高压脉冲电容器贮存性能的研究

论文摘要

高压脉冲电容器是某重要装置的关键元器件之一，其贮存性能的好坏直接关系到该装置的可靠性。而高压脉冲电容器与装置中的其他元器件相比，贮存稳定性差，贮存寿命短，是典型的短寿命器件。对于整个装置来说，高压脉冲电容器的贮存寿命直接影响到整个装置的使用寿命。因此，开展高压脉冲电容器贮存性能的研究就显得尤为重要。本文针对目前应用较为广泛的膜纸复合型高压脉冲电容器开展了长时间的贮存实验研究，初步掌握了高压脉冲电容器各种性能参数在自然贮存条件下的变化规律。在此基础上，对高压脉冲电容器电容量的变化趋势进行了研究，并对产生这种变化的原因进行了分析。使用灰色系统分析模型，对高压脉冲电容器性能参数的变化与贮存环境因子的关系进行了分析和评估，并使用灰色系统基本GM(1，1)模型对液体高压脉冲电容器电容量随贮存时间的变化趋势进行了预测。该模型具有较高的精度，其分析预测结果与实际监测的数据相吻合。针对高压脉冲电容器在贮存过程中出现绝缘性能下降和偶然击穿的特殊情况，本文对高压脉冲电容器进行了自然贮存和加速寿命实验，并跟踪监测其漏电流的变化趋势。实验结果表明，高压脉冲电容器在经过自然贮存或加速寿命实验之后，漏电流增加，整体绝缘性能下降，但是通过对17支贮存10年以上的液体高压脉冲电容器进行工作寿命考核，实验结果表明，作为短寿命器件的液体高压脉冲电容器在贮存6～10年以后依然能够满足正常工作的要求，这为重新认识和确定液体高压脉冲电容器的贮存寿命提供了十分有价值的参考依据和实验数据。此外，本文还讨论了基于局部放电的高压脉冲电容器绝缘检测方法，对固体高压脉冲电容器进行了加速寿命实验，并通过检测其局部放电的变化研究电容器的绝缘性能变化规律。根据局部放电检测结果，从不同的角度对固体高压脉冲电容器的局部放电指纹特征进行了多参数提取。实验结果表明，高压脉冲电容器直流局部放电检测能很好的反映电容器内部局部放电发生的激烈程度，处于不同绝缘状态的高压脉冲电容器局部放电的参数存在明显的差异，但局部放电特征的提取和分析还需要开展深入研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 立题的意义和背景
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.3 课题的研究内容
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 高压脉冲电容器贮存实验过程及结果分析
• 2.1 高压脉冲电容器贮存实验过程
• 2.2 实验结果分析
• 2.2.1 固体电容器与液体电容器电容量贮存稳定性的比较
• 2.2.2 硅胶密封对高压脉冲电容器电容量稳定性影响的比较
• 2.2.3 不同生产年份的高压脉冲电容器贮存性能的比较
• 2.2.4 自然光照对高压脉冲电容器电容量变化的影响
• 2.2.5 环境温度对自然贮存的高压脉冲电容器电容量变化的影响
• 2.3 高压脉冲电容器电容量漂移的原因分析
• 第三章 高压脉冲电容器长期贮存的敏感参数评价
• 3.1 灰色优势分析理论
• 3.1.1 灰色关联度分析
• 3.1.2 灰色优势分析
• 3.2 高压脉冲电容器贮存敏感参数的分析
• 3.2.1 敏感参数评价模型的建立
• 3.2.2 敏感参数的分析结果
• 第四章 高压脉冲电容器长期贮存的电容量预测模型
• 4.1 高压脉冲电容器长期贮存的电容量预测模型的建模思想
• 4.2 GM（1,1）模型的建模过程
• 4.2.1 基本的GM（1,1）模型
• 4.2.2 残差修正GM（1,1）模型
• 4.2.3 灰色模型检验
• 4.3 高压脉冲电容器长期贮存的电容量预测模型的建立及结果分析
• 第五章 基于漏电流检测的高压脉冲电容器绝缘状况研究
• 5.1 绝缘电阻的测量
• 5.1.1 多层介质的吸收现象
• 5.1.2 介质吸收比的定义
• 5.2 高压脉冲电容器的耐压测试
• 5.3 基于漏电流测量的高压脉冲电容器绝缘检测实验过程
• 5.4 漏电流的检测结果与统计分析
• 5.4.1 液体电容器漏电流检测结果分析
• 5.4.2 固体电容器漏电流检测结果分析
• 5.5 漏电流与贮存时间的关系研究
• 5.6 漏电流与封装形式的关系研究
• 5.7 小结
• 第六章 基于局部放电检测的高压脉冲电容器绝缘状况研究
• 6.1 局部放电的测量
• 6.1.1 局部放电的基本原理
• 6.1.2 表征局部放电的参数
• 6.1.3 局部放电的检测方法
• 6.2 局部放电数据分析
• 6.3 局部放电的统计参数描述
• 6.3.1 统计参数的定义
• 6.3.2 电容器局部放电特征的统计分析
• 6.4 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 论文的结论
• 7.2 研究的展望
• 7.3 研究中的创新点
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 高压脉冲电容器贮存实验记录表
• 附录B 灰色系统分析程序和局部放电分析程序代码
• 附录C 高压脉冲电容器灰色优势分析结果记录表
• 附录D 液体高压脉冲电容器漏电流检测结果
• 附录E 固体高压脉冲电容器漏电流检测结果
• 附录F 研究生期间发表文章情况