电工电能新技术

作者：黄路， 王鹏， 朱英伟， 陈逸雯， Shakeel Akram， 马世金

单位：四川大学电气工程学院， 四川 成都 610065

关键词：重复方波电压, 交联聚乙烯, 电树, 上升时间, 空间电荷

基金：国家自然科学基金项目(51977134)、 四川省科技厅重点研发项目(2021YFG0351)

相对于传统燃油推进,全电推进具有低能耗、低噪音、稳定可靠等优势，已成为各国海军未来发展方向。变频驱动系统为全电推进提供核心动力，其安全至关重要。连接电缆位于逆变器和电机之间，是变频驱动系统的重要组成部分，长期承受高频过电压冲击，其绝缘有早期失效的潜在隐患。在电应力下电树产生是电缆绝缘失效的重要原因，研究电力电子应力下电缆绝缘的电树特性具有重要意义。本文在上升时间320~960 ns、峰峰值12 kV、频率5 kHz的重复方波电压下，研究了上升时间对交联聚乙烯电树特性的影响规律。研究表明：重复方波上升时间对交联聚乙烯电树引发特性影响显著，随着上升时间减小，相同时间内电树引发概率和引发长度明显增加,电树形态由丛状和单一的枝状逐渐转变为密集树枝状。其主要原因可能为：在重复方波电压的上升沿和下降沿，方波电压极性反转和介质中空间电荷迁移、恢复具有时间差，会引起背景电场与空间电荷的附加电场正向叠加。研究结果有望为逆变器供电条件下电缆绝缘设计提供实验和理论依据。

来源：2023年第5期

《电工电能新技术》期刊编辑部

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