Basic study for improving insulation performance of power apparatuses by considering charge dynamics at interfaces

考虑界面电荷动力学提高电力设备绝缘性能的基础研究

基本信息

  • 批准号:
    09450112
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.54万
  • 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:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This study focuses on charge dynamics in thick insulating materials for cable insulation, their interfaces with semiconducting materials, and insulator-insulator interfaces in the prefabricated cable splices in order to obtain information necessary for improving insulation performances of power apparatuses. We carried out space-charge measurements and partial-discharge measurements on interfaces in materials for cable insulation such as polyethylene (PE), semiconducting-layer materials, and in epoxy-EPR (ethylene-propylene rubber) interfaces. Main conclusions are as follows.(1) The procedure for LIPP measurement on thick insulating samples was established by utilizing a metal-plate target.(2) Carrier injection and charge generation lead to space charges formation at the interface between semiconducting layer and modified high-density polyethylene which was expected to be useful for dc high-voltage cables.(3) A peculiar space charge dynamics was shown to arise from carrier injection and internal charge generation, for which we proposed a model was proposed and proved it effective by numerical simulation.(4) A test electrode system for studying insulating performance of practically important insulator-insulator interfaces such as epoxy-EPR interface in prefabricated cable splices.(5) By using the test electrode system, we showed that treeing degradation at insulator interface did not necessarily propagated to the material with lower breakdown strength and the propagation was affected by permittivity, mechanical properties such as toughness, pressure and so on. This indicated the possibility of controlling tree propagation and improving the insulating performance.(6) At high temperatures bubble-like voids were formed at the interfaces involving EPR surface, which may influence the insulating performance.
这项研究着重于用于电缆绝缘的厚绝缘材料中的电荷动力学,其与半导体材料的界面以及预制电缆接头中的绝缘子 - 绝缘子接口,以获取改善电力设备的绝缘性能所需的信息。我们对电缆绝缘材料的接口进行了空间充电测量和部分放电测量,例如聚乙烯(PE),半导体层材料以及环氧-EPR(乙二烯橡胶)接口中的环氧-EPR。 (1)通过利用金属板靶标建立LIPP测量的LIPP测量的过程。(2)载体注入和电荷产生导致在半导体层的界面上形成太空电荷,并通过修改的高密度聚会之间的距离,预计将对DC高电​​平式射击,这是对DC高电​​距的有用的。和内部电荷产生,我们提出了一个模型,并通过数值模拟证明了这是有效的。(4)一种测试电极系统,用于研究实际上重要的绝缘体 - 隔离剂界面的绝缘性能,例如环氧-EPR界面,例如预制电缆旋转中的环氧-EPR界面。并且传播受介电常数,机械性能(例如韧性,压力等)的影响。这表明在涉及EPR表面的接口处形成了控制树传播和改善绝缘性能的可能性。(6)在高温泡泡状的界面上形成了类似气泡的空隙,这可能会影响绝缘性能。

项目成果

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会议论文数量(0)
专利数量(0)
E. Kobayashi: "Partial Discharge Degradation at Insulating Polymer-polymer Interface"Proc. International Symposium on Electrical Insulation Materials. 569-572 (1998)
E. Kobayashi:“绝缘聚合物-聚合物界面处的局部放电退化”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
E. Kobayashi, F. Komori and Y. Suzuoki: "Partial Discharge Degradation at Insulating Polymer-polymer Interface"Proc. International Symposium on Electrical Insulating Materials (Toyohashi, Japan). 569-572 (1998)
E. Kobayashi、F. Komori 和 Y. Suzuoki:“绝缘聚合物-聚合物界面处的局部放电退化”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
E. Kobayashi: "A Computer Simulation on Formation of Space-Charge Packets in XLPE Films"IEEE Trans. DEI. 6-2. 152-158 (1999)
E. Kobayashi:“XLPE 薄膜中空间电荷包形成的计算机模拟”IEEE Trans。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y. Suzuoki: "Space-charge characteristics in polyethylene for dc power cables"Proc. 5th Int. Conf. Prop. Appl. Dielectr. Mat.. 467-470 (1997)
Y. Suzuoki:“直流电力电缆聚乙烯的空间电荷特性”Proc。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H. Kuno, Y. Suzuoki, T. Mizutani and K. Uchida: "Partial Discharge Degradation at EPR-Epoxy Resin Interface with Simple Foil Electrode System"Proc.10th International Symposium on High Voltage Engineering (Montreal, Canada). Vol. 2. 301-304 (1997)
H. Kuno、Y. Suzuoki、T. Mizutani 和 K. Uchida:“EPR-环氧树脂界面与简单箔电极系统的局部放电降解”Proc.10th 国际高电压工程研讨会(加拿大蒙特利尔)。
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