[发明专利]复合电压下针板油隙局部放电建模与分析方法

说明书

本发明公开了一种复合电压下针板油隙局部放电建模与分析方法，构建复合电压下变压器油绝缘局放针板电极的模型，在该模型加入表示电子，正离子以及负离子对流注的传播和发展的影响作用，描述变压器油中温度变化的热传导，得到最终的仿真模型；对油隙针板电极间的局放类型进行分类，针对针板电极的仿真模型施加含有交流分量的复合电压时占主导的局放类型进行确定；改变仿真模型的针板间隙上所加的电压或者针板间隙的宽度，得到各个局放类型随着时间的变化的规律。

技术领域

本发明涉及一种复合电压下针板油隙局部放电建模与分析方法。

背景技术

局部放电(简称局放)会危害电力设施的绝缘，被用来表征绝缘裂化程度。随着特高压直流输电系统的快速发展，在复合电压下的变压器油绝缘局放特性日益重要。其中，局放的q-t与q-Δt方面的特性、TARPD谱图方面的特性、超高频方面的特性、时频方面的特性、阶段方面的划分，还有含水量、温度、电压幅值以及直流分量等方面的因素对局放特性所造成的影响的研究较为充分，但是复合电压下针板油隙局部放电建模与分析方面的研究仍然很不完善。

交流电压，直流电压以及冲击电压之下的绝缘局放脉冲特性的研究已经相对成熟并且有了较为完善的针对脉冲特征的提取分类技术，但是复合电压同时具有交直流电压的特点，故局放脉冲波形特性和局放机理跟其它的电压形式并不相同。现在，人们将注意力更多地投入到了油纸绝缘局放脉冲的频域特性，而时域特性(包括脉冲形状、上升沿、下降沿等)却鲜有人研究。除此之外，与局放脉冲特性有关的研究成果大多数被用于放电阶段的划分与放电模式的识别，但是被用于局放机理方面的解释的却相当少，至于复合电压局放机理的解释就更少了。直流局放可以分成类似汤逊放电与类似流注放电两大类，根据局放脉冲的波形特性以及流注的发展过程可以进一步区分不同种类的直流局放，并且进行针板油隙局部放电建模与分析，但复合电压方面却缺少类似的工作。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种复合电压下针板油隙局部放电建模与分析方法，本发明建立仿真模型，通过记录不同幅值、不同油隙宽度下流注通道的形态实现对复合电压局放的分类；根据电场与电荷密度仿真的结果讨论每类局放的机理及其影响因素；根据实验与仿真的结论初步建立复合电压局放的电路模型，进而定量讨论复合电压局放的相关机理，为复合电压之下的绝缘状态诊断以及基于局放的绝缘局放特性研究提供理论基础。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合电压下针板油隙局部放电建模与分析方法，包括以下步骤：

构建复合电压下变压器油绝缘局放针板电极的模型，在该模型加入表示电子，正离子以及负离子对流注的传播和发展的影响作用，描述变压器油中温度变化的热传导，得到最终的仿真模型；

对油隙针板电极间的局放类型进行分类，针对针板电极的仿真模型施加含有交流分量的复合电压时占主导的局放类型进行确定；

改变仿真模型的针板间隙上所加的电压或者针板间隙的宽度，得到各个局放类型随着时间的变化的规律。

进一步的，所述针板电极的模型的油隙的宽度可调，针电极连接复合电压端，板电极接地。

进一步的，所述针板电极的模型，在进行针板间隙局放仿真时，同时设定模型的边界条件。

进一步的，加入表示电子，正离子以及负离子对流注的传播和发展的影响作用时，描述流注发展过程的核心是电荷的复合项、转换项以及生成项，复合项负责描述异电荷的复合，转换项负责描述中性分子形成负离子，这一过程是通过吸附电子完成的，电子衰减长度λ_a与电子速度的商用来表示电子的吸附时间，而异电荷的复合满足Langevin法则。

进一步的，油隙针板电极间的局放类型包括电晕放电、树状放电、单流注放电以及多流注放电。