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。     

绝缘纸板浸油速度实验研究

通过对绝缘纸板和层压纸板浸油速度的研究,确定了加工方式对油隙垫块浸油性能的影响,同时确定了层压纸板垫块的浸油性能。     

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.     

变压器油击穿电影响因素的探讨

变压器油的有机介质在运行的过程中会逐渐发生老化,从而影响绝缘的电气强度和寿命.本文介绍了影响变压器油击穿电压的因素,通过分析比较得出杂质是影响变压器油击穿电压的重要因素的结论,给出了提高工程用变压器油击穿电压的方法措施.     

低介电常数绝缘纸的制备及其击穿性能

为提高油浸式变压器绕阻中纸-油-纸复合绝缘系统的击穿电压,实验室制备了能降低绝缘纸介电常数的微纳米级SiO2空心微球以及含不同质量分数SiO2(wSiO2)空心微球的实验用绝缘纸手抄片。测量浸油后的含不同质量分数SiO2空心微球绝缘纸的介电常数,wSiO2=5%空心微球的绝缘纸介电常数最低,比未加SiO2空心微球的绝缘纸介电常数低34%。用双层电介质场强公式分析绝缘纸介电常数以及复合绝缘系统中油隙厚度对油、纸中场强分配的影响。设计纸-油-纸复合绝缘系统模型,用COMSOL仿真软件对模型进行计算,得出模型中纸、油中电场为均匀电场,双层电介质场强公式可用于纸-油-纸模型的理论分析。最后,用含不同质量分数SiO2空心微球的绝缘纸组成纸-油-纸复合绝缘系统进行电击穿实验,介电常数越低的绝缘纸组成的纸-油-纸复合绝缘系统击穿电压越高,介电常数最低的wSiO2=5%空心微球的绝缘纸组成的纸-油-纸复合绝缘系统比未加SiO2空心微球的绝缘纸组成的纸-油-纸复合绝缘系统的击穿电压高15.5%。     

开关电触头的击穿机理及影响真空间隙击穿的因素

在总结分析了电触头在气体和真空介质中的击穿机理及过程的基础上,较系统地论述了电极面积、触头球面半径、触头间隙、真空度、电极材料、电极温度、电极表面状况、操作条件、老炼及电压波形对触头击穿的影响规律。     

绝缘纸热裂解初期微观机理研究

探究绝缘纸的微观热裂解机理,特别是初期裂解机理,对于深入认识变压器内部绝缘系统过热缺陷下的裂解过程以及绝缘裂化的早期评价与绝缘寿命评估具有潜在的指导价值。为此,采取实验与仿真相结合的手段,首先,对纤维素进行了350~900℃下的气相色谱/质谱联用实验,研究表明,阿洛糖是实验中生成量最高的产物,是绝缘裂化初期表征裂化程度最重要的产物。为了进一步厘清阿洛糖裂解生成机理以及后续裂解规律,对绝缘纸纤维素中的结构单元纤维二糖的裂解进行了高温反应分子动力学模拟。通过跟踪可视化的纤维素分解过程,观测不同时刻键的断裂和生成规律,发现阿洛糖生成由最易发生断裂的糖苷键C′4-O键断裂和1-吡喃环上C1-O5键两化学键断裂而来。裂解小分子产物作为新的微观特征量,可通过质谱仪测得并进行趋势分析,在变压器过热故障诊断中具有潜在应用价值。     

高压油纸套管的频率响应测量与分析

为判断高压套管是否处在良好运行工况下,需对其进行定期绝缘预防性试验。为此,采用频率响应分析法(FRA)得出介质损耗值合格的和超标的高压油纸电容套管的频率响应图谱。结果表明,采用频率响应分析法(FRA)得到数据分析图谱所需试验设备简单轻便、试验结果直观,套管内部缺陷的判别方法简单。     

一起电容式油纸高压套管故障原因分析

通过对一起高压套管故障的原因分析,提出了日常维护和检修中应重点测试的项目,对避免此类事故的发生具有指导意义。     

油纸电容式套管的介质损耗因数分析

国内110 kV及以上变压器套管多数采用油纸电容式,虽然这种套管的绝缘水平较以前有很大的提高,但由于内部放电、过热、受潮等引起的变压器故障占变压器故障总数的很大比例。通过一个案例说明定期进行介损测量对防止套管事故的重要性,分析了套管介质损耗因数与温度、水分、电压的规律曲线,提高试验电压对有效地发现如设备进水受潮或游离老化等缺陷的必要性。     

利用局部放电相位分布分析油浸绝缘纸损伤

为深入了解油浸绝缘纸损伤过程中局放统计特性的变化及其与材料损伤的关系,对局部放电二维图谱、放电统计特征量及表面损伤状况利用油浸纸内扁平气隙模型进行了试验研究。根据局部放电二维图谱的变化将损伤过程分为5个阶段,分析了5个损伤阶段中放电统计特征量的变化,并分别用显微镜和扫描电镜对绝缘的表面情况进行了分析,并提供了判断油浸绝缘纸表面状况的参考信息。研究结果表明:在5个损伤阶段中,二维图谱的不对称度和相关度逐渐稳定在1附近,放电量偏斜度在绝缘击穿前呈现负值;绝缘表面伴随有"液滴"和"晶状固体"相继生成;"液滴"的生成是不对称度和相关度趋于稳定及周期性"簇"状出现的原因,"晶状固体"畸变电场结构、影响放电的发生发展,是导致"凹坑"生成并引发"电树枝"的原因。     

局部放电对油浸绝缘纸表面损伤特性研究

为了提高绝缘材料的耐局部放电能力,对局部放电损伤过程中油浸绝缘纸的表面形貌、表面粗糙度、表面电导率、表面生成物和气隙气体进行了研究.根据局部放电相位分布(phase-resolved partial discharge,PRPD)模式的变化将放电损伤过程划分为5个阶段,分别利用光学显微镜、扫面电镜、原了力显微镜和高阻仪对每一损伤阶段的绝缘表面情况进行分析,并用气质联动仪分析了其气隙气体组分.研究结果表明:在5个损伤阶段中,绝缘表面相继出现"烧蚀"、"剥皮"、"裂化分丝"、"回坑"和"树枝化"现象,且有"液滴"和品状"固体"相继生成,电负性气体含量交替下降上升;绝缘表面三维粗糙度先下降后上升:绝缘表面电导率总体呈现增长趋势并最终趋于稳定,但在不同损伤阶段其增长速率不同.提供了判断油浸绝缘纸表面状况及缺陷发展状况的参考信息.     

油纸绝缘电流互感器用粘接剂研究

结合油纸绝缘电流互感器绝缘特性,通过分析常用粘接剂的物理化学性质、电气性能和工艺特点,阐述了绝缘包绕过程中选用粘接剂的基本思路,以及与电流互感器制造工艺的适应性,指出黄糊精用在绝缘包绕中作为粘接剂比虫胶、酚醛树脂胶和白乳胶更具优点。     

基于威布尔分布的油纸套管寿命预测模型

为研究油纸套管的寿命分布以及发生层间击穿后的剩余寿命,结合绝缘材料寿命的威布尔分布理论,建立了套管绝缘层寿命模型。并利用蒙特卡罗方法仿真计算了某型号110 k V油纸套管的寿命分布以及发生层间击穿后的剩余寿命分布。研究表明,该型号油纸套管的寿命符合形状参数为19.68,尺度参数为22.05的威布尔分布。当发生一层和两层击穿之后,形状参数分别减小为5.47和0.22,这意味着发生层间击穿之后由于电场分布的改变使得套管的寿命会迅速减小,层间击穿对于套管内绝缘是一个自加速过程,这对油纸套管的监测与检修具有一定的意义。     

低温下油浸纸式套管绝缘局部放电发展规律及识别方法

为了保障高寒低温环境下油浸式高压套管的安全可靠运行,本文中作者开展了低温下套管油纸绝缘局部放电发展规律研究和局部放电程度评估。搭建了油纸绝缘试样和套管模型的低温局部放电试验平台,将放电全过程划分为3个阶段从平均放电量、最大放电量、脉冲重复率三方面分析油纸绝缘不同温度下局部放电的发展特性,根据灰度梯度共生矩阵和颜色矩对演变过程中PRPD谱图提取的特征参量,提出了一种基于鲸鱼优化极限学习机的局部放电阶段识别方法,并与极限学习机、支持向量机和反向传播神经网络进行对比。研究发现提出方法的不同缺陷识别准确率均高于其他方法,可有效评估高寒地区高压套管的局部放电严重程度,为后期套管维护计划提供了建议。     

电容式电压互感器电压暂降测量误差分析及校正

电压暂降是影响现代电网最为突出的电能质量问题之一,在进行大范围高压系统电压暂降监测时,必须考虑到含储能元件的电容式电压互感器（capacitor voltage transformer,CVT）所造成的不利影响。根据CVT结构推导了其测量电压暂降的误差并指出了影响该误差的内外部因素,而后构建了仿真模型,详细研究了暂降初相角、残余电压、CVT参数及负荷对电压暂降持续时间、暂降幅值以及相位跳变等特征量的影响及敏感度,最后提出一种基于虚拟阻抗补偿的CVT电压暂降测量误差校正方法,消除了电压暂降不确定性造成的测量误差多样性问题,仿真结果表明该方法的有效性,为普遍采用CVT的高压系统电压暂降准确测量提供了可行的校正方案。