工频电压叠加谐波作用下硅橡胶绝缘的陷阱和介电特性演变规律

摘要：

我国电网容量的迅速增长与大量电力电子设备和非线性负载的广泛使用,导致电力系统产生了谐波.电力系统中的谐波会对电力设备的正常运行产生安全危害,加剧电力设备内部绝缘材料的老化,降低电力系统的整体运行可靠性.为此采用工频电压叠加谐波对电缆终端进行加压试验,然后测试运行不同时间的电缆终端上硅橡胶绝缘材料的红外光谱、介电谱、电导率、表面电位衰减等特性.试验结果表明:随着运行时间延长,硅橡胶的介电常数和介电损耗因数逐渐增大.特别是低频下硅橡胶的介电损耗因数出现了很大的变化,直流电导对介电损耗的作用显著增强,导致介电损耗因数随着频率的下降而呈现逆幂函数增大趋势.硅橡胶绝缘在正电晕和负电晕充电后的表面电位衰减速率随电缆终端运行时间的延长而加快,与电导率逐渐增大的试验结果一致.通过分析硅橡胶绝缘材料的电子陷阱和空穴陷阱分布特性,发现随着运行时间的延长,电子和空穴的陷阱能级均变浅.通过载流子跳跃电导模型计算发现电缆终端运行时间延长形成的浅陷阱将导致载流子迁移率增大,电导率上升.当电导率上升到一定值时,绝缘电介质将失去绝缘性能,导致绝缘失效.

关键词：介电特性、电导率、谐波电压、硅橡胶、陷阱分布

所属期刊栏目：45

分类号：TM21;S571.1;TM711

资助基金：国家电网有限公司总部科技项目EPRIGYKJ20154268

在线出版日期：2020-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3810-3819