天然酯绝缘油电力变压器绝缘油与绝缘漆材料相容性研究

天然酯绝缘油变压器具有绿色环保、过载能力强等优势，是高压大容量电力变压器的重要发展方向，其中绝缘油与绝缘漆材料的相容性对变压器设计与运维具有重要影响。本文对天然酯绝缘油-绝缘漆材料开展热老化试验，研究天然酯绝缘油与6种电力变压器常用绝缘漆的相容性，观察并分析热老化前后天然酯绝缘油的运动黏度、水分含量、酸值、介质损耗、击穿电压以及气相色谱等特性的变化。结果表明：热老化后绝缘漆片的结构完整性和功能稳定性保持良好；除运动黏度外，热老化后天然酯绝缘油的理化与电气特性均有所改变，但未出现明显劣化；油中溶解气体含量在热老化后增加明显，气相色谱结果显示油-漆的相容性良好。     

植物绝缘油与多种变压器用绝缘纸的相容性研究

为研究植物绝缘油与变压器绝缘纸材料的相容性,模拟变压器油纸绝缘系统,将丹尼森纸、电缆纸、铝箔皱纹纸等10种变压器用绝缘纸与植物绝缘油组成油-纸绝缘,研究它们的热老化特性。实验观察了28天热老化前后绝缘纸和绝缘油的变化,分别测试了这几种不同的油-纸在热老化7天、14天、21天和28天过程中,植物绝缘油的酸值和介质损耗因数。结果表明,该植物绝缘油与实验用的绝缘纸具有很好的相容性。     

新型抗老化混合油-纸板绝缘热老化特性

为了促进混合绝缘油向变压器中推广应用,研究了可大规模批量化生产的新型抗老化混合绝缘油制备方法,并将该绝缘油与矿物油分别与绝缘纸板组成油纸绝缘进行130℃加速热老化实验,对比分析了其老化产物及介电、击穿特性。结果表明:新型混合绝缘油性能基本满足国标GB 2536—2011要求,并能延缓油纸绝缘的老化;不同老化时间新型混合绝缘油及其浸绝缘纸板的击穿电压大部分高于相应的矿物油及其浸绝缘纸板,老化初期两种绝缘纸板击穿电压随温度的升高逐渐降低,老化后期两种绝缘纸板击穿电压随着温度的升高先降低再升高;不同老化时间新型混合绝缘油及其浸绝缘纸板的介电常数和两者介电常数比高于相应的矿物油及其浸绝缘纸板,说明新型混合绝缘油提高了绝缘油和绝缘纸板电场分布均匀性,有利于变压器制造的小型化。     

植物绝缘油和橡胶材料的相容性研究

为了探索不同类型植物绝缘油和橡胶材料在相容性上的共性和差异性,为植物绝缘油变压器的设计选材提供参考,选取3种植物绝缘油和14种型号橡胶材料开展相容性研究。通过100℃/164 h老化试验,对比老化空白油样,研究不同橡胶材料对植物绝缘油酸值、介质损耗、击穿电压、微水含量、外观的影响程度。结果表明:普通丁腈橡胶和植物绝缘油的相容性较差,试验后绝缘油的介质损耗因数增大了15～20倍;硅橡胶、硅氟橡胶、氢化丁腈、耐植物油丙烯酸酯、耐植物油丁腈和植物绝缘油的相容性较好;相比大豆基植物绝缘油,菜籽基植物绝缘油的击穿电压和颜色受橡胶材料的影响较大。     

植物绝缘油与变压器材料相容性的研究

在以菜籽油为原料精炼处理得到绝缘油的基础上,选取电磁线、绝缘纸板和硅钢片3种有代表性的变压器固体材料,研究植物绝缘油与3种材料的相容性。将3种不同绝缘组合在100℃真空条件下进行3 d、6 d、12 d、24 d和35 d老化,然后对老化后的植物绝缘油样品进行介质损耗和酸值测试。结果表明：以菜籽油为原料精炼得到的绝缘油样品与选取的3种固体材料相容性良好。     

电缆终端内绝缘带与绝缘油相容性试验研究

为解决电缆终端内绝缘带溶胀导致的渗漏油问题,以退运充油终端内以及未使用的同型号绝缘带、绝缘油为研究对象,基于运行要求设计了相容性试验,并进行了红外光谱、失重率、击穿电压等对比测试,分析了溶胀发生的原因以及防治措施。测试结果表明硫化不充分会导致橡胶材料更容易与聚异丁烯绝缘油反应,绝缘带与绝缘油加速热老化后绝缘带质量、绝缘油击穿性能均有明显降低。使用该批次橡胶绝缘带的电缆终端投运后,浸泡在绝缘油中的绝缘带溶胀甚至软化开裂,会导致密封失效发生渗漏油,同时绝缘油击穿性能下降,需尽快更换相应电缆终端。目前并无适用的电缆附件内材料相容性试验和高黏度绝缘油击穿电压测试方法标准,基于已开展的多组对比试验结果,明确了电缆终端内绝缘带与绝缘油相容性试验的关键参数和评价指标,提出适用于高黏度绝缘油的击穿电压测试方法,为同型号充油终端的检查和更换措施提供技术支持,避免了批次性故障的发生。     

老化绝缘纸表面的沿面放电试验分析

在故障变压器检修及事故调查中发现,变压器内绝缘纸界面发生沿面闪络后会留下烧灼痕迹,对此分析了油纸绝缘界面沿面闪络的起因及影响因素。测量了在添加和不添加绝缘纸板条件下绝缘油的击穿电压和起始局放电压,分析不同热老化程度的绝缘纸沿面闪络电压和起始局放电压的变化规律。研究结果表明:添加新绝缘纸不会改变油间隙的电气强度,但是老化后的绝缘纸会大幅降低油间隙的沿面闪络电压以及起始局放电压,在老化过程中产生的大量水分子可能是导致上述试验现象的重要原因。     

基于混合电场线性叠加原理的换流变压器内部电场分布规律研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,其阀侧承受着交直流复合电压。研究热老化对交直流电压在油纸绝缘内分布的影响,可为换流变压器油纸选型提供理论借鉴。选取了换流变压器常用的绝缘油和绝缘纸作为研究对象,并对2种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘油和绝缘纸的介电常数和电阻率的变化规律,在此基础上通过油-绝缘纸-油有限元电场仿真模型分析,基于线性叠加原则,得到了交直流电压在热老化过程中的分布变化情况,表明热老化主要影响油纸中直流分量的分布,将显著提高油中的电场强度。     

几种植物绝缘油的抗氧化性能研究

选取3种精炼处理后的植物绝缘油样品与库柏FR3变压器油一起进行周期为28 d的老化试验,测试各阶段的击穿电压、介质损耗、微水和酸值。结果表明:植物绝缘油经过老化之后其理化和电气性能都会出现不同程度的劣化,油样变质;不同种类的植物绝缘油的老化程度出现差异,以市售大豆油为原料制得的植物绝缘油的抗氧化性能与库柏FR3变压器油相当。     

油纸绝缘热老化过程中胺类化合物对绝缘油的影响机理

为了研究胺类化合物对绝缘油的影响,在已有的研究基础上选取了基于二氰二氨、三聚氰胺及聚丙烯酰胺的复合热稳定剂,制备了含有不同配比复合热稳定剂及未添加任何试剂的绝缘纸,干燥浸油处理后通过30d130℃加速热老化实验,测量了绝缘油的酸值、水分、介电损耗和击穿电压等热老化特性。结果表明胺类化合物改性绝缘纸会导致绝缘油老化过程中水分含量降低,对击穿强电压影响较小,但绝缘油的酸值及介电损耗会明显增加,加速绝缘油劣化。当三聚氰胺、二氰二氨及聚丙烯酰胺添加量质量分数分别为2.25%、0.75%、0.2%时,绝缘纸的热稳定性提升最大,且对绝缘油老化特性影响效果较小。通过铜元素含量及前线轨道能隙分析,认为胺类化合物在老化过程中产生氨气,促进铜离子的生成,从而加速绝缘油的老化。     

光纤护套材料在变压器油中的电老化特性研究

光纤在变压器在线监测方面具有很大的发展空间,本文对光纤护套材料进行了基于逐步升压法的电老化测试,并研究热老化对光纤护套材料电老化寿命的影响。与传统变压器中油浸绝缘纸的击穿电压进行了对比,发现ETFE、PTFE、PA12的击穿电压均优于油浸绝缘纸。在此基础上,利用双参数Weibull分布对ETFE材料和油浸绝缘纸的试验数据进行统计分析,用反幂函数和指数函数拟合试验数据并求得两者的电压耐受系数。结果表明:ETFE材料在反幂函数和指数函数两种模型上表现出的参数均优于油浸绝缘纸,电老化寿命较油浸绝缘纸有显著提高,说明以ETFE材料作为护套的光纤可以稳定运行在变压器中。     

植物绝缘油大间隙下的雷电冲击和直流击穿特性研究

我国自主研发生产的植物绝缘油目前只应用在最高电压等级为35 kV的变压器中,缺乏国产植物绝缘油大间隙下击穿特性的试验数据支撑是限制其应用于更高电压等级变压器中的重要原因。本研究对比了进口、国产植物绝缘油和国产矿物绝缘油在雷电冲击电压和直流电压下的击穿特性。结果表明:国产植物绝缘油与进口植物绝缘油具有相似的雷电冲击和直流击穿特性。正极性下,植物绝缘油小间隙下(25 mm)的击穿电压与矿物绝缘油相当甚至优于矿物绝缘油,但大间隙下矿物绝缘油的击穿电压优势更明显,此外,绝缘油在直流和雷电冲击电压下的击穿电压没有明显差异。负极性下,矿物绝缘油的击穿电压始终高于植物绝缘油,并且绝缘油的直流冲击击穿电压明显高于雷电击穿电压。     

植物绝缘油变压器不同油纸绝缘组合老化水分含量研究

植物绝缘油变压器内部油纸绝缘结构中水分的存在会加速油纸绝缘老化,降低其介电性能及力学性能,导致变压器的故障发生率提高。因此,研究不同植物油纸绝缘组合老化过程中水分变化规律对保障变压器安全稳定运行具有重要的意义。本研究以3种植物绝缘油、普通变压器矿物绝缘油与B级耐热的DMD变压器专用绝缘纸的4种油纸绝缘组合为对象,在实验室进行加速热老化试验,探索了植物绝缘油纸老化过程中水分含量的变化规律。结果表明:绝缘油的类型是影响油中水分含量的原因之一,老化过程中植物绝缘油中水分含量明显低于矿物绝缘油,油中水分含量随老化时间的增加呈先升高后降低的趋势。     

缓蚀剂BTA对变压器热老化油硫腐蚀的影响

为研究缓蚀剂BTA对变压器油硫腐蚀的影响,于实验室内通过腐蚀性硫和BTA的添加对新变压器油进行加速热老化分析。通过肉眼观察、扫描电镜和能量色散X射线光谱分析(简称能谱分析)等手段研究加速热老化试验中铜绕组和绝缘纸表面状态、微观结构及元素组成。利用绝缘油介电强度自动测试仪和绝缘油介损及电阻率测试仪测量了热老化试验后变压器油击穿电压、介损和体积电阻率等的变化情况。采用三电极体系对试验铜绕组进行电化学分析。结果表明:铜绕组表面状态的变化可初步表征受硫腐蚀的程度;添加BTA可以抑制油硫腐蚀,保护铜绕组,减缓油品老化;BTA不仅可以作用于新铜绕组,而且对已被腐蚀过的铜绕组也有缓蚀效果;BTA可以提高绕组线性极化电阻,降低自腐蚀电流,从而提高其耐腐蚀性能。     

纳米Al_2O_3掺杂对油纸绝缘热老化特性的影响

油纸绝缘的热老化特性是影响变压器寿命的重要因素。为获得具有优良抗热老化性能的油纸绝缘,在绝缘纸抄造的过程中掺杂纳米Al_2O_3,通过测试复合绝缘纸的电气强度确定最佳掺杂质量分数为2%。将复合绝缘纸、普通绝缘纸分别进行浸油处理,并在130℃下进行31 d的加速热老化试验,测量分析绝缘纸的工频击穿强度、介电常数、介质损耗、聚合度、抗张强度与绝缘油中糠醛含量、油的颜色、酸值、水分、粘度和油中溶解气体等参数随老化时间的变化规律。结果表明:与普通油纸绝缘相比,热老化过程中复合绝缘纸的电气性能始终优于普通绝缘纸,聚合度和抗张强度下降速度减缓,浸渍复合绝缘纸的绝缘油颜色较浅、粘度变化小,油浸复合绝缘纸的老化产物生成量少。最后提出在热老化过程中纳米Al_2O_3表面羟基能有效吸附水分、中和小分子酸,从而抑制了H+在热老化反应中的催化作用,有效延缓了油纸绝缘的热老化。     

矿物油与植物油对绝缘纸热老化特性的影响研究

为研究植物绝缘油与矿物绝缘油中绝缘纸的老化特性,分别将FR3植物油和25~#矿物油与绝缘纸组成油纸绝缘组合,在130℃下开展人工加速热老化试验。分析两种油中老化绝缘纸的介电特性、微观结构以及拉伸强度。结果表明:随着老化时间的增加,绝缘纸的介质损耗因数(tanδ)和相对介电常数(ε_r)均呈下降趋势;相同老化时间下,相较于矿物油中的老化绝缘纸,植物油中的老化绝缘纸纤维结构保持更为完整,拉伸强度保持更好,植物绝缘油能在一定程度上延缓绝缘纸的老化进程。     

变压器油纸绝缘热老化特性及特征量研究

对25#变压器矿物油、以BIOTEMP为代表的植物绝缘油、普通牛皮纸和热稳定绝缘纸材料构成的油纸绝缘试品进行了加速热老化实验,对老化过程中绝缘纸的聚合度变化规律及老化特性进行了对比分析,并对油中水分、糠醛含量这两个重要的老化特征参量的变化规律及其与聚合度的相关性关系进行了研究。研究的主要目的是探索新型绝缘材料的老化特性,为传统的老化特征参量应用于新型油纸复合绝缘材料构成的变压器老化诊断提供依据,并为拓展变压器寿命预测理论奠定基础。     

热老化油浸绝缘纸在脉动直流电压作用下的击穿电压特性及影响因素研究

本研究首先制备了不同老化状态的油浸绝缘纸,在脉动直流电压下测量其击穿电压,并与交流击穿电压和直流击穿电压进行比较.通过测定油浸绝缘纸的聚合度、水分含量、介孔分布和裂缝特征,探讨不同老化状态下击穿电压的可能影响因素.结果表明:交流击穿电压最小,脉动直流击穿电压(脉动系数r=1/5)在油浸绝缘纸失效之前最大.在热老化过程中,击穿电压偶尔波动甚至升高,在直流电压和脉动直流电压下(r=1/5和1/3)的击穿电压随老化时间的变化趋势与交流击穿电压相反.油浸绝缘纸的含水量、吸油能力、纸结构的损伤都是导致击穿电压随老化时间变化的原因,但各因素影响的重要性随老化状态的不同而不同.     

不同混合绝缘油性能的试验研究

为了探索更高效实用的配电变压器绝缘油,简要介绍了植物绝缘油和矿物绝缘油的混合配比方法,对不同比例混合绝缘油样品进行了击穿电压、闪点、燃点、运动黏度、介质损耗、色谱等测试,并与相同条件下的矿物绝缘油和植物绝缘油进行对比。结果表明:混合绝缘油可以有效提高矿物油的闪点、燃点等指标,随着混合油中植物油比例的增加,混合油的绝缘性能上升,选用不同类型原料油对混合绝缘油的性能有一定影响。     

热老化对植物油纸绝缘中水分平衡特性的影响研究

设计不同老化组合的植物油纸水分平衡试验,分别研究了植物绝缘油和绝缘纸热老化单独对水分平衡特性的影响,以及考虑换油影响的植物油纸热老化水分平衡和扩散特性,为变压器长期运行时油纸绝缘的安全可靠性提供理论和试验基础。