Highly Reliable Insulation Techniques for HTS Cable under Dynamic and Composite Stress Environment

动态复合应力环境下​​高温超导电缆高可靠绝缘技术

基本信息

  • 批准号:
    18360135
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2006 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

High temperature superconducting (HTS) cables have been developed, and their electrical insulation design techniques have being established. However, the electrical insulation performance under operational condition of HTS cables has not yet been clarified. For the reliable and rational insulation design of HTS cables, partial discharge (PD) characteristics of liquid nitrogen (LN_2)/polypropylene (PP) laminated paper composite insulation system for HTS cables should be understood and systematized. From the above viewpoint, we investigated PD generation characteristics under different operational conditions of HTS cables as follows:(1) Quench condition of HTS cables:The thermal stress due to quench of HTS cables would be transiently superimposed on the electric field stress under the operating voltage of HTS cables. Such electrical insulation characteristics under thermal/electrical combined stresses can be referred to as the “quench-induced PD characteristics" of HTS cables. Experiment … More al results revealed that the quench品nduced PD could be generated, even under the intrinsic or static PD inception voltage without the quench. The criteria of the thermal/electrical combined stress level for quench-induced PD inception were quantified for different LN_2 pressures and fault durations under sub-cooled condition.(2) Lightning surge invasion into HTS cables:The impulse voltage would be transiently superimposed on the operating ac voltage of HTS cables. Experimental results revealed that the ac/impulse superimposed voltage could trigger PD in the electrical insulation layers of HTS cables, which would also cause consecutive PD under the subsequent ac voltage. Such PD may be attributed to the residual gas bubbles in LN_2 generated by thermal energy of PD under the ac/impulse superimposed voltage. The consecutive ac PD generation characteristics were evaluated in terms of both the ac/impulse superimposed instantaneous voltage and the subsequent ac voltage. As the result, a criterion to discriminate the consecutive ac PD was identified for different ac/impulse superimposed voltages. Less
高温超导(HTS)电缆已经发展起来,其电气绝缘设计技术已经建立起来。然而,高温超导电缆在运行条件下的电气绝缘性能尚未得到澄清。为了进行可靠合理的高温超导电缆绝缘设计,需要对高温超导电缆液氮(LN)/聚丙烯(PP)叠层纸复合绝缘体系的局部放电特性进行系统的研究。从以上观点出发,我们研究了高温超导电缆在不同工作条件下局部放电的产生特性如下:(1)高温超导电缆的失超条件:在高温超导电缆的工作电压下,由于失超产生的热应力会瞬时叠加到电场应力上。这种在热/电复合应力下的电绝缘特性可称为高温超导电缆的“失超感应局部放电特性”。实验…更多的结果表明,即使在没有失超的情况下,即使在固有或静态的局部放电起始电压下,也可以产生失超品引起的局部放电。量化了过冷条件下不同液氮压力和故障持续时间下局部放电失超的热/电联合应力水平判据。(2)雷电冲击侵入高温超导电缆:冲击电压会瞬时叠加在高温超导电缆的工作交流电压上。实验结果表明,交流/脉冲叠加电压会在高温超导电缆的绝缘层引发局部放电,在随后的交流电压下也会引起连续的局部放电。这种局部放电可能是由于在交流/脉冲叠加电压作用下,PD的热能在LN_2中产生残余气泡所致。根据交流/脉冲叠加的瞬时电压和随后的交流电压来评估连续交流局部放电的产生特性。结果表明,对于不同的交流/脉冲叠加电压,确定了区分连续交流局部放电的判据。较少

项目成果

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专著数量(0)
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专利数量(0)
高温超電導ケーブルの絶縁構成における熱/電界複合ストレス下の部分放電特性
高温超导电缆绝缘结构中热/电场联合应力下的局部放电特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.;Kitano;S.;Katsuike;M.;Tanpo;M.;Imade;N.;Miyosbi;F.;Kawamura;M.;Yoshimura;Y.;Kitaoka;Y.;Mori;T.;Sasaki;上山進一
  • 通讯作者:
    上山進一
過冷却液体窒素/積層テープ複合絶縁構成における熱/電界複合ストレス下の部分放電特性
过冷液氮/层压胶带复合绝缘结构中热/电场联合应力下的局部放电特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.;Kitano;S.;Katsuike;M.;Tanpo;M.;Imade;N.;Miyosbi;F.;Kawamura;M.;Yoshimura;Y.;Kitaoka;Y.;Mori;T.;Sasaki;上山進一;上山進一
  • 通讯作者:
    上山進一
Impulse Partial Discharge Measurement of LN_2/Polypropylene Laminated Paper Composite Insulation System by Using High Pass Filter
利用高通滤波器测量LN_2/聚丙烯层压纸复合绝缘系统的脉冲局部放电
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Yamaguchi;et al.
  • 通讯作者:
    et al.
高温超電導ケーブルモデルにおける交流/インパルス重畳電圧印加時の部分放電特性
高温超导电缆模型施加交流/脉冲叠加电压时的局部放电特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.;Kitano;S.;Katsuike;M.;Tanpo;M.;Imade;N.;Miyosbi;F.;Kawamura;M.;Yoshimura;Y.;Kitaoka;Y.;Mori;T.;Sasaki;上山進一;上山進一;山口竜太郎
  • 通讯作者:
    山口竜太郎
Partial Discharge Activities under AC Voltage Superimposed with Impulse Voltage for HTS Cable Model
高温超导电缆模型交流电压叠加脉冲电压下的局部放电活动
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R. Yamaguchi;et al.
  • 通讯作者:
    et al.
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