电工电能新技术

作者：史昀祯， 程思闳， 任瀚文， 高浩予， 綦天润， 李庆民

单位：新能源电力系统全国重点实验室华北电力大学， 北京 102206

关键词：电声脉冲法, 等效传输线, 多层介质, 阻抗匹配, 反射声波

基金：国家自然科学基金项目(52127812、 51737005、 51929701)、 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022MS007)

以高频电力变压器等为代表的新型电力系统装备面临大容量化、紧凑型发展需求，但装备多层复合绝缘材料中的电荷积聚问题严重影响其安全稳定运行，基于电声脉冲法测试空间电荷分布有利于分析其时空演化特性，但测试系统中的复杂声波透射与反射过程直接影响多层介质的电荷结果分析。本文基于电声脉冲测试信号传递和基本传输线系统中信号传播的相似性，提出了电声脉冲系统的等效表征原理，并结合与实验测量波形的一致性模拟结果验证了模型的可靠性。进一步，基于所构建传输线模型，开展了多层绝缘介质下的电荷仿真模拟，研究表明介质及吸声材料厚度是影响多层介质电荷测量结果的关键因素。基于此，提出了适用于多层介质的电声脉冲法测量遴选标准，所提出方法可有效减少声波反射对测量结果的影响。同时，针对声阻抗匹配程度对测量结果的影响作用机制开展研究，模拟结果表明：当半导电电极与试样声阻抗不相等时，将改变界面处的声波产生系数，进而影响上电极界面侧的被测信号幅值；而当传感器与背衬吸声部分的声阻抗不相等时，则会导致所测结果中所有界面处电压波形发生畸变，出现波形展宽和拖尾的情况。本文相关工作可为多层介质电声脉冲测量实验设计与波形恢复提供相关指导。

来源：2023年第7期

《电工电能新技术》期刊编辑部

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