沖擊電壓對(duì)電容器用聚丙烯薄膜累積效應(yīng)的研究.pdf

1、電力電容器作為電力系統(tǒng)中重要的無功補(bǔ)償和過電壓防護(hù)設(shè)備，在長達(dá)數(shù)十年的運(yùn)行周期中，頻繁遭受各種沖擊過電壓的累積作用。研究表明，部分電力電容器所承受的沖擊過電壓次數(shù)多達(dá)上萬次，沖擊過電壓的累積作用會(huì)導(dǎo)致固體絕緣介質(zhì)的劣化，給設(shè)備安全運(yùn)行帶來隱患。針對(duì)上述現(xiàn)象，本文研究了沖擊電壓作用下電容器用聚丙烯薄膜的累積失效特性與損傷特性。
　?、倩谀匙冸娬镜倪^電壓在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，研究了變電站內(nèi)實(shí)測沖擊過電壓波形參數(shù)的分布規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)實(shí)測沖擊過

2、電壓波形具有振蕩衰減特性，與 IEC推薦的雙指數(shù)沖擊電壓波形具有顯著差異。本文搭建了沖擊電壓累積試驗(yàn)平臺(tái)，研究不同波形參數(shù)沖擊電壓作用下聚丙烯薄膜的擊穿特性和 V-N特性，該平臺(tái)能夠輸出不同波形參數(shù)的雙指數(shù)沖擊電壓和雙極性振蕩衰減沖擊電壓。
　?、谠囼?yàn)研究了雙指數(shù)沖擊電壓作用下聚丙烯薄膜的擊穿特性以及波頭、波尾時(shí)間對(duì)其擊穿特性的影響規(guī)律：隨著波頭時(shí)間的減小或波尾時(shí)間的增加（一定范圍內(nèi)），聚丙烯薄膜的擊穿電壓逐漸降低；獲得了雙指數(shù)沖

3、擊電壓作用下聚丙烯薄膜50％擊穿電壓與波頭、波尾時(shí)間的擬合公式： u=17.43-4.27×0.3386a+2.79×0.9950b。研究了雙指數(shù)沖擊電壓作用下聚丙烯薄膜的累積失效特性，采用雙參數(shù) Weibull分布模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合分析，得到雙指數(shù)沖擊電壓作用下聚丙烯薄膜的V-N特性曲線以及波頭、波尾時(shí)間對(duì)聚丙烯薄膜V-N特性曲線的影響規(guī)律：一定范圍內(nèi)，隨著沖擊電壓波頭時(shí)間的減小或波尾時(shí)間的增加，聚丙烯薄膜耐受沖擊電壓累積作用的次數(shù)逐

4、漸減少；試驗(yàn)研究了雙極性振蕩衰減沖擊電壓作用下聚丙烯薄膜的擊穿特性和 V-N特性，得到了振蕩頻率和半峰值時(shí)間對(duì)聚丙烯薄膜擊穿特性與 V-N特性的影響規(guī)律：一定范圍內(nèi)，隨著振蕩頻率的降低或半峰值時(shí)間的增加，聚丙烯薄膜的擊穿電壓和累積擊穿次數(shù)逐漸降低；對(duì)比分析了雙指數(shù)沖擊電壓和雙極性振蕩衰減沖擊電壓作用下聚丙烯薄膜 V-N特性的差異性規(guī)律，發(fā)現(xiàn)聚丙烯薄膜對(duì)標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓的耐受能力較振蕩衰減沖擊電壓更弱。
　?、鄄捎脪呙桦娮语@微鏡和原

5、子力顯微鏡研究了沖擊電壓累積作用對(duì)聚丙烯薄膜表面微觀形貌和粗糙程度的影響規(guī)律，結(jié)果表明沖擊電壓的累積作用會(huì)對(duì)聚丙烯薄膜表面造成損傷，導(dǎo)致聚丙烯薄膜表面粗糙程度增加，經(jīng)過200、400、600次沖擊電壓的累積作用后，聚丙烯薄膜表面的算術(shù)平均高度 Sa分別增加為沖擊電壓累積作用之前的1.31倍、1.51倍和1.80倍；研究了不同次數(shù)沖擊電壓累積作用后聚丙烯薄膜介電參數(shù)的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)聚丙烯薄膜的介電常數(shù)實(shí)部εr′、介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ和電導(dǎo)

6、率σ均隨沖擊電壓累積作用次數(shù)的增加而增加。分析認(rèn)為沖擊電壓的累積作用會(huì)引起聚丙烯介質(zhì)內(nèi)極性物質(zhì)和載流子的增加，導(dǎo)致聚丙烯薄膜介電常數(shù)、介電損耗和電導(dǎo)率的增大；通過熱分析法對(duì)比分析沖擊電壓累積作用對(duì)聚丙烯薄膜熱穩(wěn)定性的影響規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過0、100、200、400和600次沖擊電壓的累積作用后，聚丙烯薄膜的熱分解起始溫度分別為309℃、352℃、358℃、366℃和375℃，熱分解終止溫度分別為480℃、482℃、483℃、485℃和