环保型植物绝缘油炼制及其电气性能研究

当前变压器等电力设备中广泛应用的绝缘油均属于矿物油,但其闪点相对较低,生物降解性差.因此,以植物绝缘油替代矿物油成为国内外研究的新热点.论述了以花生油为原料炼制绝缘油的研究过程,并针对其电气性能与矿物绝缘油进行了对比.结果显示,其主要性能指标较矿物绝缘油更好,极具开发利用价值.     

变压器油纸绝缘套管受潮研究

油纸套管在运行过程中受潮现象频发,检修时无法快速准确诊断受潮程度,不能有效判断套管是否具有持续安全运行的能力.本文提出高电压和大电流热效应综合作用下套管检验平台,模拟套管退出运行后温度动态平衡过程,研究套管降温暂态过程中介损频率特性,基于介损频率和温度关联特征,获取表征套管受潮程度的量化指标.针对水分和温度对油纸老化的影响,对变压器油纸施加交流电压,对不同温度和不同含水量油纸的介电常数和场强变化进行研究,获得油纸的相对介电常数、介损因数等频域参数的变化;通过选取特征量,为判断油纸绝缘水平提供一种新方法.     

采用瞬态上流元法的油纸绝缘瞬态电场研究

作为换流变压器的主要绝缘材料,油纸复合材料的绝缘特性受内部空间电荷的影响. 在极性反转电压下,介质内部积聚电荷产生附加场强,可能使局部电场明显增强,从而更易引起绝缘击穿. 基于瞬态上流有限元数值方法,引入界面势垒模型,计算极性反转条件下单层油浸纸、油浸纸-油双层绝缘结构内部空间电荷的运动特性以及瞬态电场随时间的变化规律,并与试验得到的规律进行对比验证. 仿真结果表明：在直流电压下,介质内部积聚的电荷无法快速消散,将对反转瞬间的电场产生叠加作用,引起电极附近场强最大程度畸变. 双层介质的界面阻碍效应产生的界面积聚电荷,导致在极性反转瞬间油中电场瞬时增大. 研究结果可为换流变压器油纸绝缘特性和击穿场强研究提供参考.     

纤维素颗粒和水分对天然酯绝缘性能影响试验研究

天然酯的吸水能力远高于矿物绝缘油,而纤维素颗粒在结构上比天然酯具有更强的吸水性,因此天然酯的绝缘特性可能会随着水分和纤维素颗粒含量的增加而变化。对normal、marginal和high三种纤维素颗粒含量水平在5种水分含量区间(低于100 mg/L、100～200 mg/L、200～300 mg/L、300～400 mg/L和400～500 mg/L)的FR3天然酯的相对介电常数和直流电阻率进行了测量。结果表明:纤维素颗粒浓度的增加会使得天然酯相对介电常数增加约1. 6%,直流电阻率降低约40. 3%,水分含量的增大会导致相对介电常数增加幅度约为1. 9%,直流电阻率下降幅度为53. 2%,而纤维素颗粒和水分含量的联合作用会明显加剧上述影响。对上述油样进行了交流击穿测试,结果表明,在较高水分含量情况下,天然酯的击穿电压受到纤维素颗粒浓度的影响,击穿电压的水分"转变阈值"随颗粒浓度的增加逐渐降低。     

绝缘寿命试验介质损耗因数在线测量方法

针对因电磁干扰严重, 绝缘加速老化寿命试验介质损耗因数及变化在线测量困难, 设计出一种在线测量介质损耗因数的方法。对被测正弦电压和电流信号每周期进行20~ 100 次采样, 采样时间不小于150 周期, 采样时刻不需要与被测信号同步, 通过采样数据计算介质损耗因数; 同时通过试样在试验初期介质损耗因数的稳定性和试样介质损耗因数初值tan δ₀, 求取测量电路附加相位偏移补偿值tan δ_E 进行补偿, 从而消除测量电路附加相位偏移对在线测量结果造成的影响。经验证, 该方法获得的介质损耗因数的测量误差在1%以内, 满足正弦电压绝缘加速老化寿命试验以及电气设备绝缘系统中对介质损耗因数在线测量的需要。     

电力电容器介质损耗因数在线检测系统的设计

针对目前对电力电容器介质损耗角因数在线检测的精度要求越来越高的现状,设计了基于 AD7656和TMS320F2812的电力电容器介质损耗因数在线检测系统.利用电压互感器和电流传感器采集电力电容器母线电压信号以及泄漏电流信号,将采集到的信号经过信号调理转换成可以被 AD7656接收的信号;利用 AD7656进行模数转换,锁相倍频保证同步采样,TMS320F2812用以控制 AD 转换并利用谐波分析法进行数据处理,计算出介质损耗因数.在电网频率波动以及白噪声影响条件下计算介质损耗因数的相对误差.结果表明,本系统具有较高的可靠性和准确性,能达到介质损耗因数在线检测的精度要求.     

纳米碳化硅/硅橡胶复合物介电性研究

制备了质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%和7%的纳米碳化硅/硅橡胶复合物,利用宽频介电谱测试仪测试了不同碳化硅含量的纳米碳化硅/硅橡胶复合物的介电谱特性.结果表明:纳米碳化硅/硅橡胶复合物的介电常数在室温下随碳化硅含量的增加而增加,且在频率小于1Hz时,复合物的介电常数小于纯硅橡胶的介电常数.当频率小于50Hz时,复合物的介质损耗角正切随碳化硅含量的增加而降低,当频率大于1k Hz,复合物的介质损耗角正切随碳化硅含量的增加而增加.同时研究了纳米碳化硅/硅橡胶复合物的击穿特性,通过交流击穿试验可知,纳米碳化硅/硅橡胶复合物的击穿场强随纳米碳化硅含量的增加先增加后降低,当碳化硅质量分数为3%时,击穿场强出现最大值.     

基于DSP的高压电容型电力设备介质损耗因数测量系统

介质损耗因数是反映电力系统中高压容性设备绝缘状况的重要参数,通过对介损因数的测量可以及时发现电力设备中的绝缘受潮、劣化变质与局部缺陷等问题,从而保证电力系统的安全运行.本文阐述了介质损耗因数测量的基本原理,并且以TI公司TMS320F2812 DSP为控制与处理核心,对系统的各部分进行了设计,包括:信号传感、调理、采集和校准等单元.测试结果表明,本文所设计的硬件系统和算法具有较好的介质损耗因数测量准确度和抗干扰能力等优点.     

真空干燥条件下的玉米介电特性

在设计叉指式平板电容介电参数检测元件的基础上,构建了真空状态下的介电测试系统,研究了玉米介电特性的变化规律,为真空干燥过程测试控制提供了基础。研究结果表明:在真空度为0～0.06MPa下,玉米的介电常数、损耗因数、损耗角正切等参数与温度、真空度等干燥参数之间存在非线性关系。介电常数、损耗因数随真空度的增大呈现类Z形递增趋势;损耗角正切随真空度的增大呈现类似反Z形递减趋势。玉米含水量和温度对介电特性参数的影响也很大,二者与损耗角正切呈负线性相关,含水量与介电常数在一段水分范围内呈正线性相关,含水量较高时,介电常数变化较大;温度与介电常数呈正线性相关;而损耗因数随含水量的增加有一陡降过程,随后缓降,且随温度的增高呈线性上升趋势。     

SF6／N2—高分子薄膜复合绝缘电击穿特性的试验研究

研究了ＳＦ６／Ｎ２－高分子薄膜构成的复合绝缘电击穿特性。研究结果表明：该种复合绝缘中高分子薄膜的介电常数越小,击穿场强越高,其复合绝缘总击穿电压越高;高分子薄膜间隙加粘合介质以排除气隙,可使复合绝缘总击穿电压提高,所得结果与结论为ＳＦ６气体绝缘电气设备的绝缘结构设计提供了参考。     

A comparative analysis of dielectric properties of oil-paper insulation and polymer materials before and after thermal aging

The shortcomings of oil-immersed transformer solid insulation like low high-temperature resistance of the insulation paper and the uneven distribution of electric field caused by the large difference of dielectric constants between insulation paper and transformer oil,restricted the development of transformer with smaller size and larger capacity.In view of this situation and the transformer’s demand for the dielectric physicochemical and mechanical property of insulation material,polycarbonate,polyester film and polyphenylene sulfide with high high-temperature resistance were chosen for the comparison analysis in this paper We did the 300-day thermal aging experiment on four samples in transformer oil under different aging temperatures of90°C,110°C and 130°C,then analyzed the changes of their dielectric properties.The experiment results are as follows;the permittivity and dielectric dissipation factor of the three polymer materials are apparently smaller than those of the paper both before and after 300-day aging;the volume resistivity and partial discharge inception voltage of the three materials are higher than those of the paper both before and after aging;and the breakdown field strength of polycarbonate is higher than that of the paper both before and after aging,while that of polyester film and polyphenylene sulfide are slightly lower than that of the paper.     

纳米Al2O3改性变压器绝缘纸性能的研究

为了研究纳米 Al2O3改性绝缘纸的绝缘性能,实验室制备了含不同质量分数的纳米 Al2O3绝缘纸手抄片,并对真空浸油后的绝缘纸性能进行了测试。结果表明在一定的质量分数内纳米 Al2O3改性后的绝缘纸的工频击穿场强得到较大的提高,在质量分数为1%时,工频击穿场强提高了12.75%,绝缘纸的抗张强度增加了14.13%;在1%的添加量内绝缘纸的介电常数、介电损耗都随纳米 Al2O3含量的增加而减小。     

500kV变压器段间雷电冲击模型试验

应用二维四节点有限元电场数值分析的方法,通过对５００ｋＶ电力变压器段间绝缘雷电冲击试验模型关心区域内电场分布的比较,提出了一种５００ｋＶ变压器段间绝缘雷电冲击试验模型的简化方案,并对该简化试验模型进行了雷电冲击试验。经过试验模型的电场数值分析,得出了由段间固体绝缘材料与变压器油形成的油楔中会出现段间最大电场强度的结论。通过雷电冲击试验,得５０％击穿电压、最小击穿电压与试验模型的匝绝缘厚度、段间油隙     

温度对绝缘纸介电系数和损耗角正切的影响

根据电桥平衡原理,将绝缘纸做成电容器试样,通过测量被测试样的电容量换算出绝缘纸的介电系数￡,对比分析了不同温度下绝缘纸和打印纸的介电系数￡和损耗角正切tanδ,结果表明在相同条件下绝缘纸比打印纸具有更好的绝缘性、耐热性和低损耗特性．     

油纸绝缘系统气隙对回复电压参数影响的研究

由于密封装置的老化、检修处理不当以及油纸绝缘系统自身的化学反应等原因,油纸绝缘变压器运行过程中易在变压器内部形成气隙（气泡）,减少绝缘使用寿命,降低变压器的运行可靠性．目前,国内外对气隙与油纸绝缘系统回复电压参数之间相互关系的研究尚少,因此建立模拟变压器绝缘系统,实验研究气隙对回复电压参数的影响;结果表明,气隙可使回复电压极化谱产生局部峰值,初始斜率随着气隙的混入而显著增大,因此根据回复电压参数可有效诊断油纸绝缘系统的气隙状况．     

变压器油中沿面放电特性的研究

油中固体绝缘表面的放电现象是人们十分关心的课题。本文采用光电技术,电花图技术及测定放电脉冲电流的方法对油中的沿面放电特性进行了研究。文中探讨了它的放电规律和机理,观察到油自身的沿面放电和油中气体沿面放电在放电电荷量、放电波形和放电脉冲特性上的区别。这些研究结果对于分析和诊断高压变压器内部局部放电的故障性质具有实际意义。     

TiO2纳米粉体对变压器油工频击穿性能的影响

纳米半导体晶体表面存在大量的本征表面态,当晶体与变压器油接触时可生成能够有效捕获电子的表面态.考察了不同浓度TiO2纳米粒子对变压器油的改性作用,并以具有不同表面修饰状态的纳米二氧化钛粉体为改性剂,对克拉玛依25号变压器油进行改性,研究了纳米粉体表面修饰种类对改性油绝缘性能的影响.击穿性能测试和拟合结果表明:TiO2半导体纳米粉体可以提高变压器油的击穿性能,在一定浓度范围内,TiO2纳米粒子浓度越大,改性变压器油的工频绝缘性能越好;TiO2纳米粉体的表面修饰成分会影响变压器油的击穿性能,乙酸、丙酸和丙酸+己胺的改性作用依次增大;修饰物分子非极性链的越长,对变压器油击穿性能的改善越好.     

油纸绝缘等效电路参数辨识与老化评估

基于介质时域响应的回复电压法（RVM）是通过外加电压获得电力变压器绝缘老化状态的非破坏性试验方法。采用扩展debye模型的介质响应等效电路分析油纸绝缘系统的复杂极化过程,推导出回复电压数学表达式;采用容易获得的回复电压曲线辨识等值电路参数,借助区间自适应粒子群灵活调节局部和全局搜索的能力,快速地寻找到油纸绝缘等效电路参数最优解;并通过实例仿真分析验证算法的优越性和适用性;最后分析不同绝缘状态的参数值对回复电压的影响,得到老化诊断评估方法。