空间电荷的积累会引起电场畸变，引起绝缘结构表面放电甚至击穿或闪络，对输变电设备的安全运行造成严重威胁。 空间电荷测量是通过材料改性和结构优化抑制电力设备中空间电荷积累的基础。 其中，无损测量技术应用较为广泛。 常用的空间电荷无损测量技术包括电声脉冲法和克尔效应光度法。 电声脉冲法主要用于测量薄样品中的空间电荷，而克尔效应光度法只能测量液体介质中的空间电荷。 输变电设备中的关键绝缘结构通常尺寸较大，充油设备中经常出现大尺寸的固液复合绝缘结构，现有的电声脉冲方法和克尔效应光度法难以满足测量要求。 因此，迫切需要大规模空间电荷测量技术来支持输变电设备的绝缘设计和结构优化。
针对大尺寸绝缘结构空间电荷测量的技术难点，李成荣教授课题组分析了电声脉冲法和克尔效应光度法的测量原理，揭示了电声脉冲法和克尔效应光度法可以测量大尺寸绝缘结构的空间电荷。结构。 为了理解空间电荷的控制机制，我们提出了电声脉冲和克尔效应联合测量方法，设计了新型测量电极结构和系统架构，优化了声光信号的采集和处理系统，成功开发了空间电荷测量系统。适用于大尺寸绝缘结构的电声脉冲克尔效应联合测量方法。 电声脉冲-克尔效应空间电荷联合测量系统电荷空间分辨率达到8.8%，电场测量误差小于2.5%。 该研究突破了大规模空间电荷测量的瓶颈，提高了测量结果的准确性，实现了大规模复杂绝缘结构中空间电荷和电场分布的直接测量，为设计验证、结构优化和测量提供了依据。大型电力设备的性能。 改进提供关键技术支撑。
图1 大型绝缘结构空间电荷测量系统
2023年1月，这项研究工作的成果《PEA–Kerr and Field Oil–Paper》发表在电测量领域顶级SCI期刊IEEE和上。 新能源与电力系统国家重点实验室为该论文第一通讯单位。 该研究工作还获得国家发明专利授权1项。 该研究工作得到了国家自然科学基金委和北京市自然科学基金委的资助。
: M Huang, W You, Y Wu, L Zhang, Y Li, C Gao 和 B Qi，“PEA-Kerr for Space and Field of Oil-Paper”测量空间，IEEE Trans。 测量，第 72 卷测量空间，第 1 -12 页，2023 年。
第一评：黄猛
审稿人：李庆民
审稿人：彭跃辉