4.4.2 壓敏電阻老化試驗(yàn)
4.4.3 壓敏特性與老化程度的關(guān)系
4.4.4 擊穿電壓與老化程度的關(guān)系
4.5 本章小結(jié)
5 氧化鋅避雷器狀態(tài)評(píng)價(jià)研究
5.1 極化/去極化電流與肖特基勢(shì)壘的關(guān)系
5.1.1 極化/去極化電流法(PDC)的測(cè)試原理
5.1.2 極化/去極化電流與平均電導(dǎo)率的關(guān)系
5.1.3 極化/去極化電流與肖特基勢(shì)壘的關(guān)系
5.2 PDC測(cè)試平臺(tái)
5.3 不同沖擊老化下的PDC試驗(yàn)
5.4 極化/去極化電流差與肖特基勢(shì)壘高度的關(guān)系
5.5 極化/去極化電荷差與沖擊老化程度的關(guān)系
5.5.1 極化/去極化電荷差與時(shí)間的關(guān)系
5.5.2 極化/去極化電荷差與老化程度的關(guān)系
5.6 非線性系數(shù)與極化/去極化電荷差的關(guān)系
5.7 非線性系數(shù)與平均服役壽命的關(guān)系
5.8 極化/去極化電荷差與平均服役壽命的關(guān)系
5.9 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZnO非線性電阻內(nèi)部的微裂紋在老化中的作用[J]. 裴根林,何金良. 電瓷避雷器. 2002(01)
[2]ZnO壓敏陶瓷晶界勢(shì)壘高度和寬度的研究[J]. 李盛濤,鄒晨,劉輔宜. 電瓷避雷器. 2004(01)
[3]氧化鋅非線性電阻沖擊老化破壞機(jī)理[J]. 張郴莉,張適昌. 高電壓技術(shù). 2000(05)
[4]氧化鋅避雷器在輸電線路防雷中的作用[J]. 田建華,劉渝根,王雙文. 高電壓技術(shù). 2003(11)
[5]中國(guó)直流輸電的現(xiàn)狀及展望[J]. 舒印彪. 高電壓技術(shù). 2004(11)
[6]利用單次流通能量分析氧化鋅壓敏電阻老化程度的研究[J]. 李軍浩,王晶,寇小,李彥明. 電瓷避雷器. 2005(04)
[7]液體介質(zhì)擊穿機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 黃文力,孫廣生,王玨,嚴(yán)萍. 高壓電器. 2005(02)
[8]用紅外光譜研究室溫硫化硅橡膠電暈老化及壽命估計(jì)[J]. 藍(lán)磊,文習(xí)山,劉輝. 高電壓技術(shù). 2009(11)
[9]ZnO電阻片壽命內(nèi)沖擊老化的研究[J]. 陳榮,周文俊,王保山. 電瓷避雷器. 2010(02)
[10]氧化鋅壓敏電阻劣化過(guò)程中電容量變化的分析應(yīng)用[J]. 楊仲江,陳琳,杜志航,孫涌. 高電壓技術(shù). 2010(09)
博士論文
[1]TiO2/聚合物復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備與介電性能研究[D]. 徐諾心.浙江大學(xué) 2017
[2]硅橡膠等離子體及電暈老化性能研究[D]. 王康.武漢大學(xué) 2015
[3]基于PDC分析的時(shí)頻混合絕緣診斷方法研究[D]. 劉驥.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[4]硅橡膠基絕熱材料及其熱化學(xué)燒蝕機(jī)理研究[D]. 楊棟.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[5]氧化物壓敏陶瓷晶界特性與宏觀電性能的關(guān)系[D]. 盧振亞.華南理工大學(xué) 2012
[6]硅橡膠復(fù)合絕緣子傘裙優(yōu)化研究[D]. 謝從珍.華南理工大學(xué) 2010
[7]高溫硫化(HTV)硅橡膠電暈老化特性及機(jī)理的研究[D]. 梁英.華北電力大學(xué)(河北) 2008
碩士論文
[1]非線性硅橡膠的熱老化特性研究[D]. 姜洋.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[2]基于時(shí)域介電特性的油紙絕緣狀態(tài)評(píng)估研究[D]. 粘凱昕.大連理工大學(xué) 2016
[3]光纖數(shù)字化變電站避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 孟繁利.華北電力大學(xué) 2016
[4]高壓ZnO壓敏電阻耐大電流沖擊及老化性能研究[D]. 王亞萍.華中科技大學(xué) 2016
[5]電極材料對(duì)液體電介質(zhì)擊穿電壓的影響規(guī)律和作用機(jī)制[D]. 金泱.重慶大學(xué) 2016
[6]基于頻域介電譜法的絕緣診斷裝置[D]. 張大寧.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[7]基于介電響應(yīng)法的高壓套管絕緣狀態(tài)研究[D]. 張強(qiáng).大連理工大學(xué) 2015
[8]基于介電頻域特性的套管絕緣狀態(tài)評(píng)估研究[D]. 李維江.大連理工大學(xué) 2015
[9]8/20μs電流沖擊作用下ZnO壓敏電阻特性變化的分析[D]. 陳璞陽(yáng).南京信息工程大學(xué) 2015
[10]硅橡膠加速老化及失效機(jī)理研究[D]. 蔣沙沙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3719218
【文章頁(yè)數(shù)】:99 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.1.1 高壓輸電技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程
1.1.2 避雷器的運(yùn)行特性
1.1.3 研究氧化鋅避雷器的意義
1.2 氧化鋅避雷器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 介電機(jī)制與評(píng)價(jià)技術(shù)
2.1 介質(zhì)極化
2.1.1 電子式極化
2.1.2 離子式極化
2.1.3 偶極子極化
2.1.4 界面極化
2.2 介質(zhì)擊穿
2.2.1 固體電介質(zhì)擊穿
2.2.2 液體電介質(zhì)擊穿
2.2.3 氣體電介質(zhì)擊穿
2.3 介電評(píng)價(jià)技術(shù)
2.3.1 頻域介電譜法
2.3.2 回復(fù)電圧法
2.3.3 極化/去極化電流法
2.4 本章小結(jié)
3 氧化鋅避雷器電場(chǎng)仿真研究
3.1 電磁場(chǎng)數(shù)值分析方法
3.1.1 有限差分法
3.1.2 有限元法
3.1.3 模擬電荷法
3.2 電磁仿真有限元法
3.2.1 有限元思想
3.2.2 有限元法解析過(guò)程
3.2.3 電場(chǎng)問(wèn)題的有限元分析
3.3 電場(chǎng)仿真分析
3.3.1 氧化鋅避雷器結(jié)構(gòu)分析
3.3.2 仿真模型建立
3.3.3 靜電場(chǎng)分析
3.4 本章小結(jié)
4 氧化鋅避雷器老化機(jī)理與試驗(yàn)研究
4.1 氧化鋅壓敏電阻的老化機(jī)理
4.1.1 壓敏電阻結(jié)構(gòu)分析
4.1.2 電老化機(jī)理
4.1.3 沖擊老化機(jī)理
4.2 硅橡膠的老化機(jī)理
4.2.1 硅橡膠結(jié)構(gòu)分析
4.2.2 熱老化機(jī)理
4.2.3 電暈老化機(jī)理
4.3 硅橡膠老化特性研究
4.3.1 試驗(yàn)樣品制備
4.3.2 智能絕緣熱老化試驗(yàn)平臺(tái)
4.3.3 電暈老化試驗(yàn)平臺(tái)
4.3.4 擊穿試驗(yàn)平臺(tái)
4.3.5 擊穿電壓與熱老化的關(guān)系
4.3.6 擊穿電壓與電暈老化的關(guān)系
4.4 氧化鋅壓敏電阻老化特性研究
4.4.1 試驗(yàn)樣品預(yù)處理
4.4.2 壓敏電阻老化試驗(yàn)
4.4.3 壓敏特性與老化程度的關(guān)系
4.4.4 擊穿電壓與老化程度的關(guān)系
4.5 本章小結(jié)
5 氧化鋅避雷器狀態(tài)評(píng)價(jià)研究
5.1 極化/去極化電流與肖特基勢(shì)壘的關(guān)系
5.1.1 極化/去極化電流法(PDC)的測(cè)試原理
5.1.2 極化/去極化電流與平均電導(dǎo)率的關(guān)系
5.1.3 極化/去極化電流與肖特基勢(shì)壘的關(guān)系
5.2 PDC測(cè)試平臺(tái)
5.3 不同沖擊老化下的PDC試驗(yàn)
5.4 極化/去極化電流差與肖特基勢(shì)壘高度的關(guān)系
5.5 極化/去極化電荷差與沖擊老化程度的關(guān)系
5.5.1 極化/去極化電荷差與時(shí)間的關(guān)系
5.5.2 極化/去極化電荷差與老化程度的關(guān)系
5.6 非線性系數(shù)與極化/去極化電荷差的關(guān)系
5.7 非線性系數(shù)與平均服役壽命的關(guān)系
5.8 極化/去極化電荷差與平均服役壽命的關(guān)系
5.9 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZnO非線性電阻內(nèi)部的微裂紋在老化中的作用[J]. 裴根林,何金良. 電瓷避雷器. 2002(01)
[2]ZnO壓敏陶瓷晶界勢(shì)壘高度和寬度的研究[J]. 李盛濤,鄒晨,劉輔宜. 電瓷避雷器. 2004(01)
[3]氧化鋅非線性電阻沖擊老化破壞機(jī)理[J]. 張郴莉,張適昌. 高電壓技術(shù). 2000(05)
[4]氧化鋅避雷器在輸電線路防雷中的作用[J]. 田建華,劉渝根,王雙文. 高電壓技術(shù). 2003(11)
[5]中國(guó)直流輸電的現(xiàn)狀及展望[J]. 舒印彪. 高電壓技術(shù). 2004(11)
[6]利用單次流通能量分析氧化鋅壓敏電阻老化程度的研究[J]. 李軍浩,王晶,寇小,李彥明. 電瓷避雷器. 2005(04)
[7]液體介質(zhì)擊穿機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 黃文力,孫廣生,王玨,嚴(yán)萍. 高壓電器. 2005(02)
[8]用紅外光譜研究室溫硫化硅橡膠電暈老化及壽命估計(jì)[J]. 藍(lán)磊,文習(xí)山,劉輝. 高電壓技術(shù). 2009(11)
[9]ZnO電阻片壽命內(nèi)沖擊老化的研究[J]. 陳榮,周文俊,王保山. 電瓷避雷器. 2010(02)
[10]氧化鋅壓敏電阻劣化過(guò)程中電容量變化的分析應(yīng)用[J]. 楊仲江,陳琳,杜志航,孫涌. 高電壓技術(shù). 2010(09)
博士論文
[1]TiO2/聚合物復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備與介電性能研究[D]. 徐諾心.浙江大學(xué) 2017
[2]硅橡膠等離子體及電暈老化性能研究[D]. 王康.武漢大學(xué) 2015
[3]基于PDC分析的時(shí)頻混合絕緣診斷方法研究[D]. 劉驥.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[4]硅橡膠基絕熱材料及其熱化學(xué)燒蝕機(jī)理研究[D]. 楊棟.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[5]氧化物壓敏陶瓷晶界特性與宏觀電性能的關(guān)系[D]. 盧振亞.華南理工大學(xué) 2012
[6]硅橡膠復(fù)合絕緣子傘裙優(yōu)化研究[D]. 謝從珍.華南理工大學(xué) 2010
[7]高溫硫化(HTV)硅橡膠電暈老化特性及機(jī)理的研究[D]. 梁英.華北電力大學(xué)(河北) 2008
碩士論文
[1]非線性硅橡膠的熱老化特性研究[D]. 姜洋.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[2]基于時(shí)域介電特性的油紙絕緣狀態(tài)評(píng)估研究[D]. 粘凱昕.大連理工大學(xué) 2016
[3]光纖數(shù)字化變電站避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 孟繁利.華北電力大學(xué) 2016
[4]高壓ZnO壓敏電阻耐大電流沖擊及老化性能研究[D]. 王亞萍.華中科技大學(xué) 2016
[5]電極材料對(duì)液體電介質(zhì)擊穿電壓的影響規(guī)律和作用機(jī)制[D]. 金泱.重慶大學(xué) 2016
[6]基于頻域介電譜法的絕緣診斷裝置[D]. 張大寧.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[7]基于介電響應(yīng)法的高壓套管絕緣狀態(tài)研究[D]. 張強(qiáng).大連理工大學(xué) 2015
[8]基于介電頻域特性的套管絕緣狀態(tài)評(píng)估研究[D]. 李維江.大連理工大學(xué) 2015
[9]8/20μs電流沖擊作用下ZnO壓敏電阻特性變化的分析[D]. 陳璞陽(yáng).南京信息工程大學(xué) 2015
[10]硅橡膠加速老化及失效機(jī)理研究[D]. 蔣沙沙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3719218
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/3719218.html
最近更新
教材專著