环氧树脂/SiO2空心球低介电常数材料的制备与性能研究

以正硅酸乙酯为前驱体,采用模板法制备了粒径为50 nm左右的SiO<,2>空心球,并将其掺入到环氧树脂中,制备了EP/SiO<,2>空心球纳米复合材料.采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)和精密阻抗分析仪分别对复合材料的化学结构、断面形貌、热稳定性及介电性能进行了表征.结果...     

纳米改性聚丙烯复合绝缘材料性能研究Ⅰ——在交流电场下的击穿特性

聚丙烯作为一种复合绝缘材料目前已广泛应用于射频电容器及电力电缆等设备中。聚丙烯混合天然纳米黏土颗粒后可作为一种纳米复合绝缘材料应用于实际工程中。本文旨在通过实验及理论的研究获取该复合绝缘材料的电气性能,为其应用提供技术支持。首先搭建了一套用于测试材料电气击穿特性的综合实验平台,接着分别在2种不同的加压方式下测量得到了混合不同重量比例(0%、2%和6%)纳米黏土颗粒的聚丙烯绝缘薄膜的电流密度及击穿场强值。研究结果表明:1)混合纳米颗粒的聚丙烯其击穿场强要明显高于未经纳米黏土添加的试品;2)复合绝缘材料电流密度与电场强度之间呈现非线性的函数关系,并有饱和趋势。随着电场强度的增加,复合绝缘材料的相对介电常数也发生着变化。在本文的实验样品范围内,纳米黏土颗粒的添加比重为2%时对于材料电气性能的提升较为明显。本文的研究成果可为聚丙烯复合绝缘材料的应用提供参考。     

纳米SiO2对双酚A环氧树脂材料介电常数与直流闪络电压的影响

为了满足不断提高的电压等级以及复杂的运行环境,在环氧树脂绝缘材料中加入无机纳米粒子,以提高其沿面闪络性能,保证设备安全运行。将纳米SiO_2粒子与环氧树脂复合制备了纳米SiO_2/环氧树脂复合材料,研究了纳米SiO_2粒径、含量及偶联剂改性对复合材料介电常数、直流闪络电压的影响。结果表明:复合材料的介电常数随SiO_2粒径的减小先减小后增大,随SiO_2质量分数的增加先减小后增大;纳米SiO_2经过硅烷偶联剂改性后可以明显地减小复合材料的介电常数;纳米SiO_2的粒径、含量及偶联剂改性对复合材料闪络电压的影响与介电常数相反。     

植物绝缘油中含水量对其绝缘性能的影响

植物绝缘油不仅解决了矿物绝缘油在耐高温和环保方面的不足,而且具有良好的电气性能,是目前国际上重点研究的新型液体绝缘材料。绝缘油的含水量对其绝缘性能的影响极为显著。由于植物绝缘油的饱和含水量高于矿物绝缘油,为研究含水量对植物绝缘油绝缘性能的影响规律,分析了精炼处理后的菜籽绝缘油含水量对绝缘油的击穿电压的影响;采用介电谱测...     

不同因素影响下的油纸绝缘直流击穿特征

由于系统性原因,换流变压器阀侧在实际运行过程中长期承受直流电场分量作用,油纸绝缘在直流电压下的耐受能力是换流变压器设计过程中的重要关注点。文中考虑谐波含量、油温、含气量、油纸介电常数、纸板浸渍程度等各种潜在因素,开展了油纸绝缘直流击穿特征的基础试验研究,并用初始电子发射、空间电荷、杂质小桥等电介质理论对结果予以合理阐释,相关结论可对换流变压器阀侧绝缘结构优化和场强设计提供一定的参考。     

不同原料配比棉浆复合绝缘纸的制备与性能研究

为提高绝缘成型件、角环等湿法加工绝缘件的韧性及吸油性,加强其装配过程中的工艺可操作性,从而提升变压器的运行可靠性,对不同原料配比棉浆复合绝缘纸的性能进行研究,确定棉浆复合绝缘纸的棉浆比例,然后加工成成品并进行性能测试。结果表明：掺入棉浆体积分数为25%的棉浆复合绝缘纸综合性能最好,使用该原料配比制备的棉浆复合绝缘纸生产的角环、绝缘成型件具有较好的柔韧性及吸油性。     

油纸绝缘中气泡的生成特性及其对击穿性能的影响

针对变压器油纸绝缘不同水分含量情况下的气泡生成规律及其对击穿性能的影响展开研究。通过制备2%、4%和6%这3种水分含量的绝缘纸板在快速升温条件下的气泡生成规律,模拟变压器在运行环境下大负荷时油纸绝缘的气泡生成情况。通过交流击穿试验验证了气泡对油纸绝缘的影响。试验结果显示:绝缘纸板的水分含量对生成气泡的起始温度有明显的影响,随着水分含量的增大,生成气泡的起始温度越低,2%、4%和6%这3种水分含量纸板在快速升温过程中的气泡生成起始温度分别为142、120、94℃。存在气泡的油纸绝缘的绝缘失效形式为沿面闪络,厚度为1 mm的油浸纸板,相应闪络距离约47 mm,气泡存在导致绝缘击穿电压下降了28.60%。     

蒙脱土改性绝缘纸的制备及其电气特性研究

为探究蒙脱土的掺杂对绝缘纸电气特性的影响,以实验室自制绝缘纸手抄片为原料制备出绝缘纸/蒙脱土复合材料,并根据改性绝缘纸的击穿场强和抗张强度随蒙脱土添加量的变化规律,确定了9%的蒙脱土最佳掺杂量。然后,从工频击穿场强、相对介电常数及局部放电3个方面对掺杂9%蒙脱土的改性绝缘纸的电气性能进行了研究。最后,基于扫描电镜照片和X射线衍射图谱分析了蒙脱土提升绝缘纸电气性能的相关机理。试验结果表明:蒙脱土能够比较均匀地物理分散在绝缘纸中,没有发生插层或层间剥离现象;蒙脱土的掺杂能显著提高绝缘纸的击穿强度,降低绝缘纸的相对介电常数,有效抑制油纸绝缘系统局部放电的产生和发展。     

纳米及共混改性对双酚A环氧树脂材料介电常数与直流闪络电压的影响

利用脂环族环氧树脂S186共混改性双酚A环氧树脂,然后掺杂纳米SiO_2制备复合材料,对共混体系和纳米改性共混体系进行介电常数与直流闪络电压测试。结果表明:脂环族环氧树脂S186的加入可以降低复合材料的介电常数,提高直流闪络电压。复合材料的直流闪络电压随纳米SiO_2粒径的减小先升高后降低,随纳米SiO_2掺杂量的增加先升高后降低,加入脂环族环氧树脂S186使闪络电压进一步提升,但其随填料的变化趋势不变;复合材料介电常数的变化趋势与闪络电压相反。     

电力变压器绝缘纸热老化的击穿电压特性

基于对矿物油、植物油分别与热稳定绝缘纸组成的油纸绝缘系统在90℃、110℃、130℃下进行的500多天的加速热老化试验,研究了其击穿电压特性变化规律,并且进一步分析了变化产生的主要原因。试验结果表明:两种油纸组合在三个温度下,击穿电压均有上升的趋势,以110℃和90℃下的样品尤为明显;植物油组合的油纸绝缘击穿电压整体高于矿物油组合的油纸绝缘;击穿电压与老化温度、绝缘纸聚合度之间并无明显关系;在老化过程中,整个油纸绝缘系统并未达到水分平衡,绝缘纸中微水含量基本保持在2%以内,老化过程中的微水对绝缘纸的击穿电压影响不大。     

换流变压器油纸绝缘复合电场击穿特性及其试验方法

为了查明换流变压器油纸绝缘在交流叠加直流电场下的击穿特性,利用交流、直流及交流叠加直流等复合电场,对油隙、浸油纸板和油纸复合绝缘进行了击穿试验研究。结果表明：油隙的击穿场强几乎不随交流电压分量变化;浸油纸板击穿场强随交流电压分量增加迅速下降;受浸油纸板击穿特性影响,油纸复合绝缘击穿场强随交流电压分量减小明显提高。说明油隙的击穿场强与交流电压分量基本无关,但浸油纸板的击穿场强受交流电压分量影响严重。依据试验结果,进一步对换流变压器交流和直流电压试验项目的有效性进行了讨论。经分析发现换流变压器主绝缘的油隙与浸油纸板在运行电压下出现的最高电压仍为交流叠加直流电压。交流和直流电压试验的电压幅值能够满足要求,但电压波形与承受的运行电压相差较大。认为交流电压试验考核油隙绝缘介电强度是有效的,而直流电压试验考核浸油纸板绝缘介电强度并不充分。     

水轮发电机定子绕组绝缘击穿原因分析及处理

由于万家寨水电站4号水轮发电机定子铁心硅钢片溢出划破线棒绝缘,导致进行定子绕组交流耐压试验(大修前)时绝缘击穿造成接地故障,通过"直流高压放电方法"进行接地点检查,最后将所有线棒拔出进行检查、修复或更换,故障得以消除。     

温度对油纸绝缘结构的击穿特性影响的研究

本文为了研究油纸复合绝缘在不同电压作用下的电场分布,建立了简化的油纸绝缘结构模型,利用有限元分析法对电场分布进行分析,总结油纸复合绝缘在不同电压作用下的电场分布规律及影响因素,对在不同温度及多种试验电压形式下油纸绝缘结构的击穿特性进行试验.结果表明虽然影响油纸结构击穿特性的因素较多,比较复杂,但也有一定的规律性.油纸绝缘结构的击穿问题是变压器故障的主要原因,该研究可为变压器的绝缘设计制造提供理论根据.     

用RBFNN评估发电机主绝缘剩余击穿电压

为了有效地评估绝缘的寿命,研究了采用径向基神经网络评估发电机主绝缘剩余击穿电压的方法。通过研究剩余击穿电压与主绝缘非坏性参量的相关性,得到用于评估击穿电压的神经网络的输入参数,即Δtanδ、ΔC、Sk+和Sk-;利用多因子老化平台对真机线棒进行加速老化,并进行相关测量,从中选择24组数据作为对神经网络训练、检测,及击穿电压预测的样本。结果表明该预测模型在测试样本数量为训练样本数量25%的情况下,剩余击穿电压预测值与实际测量值的最大相对误差<6%,平均相对误差<3%。评估结果对于在样本数量较少的情况下准确预测发电机定子绝缘剩余寿命具有一定的参考价值。     

大型交流电动机绝缘电阻最低要求值与绝缘击穿故障或绝缘寿命的关系

根据对３００台８００ＫＷ的立式同步电动机的运行情况调查，发现绝缘击穿故障是一个常发性的，问题叙述了大型交流电动机缘电阻最低要求值与其绝绝击穿故障或绝缘寿命的关系，列举了延长绝缘寿命的一些实例，并对中国旋转电机绝缘电阻最低求值与美国旋转电机绝缘电阻最小推荐值的差异做了分析。     

基于偏最小二乘神经网络的大电机定子绝缘击穿电压混合预测方法

应用混合计算智能方法，进行大型发电机定子绝缘击穿电压预测以对其剩余寿命进行评估。为了解决在样本数较少及自变量间存在多重相关性时的击穿电压预测问题，文中通过将RBF神经网络和偏最小二乘(PLS)集成在一起，来计算PLS输入的外部模型权值，利用PLS方法提取变量成份来降低输入变量维数，这样消除了变量建模时的共线性，从而大大提高PLS的建模能力，同时利用RBF神经网络的非线性拟合能力来捕获变量投影空间的非线性关系。另外，在建模过程中对原始数据进行了中心化和压缩处理，以消除参数的量纲效应。大电机定子击穿电压预测试验结果表明：混合模型的预测结果明显优于传统的预测模型。     

官亭变电站800kV GIS断路器绝缘击穿原因分析

官亭变电站800 kV7530 GIS断路器B相在合闸过程中发生跳闸,经过解体检查发现断路器内部绝缘击穿,通过对故障部位的绝缘拉杆、绝缘支撑筒进行外观检查、内检、电场模拟、X光探伤、绝缘试验、质量追查,排除了固体绝缘件本身质量问题,判定导致故障的原因是绝缘拉杆表面55号润滑脂涂抹过多,合闸时发生液化受气流冲到绝缘拉杆沿面,造成绝缘拉杆表面电场畸变,局部电场强度过高导致绝缘击穿。该结论对于今后800 kV甚至1 000 kV的GIS设备运行、制造、安装等方面具有参考意义。     

复合电场下油纸（板）绝缘击穿特性及其数学模型

为研究油纸复合绝缘在复合电场下的击穿特性,以典型油-纸绝缘结构为主要研究对象,首先通过试验方法得到了典型油-纸绝缘在复合电场下的击穿特性;又根据等效电路模型得到仿真边界条件,对变压器油和绝缘纸板中的电场分布进行了仿真分析;然后,分别对变压器油和浸油纸板的击穿特性进行了测试。根据两种介质中电场的数学表达式,得到了电场E和交流百分含量η之间的关系,并将其电场分布图像与油、纸板的击穿场强进行了比对和分析,总结出油纸复合绝缘击穿电压随交流含量变化的数学表达式。据此,提出随交流含量变化两种介质中的电场强度改变和各自介电强度的差别是导致整体击穿电压呈现先升后降趋势的主要原因。