《變頻電機絕緣老化機理及表征》一書的出版社是科學出版社,作者是吳廣寧,周凱。
書名 | 變頻電機絕緣老化機理及表征 | 作者 | 吳廣寧,周凱 |
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ISBN | 9787030237897 | 出版社 | 科學出版社 |
全面系統(tǒng)地闡述了變頻電機絕緣老化、失效機理及其表征方法。全書共分10章,介紹了變頻電機絕緣的特點、構(gòu)成,闡述了變頻電機絕緣面臨的主要問題;介紹了絕緣材料的理論基礎(chǔ),研究了變頻電機絕緣過電壓的形成機理及其影響因素;基于高壓方波脈沖的絕緣老化試驗系統(tǒng),研究了高壓方波脈沖電壓下的局部放電行為和空問電荷特性;通過進行不同電壓幅值、頻率、溫度下的老化試驗和壽命試驗,分析了局部放電參量、介電性能及空間電荷特性隨老化的變化規(guī)律,得出了連續(xù)高壓方波脈沖下的壽命模型以及絕緣老化的影響因素和壽命的表征參量。 《變頻電機絕緣老化機理及表征》不僅理論方法先進,而且工程應用性很強,適合從事交流變頻絕緣技術(shù)研究及絕緣材料研制的科研人員,從事變頻電機設計、制造、運營管理及維護的工程技術(shù)人員,高等學校高電壓與絕緣技術(shù)專業(yè)、電機與電器專業(yè)的教師及研究生閱讀。也可供準備從事變頻電機絕緣研究的科技人員和學生作為了解專業(yè)基礎(chǔ)的參考書目。
前言
第1章 緒論
1.1 變頻電機及其特點
1.1.1 電機的發(fā)展概況
1.1.2 變頻電機的特點
1.1.3 變頻電機的絕緣技術(shù)
1.2 變頻電機絕緣的現(xiàn)狀
1.2.1 變頻電機絕緣的特殊性
1.2.2 變頻電機絕緣的過早失效
1.2.3 國內(nèi)外變頻電機絕緣的研究進展
1.3 變頻電機絕緣的問題
1.3.1 電機絕緣材料的要求
1.3.2 傳統(tǒng)絕緣結(jié)構(gòu)與工藝的不足
1.3.3 嚴酷的電氣環(huán)境
1.3.4 變頻電機絕緣的改進
1.4 變頻電機絕緣技術(shù)展望
參考文獻
第2章 變頻電機絕緣材料的物理基礎(chǔ)
2.1 介電材料的基本性能與極化
2.1.1 介電材料的宏觀性質(zhì)
2.1.2 化學鍵
2.1.3 介電材料的極化與松弛
2.2 熱刺激電流
2.2.1 熱刺激電流的宏觀與微觀表現(xiàn)
2.2.2 熱刺激松弛和松弛時間
2.2.3 空間電荷的熱刺激電流
2.3 局部放電的原理
2.3.1 局部放電的等效模型
2.3.2 局部放電的特點
2.3.3 局部放電對固體絕緣的危害
2.4 介電譜的基本理論
2.4.1 電偶極矩
2.4.2 德拜方程
2.4.3 Cole-Cole圖
參考文獻
第3章 納米絕緣材料的表面與界面
3.1 材料的表面與界面
3.1.1 材料的表面
3.1.2 材料的界面
3.2 納米材料的表面與界面特性
3.2.1 納米材料及微粒特性
3.2.2 納米材料的表面性質(zhì)
3.2.3 納米材料的界面理論
3.2.4 納米材料與絕緣介質(zhì)的性能
3.3 納米材料表面與界面的表征
3.3.1 納米材料的顯微圖像分析
3.3.2 X射線電子能譜
3.3.3 紅外和拉曼光譜
參考文獻
第4章 變頻電機絕緣材料及結(jié)構(gòu)
4.1 變頻電機絕緣材料
4.1.1 絕緣材料耐熱等級評定
4.1.2 常用絕緣材料的特性
4.1.3 聚酰亞胺納米絕緣材料
4.2 變頻電機絕緣結(jié)構(gòu)
4.2.1 低壓電機的絕緣結(jié)構(gòu)
4.2.2 高壓電機的絕緣結(jié)構(gòu)
4.2.3 電機線圈的匝間絕緣
4.3 變頻電機絕緣工藝
4.3.1 防電暈漆包技術(shù)
4.3.2 高性能繞包技術(shù)
4.3.3 絕緣材料新工藝
4.3.4 變頻牽引電機200級絕緣
參考文獻
第5章 變頻電機過電壓及其特征
5.1 PWM脈沖的傳播特性
5.1.1 PWM脈沖波形特征
5.1.2 反射波和折射波的產(chǎn)生
5.1.3 PWM脈沖波在電纜上的傳輸反射過程
5.2 電機端電壓波形及其影響因素
5.2.1 電機端過電壓
5.2.2 脈沖上升沿時間和電纜長度的影響
5.2.3 電機端過電壓的抑制
5.3 繞組內(nèi)部電壓分布及其影響因素
5.3.1 定子繞組分布參數(shù)電路模型
5.3.2 繞組內(nèi)部電壓分布特性
5.3.3 脈沖上升沿時間和電纜長度的影響
參考文獻
第6章 電機絕緣老化與試驗系統(tǒng)
6.1 變頻電機絕緣的老化
6.1.1 電老化
6.1.2 熱老化
6.1.3 其他因素造成的老化
6.2 脈沖電壓下的絕緣壽命
6.2.1 單因子老化模型
6.2.2 多因子老化模型
6.3 基于高壓方波脈沖的絕緣老化試驗系統(tǒng)
6.3.1 絕緣老化試驗系統(tǒng)的發(fā)展
6.3.2 試驗系統(tǒng)原理
6.3.3 高頻脈沖電源
6.3.4 高頻脈沖變壓器
6.4 絕緣狀態(tài)常規(guī)檢測方法
6.4.1 絕緣電阻和吸收比
6.4.2 泄漏電流測量
6.4.3 介質(zhì)損耗測量
6.4.4 局部放電測量
參考文獻
第7章 高壓方波脈沖下的局部放電
7.1 局部放電的測量及統(tǒng)計
7.1.1 局部放電的測量
7.1.2 放電信號的特征提取
7.1.3 高壓方波脈沖下局部放電信號的統(tǒng)計
7.2 局部放電的特征
7.2.1 不同脈沖波形下的起始放電電壓
7.2.2 波形參數(shù)對放電特征參量的影響
7.2.3 局部放電的相位分辨模式
7.3 局部放電影響機理分析
7.3.1 聚酰亞胺薄膜的局部放電
7.3.2 電磁線的局部放電
7.3.3 脈沖波形對局部放電參數(shù)的影響
參考文獻
第8章 高壓方波脈沖下的介電譜
8.1 介電譜的測量
8.1.1 電介質(zhì)的極化與損耗
8.1.2 介電譜的測量
8.1.3 影響介質(zhì)損耗的因素
8.2 聚酰亞胺薄膜的介電譜特性
8.2.1 未老化膜的介電譜
8.2.2 老化不同時間后的介電譜
8.2.3 不同老化頻率下的介電譜
8.3 電磁線的介電譜特性
8.3.1 老化不同時間電磁線的介電譜
8.3.2 不同頻率老化電磁線的介電譜
參考文獻
第9章 高壓脈沖條件下的空間電荷
9.1 空間電荷測量裝置
9.1.1 空間電荷測量技術(shù)
9.1.2 熱刺激電流測量裝置
9.1.3 空間電荷分布的測量裝置
9.2 熱刺激電流測量及分析
9.2.1 測量方法
9.2.2 熱刺激電流分析方法
9.3 高壓方波脈沖電壓老化絕緣的熱刺激電流特征
9.3.1 不同老化時間的熱刺激電流
9.3.2 頻率壽命曲線和熱刺激電流
9.3.3 壽命測試
9.3.4 熱刺激電流測試
9.4 不同脈沖參數(shù)對空間電荷行為的影響
9.4.1 不同參數(shù)的脈沖注入后的TSC分析
9.4.2 不同脈沖的空間電荷分布
參考文獻
第10章 變頻電機絕緣老化及表征
10.1 絕緣老化試驗設計
10.1.1 試驗方案設計
10.1.2 絞線對試樣設計
10.2 介電性能隨老化時間的變化特征
10.2.1 不同老化條件下絞線對的介電特性
10.2.2 介質(zhì)損耗隨老化時間的變化特征
10.3 基于局部放電的老化表征參量
10.3.1 匝問絕緣的電熱聯(lián)合老化
10.3.2 對地絕緣的電熱聯(lián)合老化
10.4 高壓方波脈沖下的絕緣老化機理分析
10.4.1 聚酰亞胺薄膜的掃描電鏡分析
10.4.2 絕緣老化分析
10.4.3 絕緣老化機理
參考文獻
出版時間: 2009-02-01
版 次: 1
頁 數(shù): 311
裝 幀: 平裝
開 本: 16開
所屬分類: 圖書>教材教輔>大學教材教輔
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評分: 4.5
絕緣是電氣設備的重要環(huán)節(jié)。如何及時發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷,經(jīng)濟合理、安全可靠地解決設備的絕緣問題,需要對絕緣材料的性能及老化機理作深入的了解。本文介紹了油浸式變壓器中油紙絕緣的性能及老化機理。
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評分: 4.4
絕緣材料在使用一定的年限以后,絕緣性能都會呈現(xiàn)一定程度的劣化,這被稱為"絕緣老化"。絕緣材料的老化原因是多樣的、復雜的,最具代表性的主要有:熱老化、機械老化、電壓老化等。絕緣材料老化的表現(xiàn)主要有絕緣電阻下降、介質(zhì)損耗增大等,對老化了的絕緣材料進行顯微觀察,可以發(fā)現(xiàn)樹枝狀結(jié)構(gòu)存在。
礦用干式變壓器絕緣老化是其主要故障形式,也是導致煤礦重大安全事故的主要原因之一。引起變壓器絕緣老化的原因很多,其中礦井特殊環(huán)境是造成其絕緣老化的關(guān)鍵因素。因此研究Nomex絕緣的老化機理對防止礦井火災和瓦斯爆炸事故的發(fā)生具有重要意義。由于礦井環(huán)境特殊,關(guān)于礦用干式變壓器絕緣老化機理的研究在國內(nèi)外一直少有人問津。本項目通過建立能夠模擬礦井環(huán)境條件的多應力因子老化試驗系統(tǒng),確定應力因子強度和老化策略,重點研究礦用干式變壓器Nomex絕緣在電、熱、機械及環(huán)境等應力聯(lián)合作用下的老化機理,探索老化過程中絕緣理化特性與其絕緣電氣性能、機械性能的內(nèi)在關(guān)系;從微觀角度出發(fā),結(jié)合高分子理論從本質(zhì)上揭示Nomex絕緣的劣化過程和分解機理;通過建立Nomex紙分解動力學模型,分析其分解速率與應力因子的相關(guān)性,并確定應力因子強度與Nomex絕緣老化速度之間的量化關(guān)系,為干式變壓器Nomex絕緣改性研究提供理論依據(jù)
其他老化因素絕緣材料在許多場合下要承受各種機械應力的作用,有恒定的、振動的,有熱脹冷縮循環(huán)的。這些應力會導致蠕變破壞或疲勞破壞。在戶外使用的絕緣材料受日光直接照射,在紫外線作用下也會發(fā)生老化。在核反應堆、 X射線裝置中用的絕緣材料受到輻射作用,均會發(fā)生老化。絕緣材料受潮會使電導增大,加大損耗。水還會溶解許多物質(zhì),加速導致老化的各種化學反應。酸、臭氧等也會導致化學老化。對于某些絕緣材料,例如聚乙烯,由于水分的存在,在很低的電場強度下也會發(fā)生樹枝現(xiàn)象(見固體電介質(zhì)擊穿)。此外,在溫熱帶地區(qū)絕緣材料還會受到各種微生物的損害,即所謂微生物老化。
絕緣材料在實際應用中往往同時受到多種老化因素的作用,其效應并不是各種單一因素老化效應的簡單疊加。它們之間還存在著相互作用,所以老化機理很復雜。掌握這些機理可以找出防止老化的方法和制定可靠的人工加速老化試驗方法。
礦用干式變壓器作為煤礦井下供電系統(tǒng)的動力中心,其工作可靠性直接關(guān)系到整個井下的供電安全。隨著國民經(jīng)濟對煤炭需求量的增加和煤炭生產(chǎn)技術(shù)的進步,礦用干式變壓器容量、電壓等級和供電距離不斷增大,其故障發(fā)生率也大幅上升。在礦井干式變壓器故障中,因絕緣薄弱處的老化和失效造成的絕緣故障占很大比重。本項目重點針對電-熱-水分多應力下礦用干式變壓器Nomex絕緣紙的老化和故障機理進行研究,搭建了多因子聯(lián)合老化實驗平臺,獲得了Nomex絕緣紙微觀形貌、聚合度、熱穩(wěn)定性、空間電荷分布、介電特性以及放電特性的演化規(guī)律,利用多個特征量表征Nomex絕緣紙老化程度;研究了老化因子(水分、溫度、電壓)對Nomex老化的影響規(guī)律,據(jù)此建立了聚合度-絕緣壽命的數(shù)學模型,可用于Nomex絕緣紙多因子老化壽命評估。對比分析不同初始水分含量下Nomex絕緣紙頻域介電特性的變化趨勢,發(fā)現(xiàn)提升水分含量能夠顯著提高Nomex絕緣紙的水解速率,絕緣紙的復介電常數(shù)實部與介質(zhì)損耗因數(shù)均出現(xiàn)下降現(xiàn)象。分析了電壓、溫度和水分對絕緣紙聚合度的影響,發(fā)現(xiàn)水分、電壓和溫度均會加速Nomex絕緣紙的老化,在水分的作用下,溫度對Nomex絕緣紙老化更敏感。通過熱分析試驗探究了不同老化程度絕緣紙動力學參數(shù)的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)在整個老化過程中,隨著聚合度的減小,熱焓值與聚合度成指數(shù)關(guān)系,故可考慮將熱焓值作為評判變壓器Nomex絕緣紙老化的參量。對不同老化程度下的典型放電進行研究,獲得了老化周期、老化因子及環(huán)境對局部放電特征參量的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)放電參量與老化狀態(tài)密切相關(guān),為Nomex絕緣紙老化評估提供了實驗數(shù)據(jù)。對不同老化周期Nomex絕緣紙試樣進行空間電荷測試,并提取老化特征量,發(fā)現(xiàn)陷阱能級密度和深度變化可以用作判斷Nomex絕緣老化程度的依據(jù)。本項目研究成果為礦用隔爆型干式變壓器絕緣狀態(tài)評估、壽命評估和故障診斷等建立了理論和實驗基礎(chǔ)。 2100433B