吴科 作品数:15 被引量:160 H指数:7 供职机构: 四川大学电气信息学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 电气工程 一般工业技术 交通运输工程 机械工程 更多>>
牵引机车过分相时高频谐波分析及对电缆终端发热问题研究 针对牵引机车在过分相时产生高频谐波以及由此导致应力控制型电缆终端绝缘迅速裂化的问题。本文研究牵引机车在过分相时电压波形畸变率的变化,及由此高频谐波对电缆终端的影响。实验通过搭建高频高压老化实验装置,利用高频高压发生装置对... 赵庆杰 周凯 吴科 何珉 侯振奇关键词:牵引机车 电缆终端 红外成像 牵引机车中的高频谐波对电缆终端热点的影响 被引量:7 2016年 为研究牵引机车中的高频谐波以及由此导致应力控制型电缆终端绝缘迅速劣化的问题,研究了牵引机车过分相时电网电压波形畸变率和谐波的变化,以及此高频谐波对电缆终端的影响。搭建了高频高压电缆老化实验平台,利用高频高压发生装置对电缆终端施加了不同频率的电压,使用红外热成像仪分析了高频谐波对不同类型电缆终端热点的影响。研究结果表明:牵引机车过分相时电网电压、电网电流波动比较明显,而且由此带来的谐波比较严重,随着谐波频率的不断增大,电缆终端局部形成电场高点并转换成阻性发热,阻性发热功率密度也增加,应力控制型电缆终端在局部的热点温升比几何型电缆终端表现得更加明显。谐波频率的增加会导致材料介电性能的降低,进而会引起电缆终端电场强度的增加,牵引机车适当加装高频滤波装置有助于延长其电气设备的使用寿命。 周凯 赵庆杰 吴科 何珉 侯振奇关键词:牵引机车 电缆终端 红外热成像仪 基于双电容串联模型的TEV传感器在电缆终端局部放电检测中的研究 被引量:5 2016年 为研究不同暂态对地电压(TEV)传感器对电缆终端局部放电(PD)检测结果的影响,对基于不同模型的两种TEV传感器下的终端PD特征进行对比分析,并在此基础上提出了一种终端PD检测的新方法。通过电缆终端电热老化平台模拟终端实际运行条件,利用传感器提取PD数据,对比分析了终端局部放电特征以及传感器信噪比(SNR)。结果表明:不同传感器下电缆终端的局部放电特征及传感器SNR存在明显差异。基于单电容模型的TEV传感器在单次放电波形上升时间、持续时间及SNR低于双电容串联模型的TEV传感器;尽管PD信号的幅值差异较小,但基于双电容串联模型的TEV传感器在检测终端PD信号及抑制干扰上更具优势。此外,基于新方法提取的终端PD信号分布于触发信号的二、四象限,这些特征可为终端PD检测时放电信号的相位判定提供理论依据。 吴科 周凯 李旭涛 万利 赵庆杰关键词:电缆终端 局部放电 信噪比 以分子链疲劳断裂理论理解XLPE电缆绝缘水树生长规律 被引量:5 2016年 为研究XLPE电缆绝缘中水树的生长规律,对不同老化时间下XLPE材料的水树生长特性进行了对比分析。采用水针电极法加速电缆绝缘水树老化,利用光学显微镜和扫描电镜观察不同老化时间下电缆水树的微观结构特征,并对水树尺寸进行测量统计。结果表明:不同老化时间下的水树形态和尺寸均存在明显差异,随着老化时间的增加,水树枝变得密集,染色区域颜色变深。在电机械应力作用下XLPE分子链疲劳累积断裂,水分以密集充水细枝的方式向四周辐射扩散,逐渐形成水树通道和微孔,随着通道和微孔数量的增加,水树逐渐变长。 侯振奇 周凯 何珉 杨明亮 吴科关键词:XLPE电缆 水树 微观形貌 隧道电缆载流量计算及其影响因素分析 被引量:14 2017年 研究了某地区电缆隧道内110 kV电缆实际运行情况下,不同排列方式对电缆载流量的影响。通过有限元仿真软件建立了隧道内电缆温度场的三维有限元仿真模型,计算了水平和三角形两种不同排列方式下电缆的温度场分布,对比分析了不同排列方式下的电缆载流量大小,并通过电缆温升实验验证了仿真结果的可靠性。结果表明:两种不同排列方式下电缆载流量大小存在明显差异,水平排列三相电缆载流量明显大于三角形排列,其中水平排列时B相电缆载流量提高5.0%,AC两相电缆载流量提高9.5%。基于以上发现,电缆隧道内高压电缆采用水平排列方式更利于改善电缆的温度场分布和提高电缆的传输功率。 李巍巍 侯振奇 吴科 张星海 甘德刚关键词:电缆 温度场 载流量 负荷变化对电缆终端局部放电行为的影响研究 被引量:12 2016年 负荷波动可能会影响电缆终端的局部放电(partial discharge,PD)行为,为了研究负荷对终端局部放电行为的影响,通过在35 k V电缆终端中设计典型气隙缺陷,利用终端电-热协同老化平台进行对比实验,分析了不同负荷下终端局部放电及热稳态时的温度分布特征。此外,建立了终端有限元模型,对不同负荷下缺陷处温度进行仿真计算,分析缺陷处温度与终端局部放电行为之间的关系。结果表明:不同负荷下终端局部放电幅值、放电次数及放电相位分布存在明显差异;线芯与终端表面温差随着负荷增长而增加;气隙缺陷处温度高于25℃时终端局部放电强度显著增强。结合不同负荷及环境温度下终端气隙缺陷处的温度仿真,根据终端的负荷情况及测试现场的环境温度可以预测终端局部放电测量的合适时机,有利于对绝缘状态的准确评估。 吴科 周凯 宋永佳 全杰雄 温才权 禤海贞关键词:电缆终端 局部放电 气隙缺陷 有限元模型 环境温度 35kV电缆终端常温下两种刀痕的局部放电特性 被引量:6 2017年 为研究电缆终端主绝缘刀痕缺陷下的局部放电(PD)现象及在不同刀痕缺陷下的局部放电特征,通过电缆附件老化实验平台模拟电缆终端实际运行工况,利用高频电流传感器取终端PD数据,对比分析这两种刀痕缺陷在常温20℃时的幅值相位分布图谱(PRPD)、单次脉冲放电波形、放电量分布图、电场仿真图形及时频(TF)特性。实验结果表明,在常温下两种不同刀痕缺陷的局部放电特征呈现明显差异。环切刀痕缺陷的单次波形持续时间长于纵切刀痕缺陷,在放电量、放电幅值大小及放电相位分布范围上要高于纵切刀痕缺陷,时频特性也存在明显的差异。通过这些差异可为缺陷的类型判断提供理论依据,并对于提前发现电缆终端安装缺陷保证电缆终端的稳定运行具有非常重要的实际应用价值。 高元生 赵庆杰 杨利彬 陈强 吴科 周凯关键词:局部放电 电缆终端 铜屏蔽层绕制方式对绝缘管母安全运行影响的研究 被引量:1 2017年 为了研究铜屏蔽层绕制方式对绝缘管母运行安全的影响,针对某地区110k V变电站35k V侧绝缘管母出现的外护套烧蚀击穿故障案例进行了研究。通过管母烧蚀击穿点的红外热成像,结合管母的有限元仿真对管母铜屏蔽层在绕包和叠包绕制方式下管母半导电层的电势分布、电流密度以及阻性损耗密度进行了对比分析。研究结果表明:两种绕制方式下管母的半导电层电势分布、电流密度及阻性损耗存在明显差异。管母采用绕包时在铜屏蔽层截断处容易形成局部高电势,半导电层表面电流及局部阻性发热功率密度大,半导电层发热严重并存在明显的过热点;采用叠包时管母半导电层的表面电势、电流密度及局部阻性发热功率接近于零,未发现明显的局部过热点。这些特征可为改进管母铜屏蔽层的绕制方式和指导实际生产工作提供理论依据。 宋永佳 全杰雄 温才权 禤海贞 吴科 周凯关键词:铜屏蔽层 变电站 半导电层 10kV电缆终端绝缘气隙缺陷的局部放电及缺陷表面烧蚀特征 被引量:12 2015年 为研究电缆终端主绝缘含气隙缺陷下的局部放电(PD)及缺陷表面的形貌特征,通过在10 k V电缆终端上制作典型的气隙缺陷,利用电缆附件电热老化平台模拟终端的实际运行工况并加速老化,利用罗戈夫基线圈传感器提取终端在不同老化时刻下的PD数据,并用扫描电镜(SEM)对气隙缺陷的表面形貌特征进行观察。结合气隙缺陷内部的电场分布进一步分析终端PD的发展规律。结果表明:电缆终端的PD及气隙缺陷表面的形貌特征在不同老化时刻下呈现明显差异,缺陷表面XLPE的碳化过程提高了气隙缺陷的表面电导率,加快了缺陷表面电荷的耗散速度。 吴科 马春亮 周凯 万利关键词:电缆终端 气隙缺陷 局部放电 电场分布 基于纳米SiO_2复合填充的交联聚乙烯电缆水树修复新技术 被引量:16 2015年 提出了一种在水树通道内自生成纳米Si O2复合填充物的电缆修复液,并将其修复效果与先期纳米修复液作了对比。采用水针电极法加速交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘水树老化,利用两种不同成分的纳米修复液对老化电缆样本进行修复。介质损耗和工频击穿电压测试结果表明,该新型修复液修复后样本绝缘性能提升更大。对修复前后的水树样本进行显微镜观测,证实了生成物对水树通道的填充效果。通过对修复液与水直接反应生成物和电缆样本击穿通道进行扫描电镜(SEM)分析,可看到新型修复液生成的纳米Si O2粒径更小,修复后电缆样本击穿通道内部的无机纳米颗粒团聚程度更低,分布更均匀。基于以上发现,证明了该新型修复液能够在水树通道内自生成纳米Si O2复合填充物,且修复效果优于先期纳米修复液,并提出了偶联剂界面连接模型对实验结果进行了解释。 杨明亮 周凯 吴科 陶文彪 杨滴关键词:XLPE电缆 水树