用聚合度判断变压器绝缘纸的含水量对其老化的影响

本文以大量试验数据为基础,分析了变压器绝缘纸含水量对绝缘纸聚合度的影响和绝缘纸老化时间对绝缘纸聚合度的影响。从这二种关系出发,进一步说明了严格控制变压器绝缘纸的含水量对延长变压器寿命的重要性。     

漫反射光谱法检测变压器绝缘纸聚合度

检测变压器绝缘纸聚合度是判断其固体绝缘老化程度最直接有效的方法,实验室制取了53个不同聚合度的变压器绝缘纸样,采用国标法(粘度法)检测其聚合度。通过漫反射光谱仪对所有纸样进行扫描,结合偏最小二乘回归法建立了绝缘纸聚合度与光谱参数间的定量模型,模型相关系数为0.951 9,预测均方根误差RMSEP为67.5。该方法检测绝缘纸聚合度的精密度和准确度基本满足工程应用要求,为变压器固体绝缘状态提供了一种快捷、无损的检测方式。     

基于变压器油中甲醇含量的绝缘纸聚合度检测方法

将甲醇作为老化指示剂,探索了绝缘油中甲醇含量检测的新方法。将油中甲醇萃取、氧化后与变色酸反应生成紫红色化合物,采用光谱检测法,通过吸光度检测甲醇浓度,建立甲醇浓度与绝缘纸聚合度间的对应关系。     

热改性绝缘纸的应用以及相关变压器技术的分析

本文中作者从原理、选用、设计、运行维护等工程角度综述了国内外热改性绝缘纸的相关研究成果,并介绍了与变压器绝缘老化相关的内容,提出了热改性绝缘纸实际使用过程中应注意的问题。     

基于变化活化能的变压器绝缘纸寿命评估模型的研究

考虑到绝缘纸材料在其老化过程中的特性变化,结合当前绝缘纸寿命评估的方法,提出了一种获取绝缘纸老化过程中活化能变化规律的方法,并根据Arrhenius方程,构建了基于变化活化能的变压器绝缘纸热老化寿命评估模型。然后通过算例分析对绝缘纸老化过程中活化能的计算、寿命模型的构建、回归方程的获取以及相关性检验的实际过程进行了详细说明。结果表明:随着老化时间的增加,绝缘纸的活化能逐渐增大;本研究提出的绝缘纸寿命评估方法克服了传统评估方法中不考虑活化能变化带来的评估偏差问题,寿命预测结果更加准确。     

干式变压器用Nomex绝缘纸老化规律及其可靠性分析

Nomex绝缘纸的可靠性是保证干式变压器安全运行的主要因素,为此设计了干式变压器匝绝缘模型,并模拟绝缘运行环境,对Nomex绝缘纸进行电–热联合老化试验,试验期间定期测试Nomex/浓硫酸溶液的粘度特性,并分析其特性粘度与Nomex聚合度的关系。建立了基于聚合度的退化可靠性评估模型,通过热重分析试验(TGA)确定Nomex热动力学参数,进而确定退化模型参数。最后对10组不同老化程度的试样进行了可靠性分析。研究结果表明:Nomex/浓硫酸特性粘度随着Nomex绝缘纸试样老化时间呈下降趋势;Nomex/浓硫酸的特性粘度与Nomex绝缘纸聚合度两者的对数具有线性关系,因此特性粘度可以用来反映Nomex绝缘纸的老化状态;10组试样剩余寿命与可靠性分析结果一致,因而退化模型可以用来评估Nomex绝缘纸的可靠性。     

糠醛浓度判断变压器绝缘纸寿命的现场测量

详细分析了 310台线路变压器的油样。结果表明 :尽管运行时间较长的变压器糠醛浓度较高 ,但随运行时间而加大的趋势不明显。糠醛浓度发生偶然性和阶跃性增加的原因一般为变压器内部故障引起的局部过热或变压器过负荷引起的整体过热。计算机仿真结果和实测的糠醛浓度与运行时间的关系曲线相当吻合。     

糠醛浓度判断变压器绝缘纸寿命的综述

变压器油中糠醛浓度 ρ(C5H4 O2 )是绝缘纸老化程度的重要指标。实验证实了绝缘纸的拉伸强度与聚合度(DP)呈线性关系 ,ρ(C5H4 O2 )对数值与DP呈负线性关系 ,可使用高性能的液相色谱分析仪测 ρ(C5H4 O2 ) ,以判断绝缘纸的老化程度。水会加快绝缘纸中纤维链的断裂速度 ,而水又是绝缘纸老化过程中的生成物之一 ,故形成了绝缘纸老化的自催化 (正反馈 )过程 ,变压器各部分的温差使老化过程更加复杂。短期内 (几个月 ) ρ(C5H4 O2 )的显著变化表明变压器内部存在隐患并引发故障的概率相当大 ,故定期检测变压器中 ρ(C5H4 O2 )十分必要。     

变压器绝缘纸材料的老化力学特性研究

变压器绝缘老化的负面影响主要是绝缘力学性能下降,一旦遭受外部短路冲击,绕组线圈极可能发生形变,导致变压器丧失绝缘能力,最终引起变压器故障.本研究基于材料力学理论,针对绝缘纸材料结构特点,建立绝缘纸材料力学分析模型.结合绝缘纸材料老化机理及其影响因素,搭建绝缘纸材料力学特性试验平台,利用循环载荷下的应力应变曲线,开展不同老化程度下绝缘纸材料的力学特性试验研究,获得绝缘纸老化力学特性.结果表明:多次循环载荷作用下绝缘纸材料的塑性基本消失,不同老化时间下的绝缘纸可以被近似简化为弹性材料.     

基于油中甲醇含量的变压器绝缘纸老化状况评估技术研究

通过对绝缘纸老化特征产物甲醇的检测分析,探究甲醇含量与绝缘纸聚合度之间的相关性,提出表征绝缘纸老化状况的油中甲醇含量的特征参考值。结果表明:绝缘纸聚合度的对数与甲醇含量之间存在良好的线性相关性,且在不同实验条件下,其线性关系均高度相似,可表示为lnDP=aC+b。针对不同电压等级变压器提出的表征绝缘纸老化状况的油中甲醇含量特征值,可对绝缘纸老化状况进行有效判断,从而诊断和评估变压器的运行状态。     

天然酯-普通纸(或热稳定纸)绝缘热老化特性

为研究新型绝缘油天然酯与两种绝缘纸组成的酯-纸绝缘热老化特性,将天然酯-普通纸和天然酯-热稳定纸绝缘试品,在90℃、110℃和130℃下进行了399 d的热老化试验.结果表明:天然酯-纸绝缘中,相同老化条件下,热稳定纸聚合度和稳定聚合度都分别明显高于普通纸;通过热稳定纸中含有双氰胺的红外光谱分析,从官能团角度研究了热稳定纸抑制绝缘老化的两大机制.热稳定纸能吸附较多糠醛;对同一种酯-纸绝缘,糠醛仍可作为衡量变压器中酯-纸绝缘老化程度的参量;对不同绝缘纸的酯-纸绝缘,糠醛含量的差异不能表征它们之间绝缘纸老化程度的差异.研究了这两种不同酯-纸绝缘老化过程中,酯中微水含量变化规律的异同,从而建议使用天然酯的变压器,用热稳定纸作为与之匹配的固体绝缘材料,以利于酯在老化过程中保持较好绝缘性能.     

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。     

基于变频技术诊断变压器绝缘老化的研究与应用

分析了影响油纸绝缘变压器绝缘老化的主要因素,阐述了介质的频域分析方法的原理,通过对1台500kV、7台220kV变压器的变频参数测试,以及实验室绝缘纸板聚合度的测试结果,验证了变频技术现场测试的可行性。总结出运行变压器绝缘老化状态与运行时间、最高负荷间的关系。     

变压器油纸绝缘热老化特性及特征量研究

对25#变压器矿物油、以BIOTEMP为代表的植物绝缘油、普通牛皮纸和热稳定绝缘纸材料构成的油纸绝缘试品进行了加速热老化实验,对老化过程中绝缘纸的聚合度变化规律及老化特性进行了对比分析,并对油中水分、糠醛含量这两个重要的老化特征参量的变化规律及其与聚合度的相关性关系进行了研究。研究的主要目的是探索新型绝缘材料的老化特性,为传统的老化特征参量应用于新型油纸复合绝缘材料构成的变压器老化诊断提供依据,并为拓展变压器寿命预测理论奠定基础。     

粘度法测定电工用纸/纸板聚合度的研究及应用

按照GB/T 1548-2004用粘度法测试电工用绝缘纸/纸板的聚合度,考察了空气、浆浓等因素对纸/纸板聚合度测试结果的影响,并在最佳条件下对粘度法测量纸/纸板纤维聚合度进行了实际应用。结果表明,粘度法测试绝缘纸/纸板的聚合度有望用于实际判定油纸绝缘系统的老化程度。     

电力变压器用绝缘纸热老化的微观结构及形貌研究

对绝缘纸在热老化过程中微观形貌、纸纤维的结构以及其超微结构等的变化发展进行研究。通过对比绝缘纸样品的原子力显微镜图片，发现初始绝缘纸纤维素的原子排列致密而有序，但经过加速热老化后葡萄糖单体的六边形结构受到破坏。此外，通过扫描电镜照片可以发现纤维素的细胞壁在老化过程中逐渐破裂，同时纤维素的长度及粗度均有减小。通过X光衍射分析显示绝缘纸样品的结晶度及晶粒尺寸在老化过程中逐渐减小，但仍保持原有的纤维素晶型和两相共存的微细结构。试验证明，绝缘纸老化的微观结构研究对进一步了解绝缘纸纤维老化的发展过程及其老化机理有很好的帮助。     

油纸绝缘频域介电谱特性与聚合度的关联影响规律研究

为研究绝缘纸聚合度与油纸绝缘频域介电谱特性间的关联影响规律,搭建了油纸绝缘频域介电响应测试平台,测试了新绝缘油、低含酸量绝缘油、高含酸量绝缘油、一定老化程度绝缘油分别与不同聚合度绝缘纸所组成的油纸绝缘的复介电常数以及新绝缘油分别与低含水量、高含水量绝缘纸组成的油纸绝缘的复介电常数,并对测试结果进行了对比分析。分析结果表明:绝缘纸聚合度通过影响水分和酸在油纸间的分布情况而对油纸绝缘复介电常数产生关联性影响。利用频域介电谱法诊断油纸绝缘中水分或小分子酸含量时,应考虑聚合度影响两者在油纸间的分布情况后对油纸绝缘频域介电谱特性产生的关联性影响。     

变压器油中腐蚀性硫对铜导线及油浸绝缘纸特性影响

为研究变压器油中腐蚀性硫的存在对铜导线及油浸绝缘纸特性的影响,在实验室内对某现场已运行5年的尼那斯(Nynas)油进行了相关热老化分析。通过肉眼观察并利用扫描电镜、能谱分析等手段研究了油样老化过程中所添加铜线及绝缘纸表面的颜色变化、微观结构及元素组成;利用宽频介电谱测量了油浸绝缘纸老化前后损耗因数及介电常数的变化情况,并对绝缘纸的击穿强度进行了测试。结果表明,铜线表面的颜色变化表征了其被腐蚀的程度;变压器油中氧气浓度对二苄基二硫(DBDS)与铜导线在油中的反应无明显影响,但会影响硫化亚铜(Cu2S)在铜线、绝缘纸等表面的附着情况;Cu2S附着后会改变铜线的表面结构、绝缘纸的纤维分布,并导致油-纸复合绝缘介电性能下降。以上研究为进一步探讨变压器油中腐蚀性硫的危害及相关作用机理提供了必要的实验基础。     

变压器油纸绝缘体积电阻率与酸值及聚合度的相关性研究

研究了变压器油与绝缘纸的热老化特性,测量了其老化过程中的体积电阻率、酸值和聚合度,对数据进行了分析,得到了参数间的关系式。