用于絕緣子表面電荷測量的電容探頭法標(biāo)度問題的研究.pdf

1、在氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(GIS)中，絕緣子表面氣．固交界面處是絕緣強(qiáng)度較為薄弱的部分。因此，對絕緣材料氣．固交界面處絕緣特性的研究就變得非常重要。絕緣子表面積聚電荷是影響其絕緣強(qiáng)度的一個(gè)重要因素。積聚的電荷會(huì)改變絕緣子表面局部電場的分布，造成絕緣子沿面閃絡(luò)電壓下降，從而可能導(dǎo)致絕緣子表面處發(fā)生局部放電現(xiàn)象，當(dāng)積聚電荷數(shù)量較多時(shí)，在電場作用下有可能在絕緣介質(zhì)表面形成導(dǎo)電通道，從而造成絕緣子沿面閃絡(luò)。為了研究絕緣子表面電荷積聚機(jī)理及其抑制措施，

2、就必須首先對絕緣子表面積聚電荷進(jìn)行準(zhǔn)確測量。 在高壓測試領(lǐng)域，測量絕緣子表面電荷最為常用的方法是靜電容探頭法。本文根據(jù)電容探頭法的測量原理，分析了可能引起電容探頭法測量誤差的因素，指出絕緣子厚度，電容探頭與絕緣子表面間距，絕緣子內(nèi)層表面積聚電荷，共存正負(fù)電荷以及絕緣子體電荷是影響電容探頭法測量準(zhǔn)確度的主要因素；對Pedersen問題進(jìn)行了討論，通過理論推導(dǎo)初步驗(yàn)證了當(dāng)探頭靠近絕緣子時(shí)，探頭表面感應(yīng)出的電荷與絕緣子表面的電荷之間存

3、在復(fù)雜關(guān)系而非正比例關(guān)系。 文中給出了用于計(jì)算探頭響應(yīng)系數(shù)的3D表面電荷法電場計(jì)算公式；采用Takuma提出的理論，經(jīng)過變換將標(biāo)度過程中電場計(jì)算次數(shù)由原來的NxN次降低至N次；對于電場計(jì)算中三維定常元積分計(jì)算問題給出了一個(gè)間接的計(jì)算公式，和傳統(tǒng)的高斯積分法相比，該方法不僅計(jì)算結(jié)果精確，公式簡單，并且同一計(jì)算公式可以用來計(jì)算非奇異、幾乎奇異和奇異積分。 本文在國內(nèi)首次采用了一種基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的標(biāo)度方法。應(yīng)用該方法，針