不同含水率下电—热耦合应力对油纸绝缘界面小分子气体扩散特性的影响机制 |
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引用本文: | 李云鹏,王靖瑞,李庆民,吴兴旺,吴杰.不同含水率下电—热耦合应力对油纸绝缘界面小分子气体扩散特性的影响机制[J].高压电器,2023(8):12-21. |
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作者姓名: | 李云鹏 王靖瑞 李庆民 吴兴旺 吴杰 |
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作者单位: | 1.华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室102206;2.国网安徽省电力有限公司电力科学研究院230000; |
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基金项目: | 国家电网有限公司总部科技项目(52120520001A)。 |
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摘 要: | 油纸绝缘在实际运行过程中,受到电—热耦合应力作用,其内部产生的气体以气泡的形式从界面处析出,造成局部放电甚至绝缘击穿,危害变压器的运行安全。文中通过搭建油纸绝缘电—热耦合实验平台,分别对不同温度、不同电场强度以及不同含水率条件下的油纸绝缘模型进行实验,实验结果表明,随着电场强度以及含水率的提高,气泡析出的起始温度逐渐下降。由此进一步建立油纸绝缘界面分子动力学仿真模型,以绝缘纸老化裂解过程中产生较多的CO2为例,对其在油纸绝缘界面处的聚集状态、相对浓度,扩散系数,氢键作用以及自由体积分数进行了研究。模拟结果表明,升温提高了自由体积分数,促进了CO2分子的布朗运动,较多CO2分子扩散至界面处与绝缘油中,扩散系数提高了187.96%。相同温度作用下,随着电场强度的增大,CO2分子与其他分子间形成的氢键数量减少,导致CO2受到的分子间作用力减小,290 K时,电场从50 kV/m增大到200 k V/m时,扩散系数平均提高了90.41%;360 K时,提高14.02%。含水率的提高使得...
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关 键 词: | 油纸绝缘 分子动力学模拟 电热耦合 扩散机制 |
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