電極材料對液體電介質(zhì)擊穿電壓的影響規(guī)律和作用機(jī)制.pdf

1、變壓器油作為電力系統(tǒng)常用的液體絕緣介質(zhì)，其絕緣性能與電力系統(tǒng)的安全運行息息相關(guān)。電極材料對純凈液體電介質(zhì)的絕緣性能有著一定程度的影響，電極在外加電壓的作用下會向液體電介質(zhì)中注入一定量的電荷，因而擾亂了原電場的分布，影響了流注的發(fā)展。電極材料不同，電極向液體電介質(zhì)注入的電荷形式和電荷量可能不同，可能造成液體電介質(zhì)絕緣性能上的差異。此外，電極材料在不同的液體電介質(zhì)中其空間電荷注入能力亦可能存在差異。然而目前國內(nèi)外針對電極材料對液體電介質(zhì)絕緣

2、性能的影響研究較少，并未得出電極材料影響液體電介質(zhì)絕緣性能的普適性規(guī)律。因此本文從電極材料入手，深入探究其對液體電介質(zhì)絕緣性能的影響機(jī)制。
　　本文選擇碳酸丙烯酯作為液體電介質(zhì)，搭建了相應(yīng)的空間電荷測量平臺，測量了銅、鋁和不銹鋼三種電極材料下納米氧化鋁改性前后碳酸丙烯酯的操作沖擊擊穿電壓及其電場和空間電荷分布情況，得到了如下試驗結(jié)果：（1）電極材料對碳酸丙烯酯的擊穿電壓有一定程度的影響，不銹鋼電極下碳酸丙烯酯的沖擊擊穿電壓要明顯高

3、于銅電極和鋁電極，而銅電極下碳酸丙烯酯的擊穿電壓要高于鋁電極。（2）碳酸丙烯酯經(jīng)過適量的納米粒子改性后，三種電極材料下液體的沖擊擊穿電壓較改性前有所提高，但差異依舊存在。（3）碳酸丙烯酯作為液體電介質(zhì)時，鋁、銅、不銹鋼三種電極材料電荷注入能力依次降低，相應(yīng)的極板間隙間電場畸變率也依次降低。（4）純凈碳酸丙烯酯經(jīng)過納米粒子改性后，三種電極材料在液體中注入空間電荷的能力較改性前明顯下降，極板間隙間液體的電場畸變程度也較改性前明顯下降。

4、>　　為彌補(bǔ)變壓器油Kerr常數(shù)較低的缺點，本文采用加長極板，選用陣列光探等方法搭建了相應(yīng)的空間電荷測量平臺，并選擇鋁、不銹鋼兩種圓板電極材料，采用操作波和雷電波兩種沖擊電壓形式，對兩種電極下變壓器油和納米氧化鋁改性變壓器油的沖擊擊穿電壓及其電場和空間電荷分布進(jìn)行了測量，得到了如下試驗結(jié)果：（1）變壓器油作為液體電介質(zhì)時，其不銹鋼電極下的沖擊擊穿電壓較鋁電極有明顯提高。（2）變壓器油經(jīng)過納米氧化鋁改性后，鋁電極下變壓器油的擊穿電壓較改性

5、前提升明顯，不銹鋼電極則較改性前并無提升。（3）變壓器油作為液體電介質(zhì)時，電壓作用初期不銹鋼電極和鋁電極空間電荷注入量較少。當(dāng)電壓作用時間超過1500μs后，鋁電極的電荷注入量要高于不銹鋼電極，相應(yīng)的極板間電場畸變率也較不銹鋼電極高。（4）變壓器油經(jīng)過納米粒子改性后，鋁電極的電荷注入能力受到了明顯的抑制，其電極下液體的電場分布較改性前更加均勻。不銹鋼電極的電荷注入能力雖受到抑制，但其自身電荷注入能力較弱，納米改性前后液體中電場畸變率相差