直流电压下绝缘子表面电荷积聚影响因素及消散特性研究

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1、学校代号10532学号S150900706分类号TM216密级公开硕士学位论文直流电压下绝缘子表面电荷积聚影响因素及消散特性研究学位申请人姓名周武培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称汪沨教授学科专业电气工程研究方向高电压与绝缘技术论文提交日期2018年4月27日学校代号：10532学号：S150900706密级：公开湖南大学硕士学位论文直流电压下绝缘子表面电荷积聚影响因素及消散特性研究学位申请人姓名：周武导师姓名及职称：汪沨教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：20

2、18年4月27日论文答辩日期：2018年5月19日答辩委员会主席：李欣然教授ResearchonInfluenceFactorsofAccumulationandDecayCharacteristicsofSurfaceChargeonInsulatorUnderDCVoltagebyZHOUWuB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterof

3、EngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorWANGFengMay,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本

4、人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密□，在年解密后适用本授权书。2.不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I硕士学位论文摘要气体绝缘输电线路具有传输容

5、量大、损耗小、安全可靠以及环境友好等优点，在高压输电领域的应用日益广泛。在直流电压下，电荷将在绝缘子表面积聚，使绝缘结构闪络电压降低，阻碍了气体绝缘输电线路向直流领域的推广应用。研究直流电压下绝缘子表面电荷积聚的影响因素及消散特性对直流气体绝缘输电线路技术的发展具有重要意义。本文基于电容分压原理研制了满足研究需要的静电探头，配合平板电极和圆柱形聚四氟乙烯模型绝缘子，并利用步进电机及配套的控制装置驱动绝缘子与探头配合运动以使探头能够精确测量绝缘子整个表面，构成了表面电荷实验系统。利用表面电荷实验系

6、统，本文研究了金属颗粒附着、电极接触不良和表面划伤等局部因素对绝缘子表面电荷积聚的影响。研究发现：绝缘子表面附着金属颗粒时，颗粒附近表面电荷积聚明显，电荷极性与附近金属颗粒边沿感应电荷极性一致，气体侧传导和沿面传导共同决定了电荷分布；电极接触不良时，接触不良电极附近积聚了大量异极性电荷，法向场强主导了正负电荷在绝缘子表面的分布；表面划伤时，在较低电压下，划痕两边分布着大量异号电荷，在较高电压等级时不具有明显分布特征。同时，本文研究了不同外施电压下，预加在绝缘子表面的正电荷消散过程。结果显示：外施

7、电压为0时，电荷主要通过与气体侧离子中和消散；外施电压为+20kV时，预加的正电荷难以消散且有所增加；外施电压为-20kV时，高压电极附近的预加正电荷迅速消散，而带屏蔽电极的地电极附近的预加正电荷消散至一定程度后随时间的变化幅度很小。外施电压主要影响电荷沿面传导从而影响电荷消散特性。关键词：表面电荷；金属颗粒；电极接触不良；表面划伤；电荷消散II直流电压下绝缘子表面电荷积聚影响因素及消散特性研究AbstractGasinsulatedtransmissionlinehastheadvantage

8、soflargetransmissioncapacity,smallloss,safeandreliableandenvironmentalfriendliness,anditiswidelyusedinthefieldofhighvoltagetransmission.Underthedcvoltage,thechargewillaccumulateonthesurfaceoftheinsulator,whichwillreducetheflashovervoltageoftheinsulat