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1. chinaXiv:201903.00128 [pdf]

非线性绝缘电介质介电特性表征与测试

李忠华
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

非线性是导致问题复杂化的关键因素之一,且存在于几乎所有物理现象之中。电气绝缘介质的非线性介电行为在科学层面提供了更广泛的研究空间,同时在工程技术层面为电气绝缘结构设计、更高电压等级电力设备研发提供了新的破解瓶颈问题的技术途径。具有电场调控功能的非线性绝缘材料,被称为“智能绝缘材料”,已在大型电机端部绝缘和电缆附件防电晕结构得到广泛的应用。随着高压直流绝缘技术的进步,电气绝缘材料和绝缘结构非线性介电特性和机理研究得到越来越广泛的关注。非线性绝缘介质介电特性的表征和测试技术是极具挑战的研究课题,又是基础研究和工程应用技术研究不可回避的关键性基础问题。稳态直流电场下,非线性绝缘介电特性用伏安特性或电导率与电场强度关系来表征,相应测试技术比较简单。稳态交流电场场下,用等效(相对)介电常数和等效电导率与电场强度关系来表征,测试技术的关键是如何准确地分解阻性和容性电流。暂态电场下非线性绝缘介电特性的表征参数体系尚未建立,测试技术最为复杂,相关研究亟待开展。

submitted time 2019-03-05 From cooperative journals:《电气工程学报》 Hits766Downloads459 Comment 0

2. chinaXiv:201903.00132 [pdf]

同轴电极结构中非线性介质空间电荷极化与退极化暂态过程仿真研究

孙云龙; 李忠华; 索长友; 郑欢
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

非线性介质是指其电导率和(或)介电常数随电场强度变化而变化的电介质。非均匀电场中非线性介质由于介质的介电性能参数在空间呈梯度变化,在电场作用下将发生空间电荷极化,而极化形成的空间电荷又影响电场的分布,探明这种空间电荷极化的动态过程有助于高压直流绝缘结构的设计和故障分析。为此,利用COMSOL Multiphysics 有限元软件中的瞬态求解器仿真研究了同轴电极结构下具有场致增强型和温度增强型电导的非线性电介质在阶跃电压下的极化和退极化过程。研究结果发现:极化建立过程中,内电极附近空间电荷密度随时间变化会出现“过冲”现象;退极化过程中,内电极附近空间电荷会出现“反极性过冲”现象;“过冲”现象与“反极性过冲”现象相互呼应,均源自动态松弛时间的时空分布;温度梯度与场强对空间电荷“过冲”行为的影响规律不同。

submitted time 2019-03-05 From cooperative journals:《电气工程学报》 Hits768Downloads490 Comment 0

3. chinaXiv:201903.00134 [pdf]

应力锥体增强绝缘非线性属性对HVDC电缆终端电场分布的影响

李忠华; 张霞
Subjects: Dynamic and Electric Engineering >> Electrical Engineering

高压直流电缆及附件稳态电场分布主要取决于绝缘材料的电导率,而电导率又与场强、温度紧密相关,这使得直流电缆附件电场分布相比高压交流电缆附件更复杂。为此,在固定电缆终端 XLPE 绝缘、硅油电导率和温度梯度的条件下,本文采用多物理场耦合软件仿真研究了应力锥体增强绝缘非线性属性对高压直流电缆户外复合型终端稳态电场分布的影响规律。仿真研究结果表明:复合型户外高压直流电缆终端,工厂绝缘和增强绝缘界面切向电场在应力锥体根部和顶部可能出现极大值;而在半导电应力锥内表面电场也可能在根部和顶部出现极大值;通过调控增强绝缘材料的非线性属性可实现复合型电缆终端电场分布的综合调控。

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