植物绝缘油纸匝间绝缘的电气性能研究

本研究搭建了匝间绝缘试验平台,并在雷电冲击电压、操作冲击电压和工频电压下开展了植物绝缘油纸绝缘和矿物绝缘油纸绝缘的耐压试验。结果表明：在工频电压下,植物油纸绝缘的击穿电压高于矿物油纸绝缘;在操作冲击电压下,植物油纸绝缘的击穿电压略高于矿物油纸绝缘;在负极性雷电冲击电压下,植物油纸绝缘的击穿电压略低于矿物油纸绝缘。考虑到不同规格导线匝间绝缘的击穿电压存在差异,为指导植物绝缘油变压器的匝间绝缘设计,基于试验结果,采用有限元法对矿物油纸匝间绝缘和植物油纸匝间绝缘的场强进行仿真计算,结果表明击穿电压下矿物油纸匝间绝缘的最大场强高于植物油纸匝间绝缘。     

绝缘结构与测试电极对植物油纸频域介电谱特性的影响

为了全面研究绝缘结构对植物油纸频域介电谱特性的影响,搭建了植物油纸频率响应实验平台,采用3种不同电极对植物绝缘油、植物油纸绝缘结构、纸板间带1层油隙及带2层油隙的植物油纸绝缘系统进行测试。结果表明:绝缘结构对频域介电谱影响较大,在低频下植物油纸的介质损耗因数最低,植物绝缘油的介质损耗因数最高;在中高频下植物油纸的介质损耗因数最低,植物油纸与2层油隙组成的油纸绝缘系统介质损耗因数最高;3种测试电极测得同种试品的曲线存在一定差异,但整体趋势相同,可通过计算消除不同电极对测试结果产生的影响。     

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。     

温度对植物绝缘油纸介电响应特性的影响

本文分析了大豆油基植物绝缘油和棕榈油基植物绝缘油的相对介电常数、介质损耗因数、体积电阻率等参数,在不同温度下测试了两种植物油纸绝缘系统的频域介电谱。结果表明:两种不同油基的植物绝缘油相对介电常数不同;黏度低的植物绝缘油极化损耗更强;植物绝缘油的极性越强,体积电阻率越低,电导率越高;温度对植物油纸绝缘的频域介电谱曲线有较大的影响,温度升高使频域介电谱曲线向高频方向平移。     

硅油绝缘特性测试与油纸绝缘应用研究

为了研究硅油的电气绝缘特性,测试比较了矿物油、植物油和硅油的含水量、黏度等物理参数,结果显示硅油的水分、黏度和介电常数处于中等水平,介质损耗角正切比较小,体积电阻率大且随温度变化较平缓,表现出良好的热稳定性。通过测试3种绝缘油在标准负极性雷电脉冲电压下的击穿实验,得出硅油的脉冲击穿电压最低。在工频交流电压下,硅油的击穿电压和间隙大小呈线性变化。在油纸绝缘击穿实验中,牛皮纸的击穿电压均高于Nomex纸。研究表明:硅油具有良好的稳定性和电气绝缘特性,同时自身具有高闪点、高燃点、储量大和无污染等特点,作为绝缘油非常有开发前景。     

植物油-纸绝缘的电老化寿命试验研究

植物绝缘油具有高燃点和高闪点，几乎可完全生物降解以及良好的电气性能，是目前国际上重点研究的环保型液体绝缘材料。油纸绝缘结构因其稳定的性能而在电力设备中得到广泛的应用，因此评估植物油-纸绝缘的寿命具有重要意义。采用逐步升压法对植物油-纸绝缘模型进行加速电老化试验，利用双参数Weibull分布对试验数据作统计分析，反幂函数和指数函数拟合试验数据并求得电压耐受系数；同时进行矿物油-纸绝缘模型的加速电老化寿命试验，对比分析了2种油纸绝缘的加速老化性能。试验结果表明，由于植物绝缘油的介电常数比矿物绝缘油的高，使植物油-纸绝缘结构的电场分布比矿物油-纸绝缘结构的均匀，因此植物油-纸绝缘的电老化性能优于矿物油-纸绝缘。     

植物绝缘油及油浸绝缘纸板沿面大间隙下工频交流放电特性研究

选取国产植物绝缘油RAPO、进口植物绝缘油FR3以及传统矿物绝缘油25#为研究对象,研究了工频交流电压下绝缘油种类、间隙距离对绝缘油击穿特性和油纸沿面闪络特性的影响,分析了工频交流电压下绝缘油击穿电压和油纸沿面闪络电压之间的差异,并通过电场仿真探究了绝缘油击穿电压和油纸沿面闪络电压之间产生差异的原因。结果表明:当间隙距离较小(15 mm)时,植物绝缘油的击穿电压高于矿物绝缘油,但随着间隙距离的增大,矿物绝缘油的击穿电压逐渐超过植物绝缘油;3种绝缘油的油纸沿面闪络电压没有体现出明显的大小关系;绝缘油击穿电压始终明显高于油纸沿面闪络电压。     

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。     

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。     

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。     

低温下水分含量对天然酯绝缘油介电特性的影响

为研究低温下水分含量对天然酯绝缘油介电特性的影响,搭建了低温试验平台,在-15～5℃温度区间内对不同水分含量天然酯绝缘油进行交流击穿试验、直流击穿试验和工频介电特性测量。结果表明:低温下天然酯绝缘油的击穿电压随着温度的降低呈现出先减小后增大的趋势,其中直流击穿电压小于交流击穿电压,随着水分含量的增加,交、直流特性曲线逐渐接近;低温条件下水分的形态变化会影响天然酯绝缘油的介质损耗因数,随着温度的降低,天然酯绝缘油的介质损耗因数呈现先增大后减小的趋势,并在-5～0℃内出现极大值,但在低含水量时温度对其介质损耗因数影响不大,水分的存在会增大天然酯绝缘油的介电常数,而温度变化对天然酯绝缘油的介电常数影响不大。     

一种转基因菜籽绝缘油的电气性能

矿物绝缘油生物降解性能差、闪点低,不能满足环保和高防火性能的要求。以植物油为基础油的绝缘油可完全生物降解、闪点高、相对介电常数大,对环境无污染,是矿物绝缘油的良好替代品。该文选用市售转基因菜籽油为原料,提出精炼及改性的方法,研究了理化及电气性能。试验发现了温度、微水对菜籽绝缘油的电气性能影响的一些规律,并对工频击穿电压、介质损失角正切、介电常数、体积电阻率等进行了深入研究,指出菜籽绝缘油相对于矿物油的优点及不足。菜籽绝缘油的电气强度高,相对介电常数高,但运动粘度、凝点较高,较矿物油易于氧化。     

植物油浸绝缘纸的热稳定性及其对气隙放电发展的影响

随着植物绝缘油变压器的推广应用,研究植物油纸绝缘气隙放电发展及其影响因素具有重要意义。该文采用热重分析技术分析了不同温度下植物油浸绝缘纸板的热裂解情况;基于典型气隙缺陷模型进行了从起始放电至绝缘击穿全过程的局部放电试验。结果表明:相比于矿物油浸绝缘纸板,植物油浸绝缘纸板的热稳定性更好;随着气隙放电的发展两种油纸绝缘放电脉冲相位区间均呈现变宽趋势和不同程度的前移现象,植物油纸绝缘不同放电阶段放电信号相位前移现象更为明显,局部放电量相对较低。研究结果为通过局部放电信号诊断植物绝缘油变压器内部潜伏性缺陷奠定了基础。     

植物绝缘油浸纸板电气性能的研究

绿色环保型植物绝缘油越来越受到人们的重视,国外已经做到420 k V/300 MVA植物油变压器,而国内植物油变压器制造才刚刚起步,到目前为止还没有商品化植物油变压器。因此研究植物绝缘油浸纸板最基本的电气性能具有非常重要的意义。为掌握水分和温度对植物绝缘油浸纸板电气性能的影响,文中制备了不同含水量的植物绝缘油和矿物绝缘油浸纸板试样,并对比研究了它们在常温下的交流击穿特性,以及体积电阻率、损耗因数和相对介电常数随温度和水分的变化规律。研究结果表明,油浸纸板的电气性能在含水量超过4%时急剧下降,同等水分下植物绝缘油浸纸板的击穿场强高于矿物绝缘油浸纸板。文中的研究对植物绝缘油的应用具有重要的参考意义。     

水分对变压器油和绝缘纸频域介电谱特性的影响

频域介电谱法作为一种无损的电气诊断技术,非常适用于变压器油纸绝缘状态的现场诊断。考虑到水分对变压器油纸绝缘系统的巨大危害,运用Concept80宽频介电谱测试系统,研究了水分对矿物绝缘油和不同种类油浸绝缘纸介电特性的影响规律,并对比了相同水分质量分数油浸普通绝缘纸、绝缘纸板和热稳定纸的介电性能。研究表明:矿物油-纸绝缘试品的介电性能受水分的影响极大;矿物油的直流电导率随着水分质量分数的增加呈指数规律增大,在10-3～10-1Hz范围内,油浸绝缘纸的复相对介电常数实部随其水分质量分数增加呈线性规律增大。因此,可利用油品介质损耗因数(直流电导率)和油浸绝缘纸复相对介电常数实部对变压器油、油浸绝缘纸的水分质量分数分别进行诊断。     

纳米改性矿物绝缘油的老化特性研究

以制备的纳米改性矿物油为研究样品,对添加纳米颗粒前后矿物绝缘油在100℃、老化35天、每隔7天分别测试油样微水含量、击穿电压、介质损耗及酸值,考核老化前后矿物绝缘油性能。测试结果显示,老化前后不同矿物绝缘油理化电气性能均会出现不同程度劣化,添加有纳米颗粒的矿物油表现出更好的抗氧化性能。     

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。     

绝缘纸对天然酯和矿物油热老化特性的影响

本研究选取矿物油-纸、天然酯-纸、矿物油与天然酯4种样品在140℃下进行1640h加速热老化试验,重点分析4种油样在不同老化阶段的酸值、介质损耗因数的变化规律,并对比老化油和纸的外观变化情况,来综合对比老化过程中绝缘纸的参与对不同绝缘油的性能影响差异。结果表明：无绝缘纸的老化油样酸值、介质损耗因数和老化程度都高于有绝缘...     

2,6-二叔丁基对甲酚对变压器用植物绝缘油绝缘性能的影响

植物绝缘油在运行过程中极易发生氧化而影响变压器使用寿命.本研究选用2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)作为抗氧化剂,采用老化试验对不同BHT添加量的植物绝缘油特征参量进行对比;通过检测酸值、过氧化值与水分含量,分析BHT抗氧化剂的作用;通过检测介质损耗因数、击穿电压、FDS曲线,分析BHT抗氧化剂对绝缘性能的影响.结果表明:BHT抗氧化剂可有效提升植物绝缘油的介电常数;通过对BHT与天然酯绝缘油中不饱和油脂之间的反应机理进行分析,可以更直观地反映出BHT对植物绝缘油抗氧化的工作过程.当BHT的添加量为0.20％时,BHT对植物绝缘油绝缘性能的改善效果较好.     

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。