油纸绝缘系统中含高水分绝缘纸板的沿面爬电特性

水分是导致沿面爬电的重要原因之一,为研究高水分质量分数绝缘纸板的沿面爬电特性,分析了实际变压器中绝缘纸板可能达到的高水分质量分数值,建立了绝缘纸板沿面爬电特性试验装置,制备了相应高水分质量分数的绝缘纸板,对其沿面爬电过程进行了观测。研究结果表明：油中水分质量分数在30×l0^－6“时,变压器中绝缘纸板的局部水分质量分数...     

水分对交直流复合电压下油纸绝缘沿面放电特性影响研究

换流变压器阀侧绕组绝缘同时承受交流和直流电压作用,水分是导致围屏爬电的重要原因之一,开展水分含量对油纸绝缘沿面放电特性影响的研究具有重大意义。文中利用基于脉冲电流法的局部放电测量系统,在含不同直流分量的交直流复合电压下,使用典型球—板电极对不同水分含量油纸绝缘试品的沿面放电特征参量和统计谱图变化规律开展了实验研究,并与纯交流电压下的结果进行了对比。研究结果表明:随着纸板中水分含量的不断升高,起始放电电压和闪络电压均呈现下降趋势,放电耐受时间不断缩短;在同一水分含量下,随着复合电压中直流分量的不断增大,起始放电和闪络电压则明显升高,其中纯交流电压下的起始和闪络电压均为最低。利用典型沿面放电统计谱图可以将油纸绝缘沿面放电发展过程划分为4个阶段,分别为起始、发展、严重和临近闪络阶段;高水分含量下各阶段沿面放电量Q大幅增加,相邻两次放电的时间间隔Δt明显减少。     

交直流复合电场下油纸绝缘沿面放电过程特性

换流变压器阀侧绕组与出线装置同时承受交流、直流、交直流叠加电压作用,其内部油纸复合绝缘材料的沿面放电特性与以往交流电力变压器存在较大差别,而相关研究又明显不足。为此使用CIGRE MethodⅡ推荐的典型球-板电极结构,利用脉冲电流法对交直流复合电场下油纸绝缘沿面放电过程中放电信号进行了统计,分析并提取了沿面放电统计特征图谱的多个典型特征参数,对油纸绝缘在交直流复合电场下的沿面放电发展过程特性进行了研究。该研究中首次使用沿面放电发展特征参数的变化规律将交直流复合电场下油纸绝缘沿面放电发展过程划分为4个阶段:爬电起始阶段、爬电发展阶段、爬电加速发展阶段以及临界击穿阶段,并对比分析了纯交流电压和交直流复合电压作用下油纸绝缘沿面放电相同阶段特征参数变化规律的差异性。结果表明:交直流复合电压作用下沿面放电对绝缘纸板的破坏强度要高于纯交流电压下,沿面放电发展速度要快于纯交流电压下,交直流复合电压中的直流电压分量对油纸绝缘沿面放电发展具有加速作用。     

绕组间局部电场集中导致的围屏沿面闪络特性

变压器绕组变形导致绝缘故障引发围屏沿面闪络特性,为此提出模拟绕组间局部电场集中故障的试验模型,基于该模型研究变压器绕组变形导致的围屏沿面闪络发展过程中相关参量的变化特征。采用阶梯升压法模拟围屏沿面闪络从起始到贯穿性闪络的过程,利用相机和示波器采集全过程的放电图像及电信号。研究结果表明,根据脉冲电压幅值中值、脉冲电流幅值中值、脉冲电流频次、绝缘纸表面碳化痕迹面积以及电弧长度等参数,可以将放电的发展过程划分为高压侧针尖处微弱放电、针尖处出现碳化痕迹、高低压侧间隙强烈电弧放电、间隙贯穿性闪络四个阶段,各阶段的参数具有明显的变化特征,为变压器健康状态诊断和爆燃故障预警提供参考。     

水分对植物绝缘油浸纸板击穿特性的影响

为研究水分对植物绝缘油浸纸板击穿特性的影响,分别制备了含水量为0.3%~7.0%的植物绝缘油浸纸板试样和矿物绝缘油浸纸板试样,对比分析了两种油浸纸板在不同含水量下的击穿特性。从电导率、介质损耗因数以及电场分布3个方面分析得出水分对植物绝缘油浸纸板击穿特性的影响规律。结果表明:当植物绝缘油浸纸板含水量高于4.0%时,其电导率和介质损耗因数急剧增加,电气强度迅速下降;电气强度与电导率和介质损耗因数呈负相关,并且水分对其击穿特性的影响存在阈值效应。     

电压稳定剂对电缆附件三元乙丙橡胶本体与绝缘界面耐电性能影响EI北大核心CSCD

三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)增强绝缘作为高压电缆附件中的关键部件,其电树枝化和绝缘界面沿面放电问题严重。为改善EPDM本体和绝缘界面的耐电性能,采用4种电压稳定剂对EPDM进行改性,系统地研究电压稳定剂对EPDM交流耐电树枝性能和交、直流击穿强度的影响,探究电压稳定剂的抗迁出性以及电压稳定剂对压力下EPDM直流击穿强度和沿面击穿电压的影响。结果表明,4种电压稳定剂均能提高EPDM的交流电树枝起始电压,并抑制电树枝生长;电压稳定剂对EPDM交流击穿强度改善的作用有限,但均能提高EPDM的直流击穿强度;该文所选电压稳定剂能参与交联反应并接枝在EPDM大分子上,因此具有良好的抗迁出性;随着外施压力的增大,EPDM直流击穿强度先增大、后减小,且高压力下电压稳定剂作用效果有所削弱。沿面击穿实验结果表明,4种电压稳定剂对于EPDM表面击穿电压有提高作用,且对EPDM-交联聚乙烯绝缘界面击穿电压的改善效果更加显著。     

不同含水量油纸绝缘的交直流空间电荷特性研究

换流变压器在正常运行过程中,水分会导致油纸绝缘电气性能下降并加速其老化,导致寿命下降和绝缘击穿。为研究水分对油纸绝缘交直流复合电压下空间电荷特性与击穿特性的影响,制备不同含水量的油纸绝缘试样,利用交直流复合电压下空间电荷测量系统,得到了交流、直流及交直流复合电压形式下水分含量对油纸绝缘空间电荷特性的影响规律,同时研究了不同水分含量试样在不同电压类型下的击穿特性。结果表明：交直流复合电压下油纸绝缘中的电场畸变率大于直流和交流电压下的电场畸变率;随着直流分量的增加,较高含水量试样的电气强度增加幅度明显低于较低含水量试样,低含水量试样的电气强度受直流电压分量影响而高于高含水量试样。     

变压器局部放电超声定位的现场应用

简述了超声波定位的工作原理,通过实例分析了中性点绝缘放电故障超声定位、围屏爬电故障超声定位、套管引线放电故障超声定位、分接引线放电故障超声定位和线圈绝缘压板及端部绝缘放电超声定位,并得出超声波定位的经验和体会。     

沿绝缘表面空气间隙击穿特性的试验研究

目前,针对染污绝缘表面局部电弧发展机理主要有两种观点:一种认为是电击穿过程;另一种认为是热击穿过程。论证两种观点的关键在于判断局部电弧弧根处的场强是否达到弧根前端空气间隙的击穿强度。虽然关于空气间隙的击穿强度的研究工作较多,但是目前还缺少沿绝缘表面空气间隙击穿特性的研究。笔者旨在研究沿绝缘表面空气间隙的击穿特性,分析其与纯空气间隙击穿特性的差别以及海拔因素的影响,同时在试验中考虑绝缘介质表面染污状态包括洁净干燥表面、染污干燥、染污自然受潮以及染污饱和受潮等对其击穿特性的影响。试验首次测量得到了沿绝缘表面空气间隙在不同表面状态、不同气压条件下的击穿强度。测量结果表明:绝缘表面的存在会降低空气间隙的击穿强度,且间隙越短,影响程度越大;沿绝缘表面的空气间隙击穿强度随着海拔升高而降低,但是其随海拔下降程度要小于纯空气间隙的下降程度。通过对比局部电弧弧根附近场强的测量值和绝缘表面空气间隙的击穿强度发现:弧根前端的电场强度能够达到沿绝缘表面空气的击穿强度,说明局部电弧前段发生电击穿是可能的,因此在对污闪过程进行建模分析中需要考虑弧根前端空气间隙的电击穿过程。     

电力变压器围屏爬电故障诊断

本文利用102G—D型气相色谱仪研究了油纸复合介质在模拟放电故障作用下的产气组份特点,提出了与油——纸交界面沿面放电故障相对应的新的特征气体比值编码,丰富和发展了IEC三比值判别法中的编码组合,为诊断电力变压器围屏爬电故障提供了参考依据。     

模拟鸟粪条件下110 kV绝缘引流线闪络特性研究

通过对宁夏地区鸟害事故和引流线故障的统计，分析了鸟粪引起引流线故障的原因。采用金属导体模拟鸟粪，在工频条件下研究了不同结构参数对绝缘引流线闪络特性的影响，并结合仿真分析，获取了绝缘引流线绝缘层厚度、导体直径、端部形状等参数对绝缘引流线闪络特性的影响规律。结果表明：相较于导体直径，绝缘层厚度对绝缘引流线闪络特性的影响更大，且在一定范围内，绝缘层厚度越大，闪络电压越大；绝缘引流线沿面闪络电压与沿面距离的增加并非一直呈正相关关系，而是在一定范围内，随沿面距离d的增加而升高，之后趋于平稳而接近于某峰值；加装终端头可增加绝缘引流线的沿面爬电距离，能有效提高绝缘引流线的闪络电压，而且还能有效阻碍沿面电弧的发展，对于绝缘引流线沿面闪络现象发生具有明显的改善作用。     

大型变压器围屏放电研究

本文通过对油浸纸板沿面爬电性能研究、220kV变压器相间电场计算、运行变压器积污物的化学定性分析、导线、长垫块、和围屏组合件的模拟试验以及对闵行电厂8号主变的详细解体分析,揭示了围屏放电的原因及发展机理,提出预防该类事故的措施。     

水分对换流变压器油纸绝缘电气强度与机械强度的影响

为分析换流变压器内部油纸绝缘含水量的变化规律,搭建了油纸绝缘电气强度与力学性能测试平台,研究了不同水分含量下油纸绝缘材料的电气性能与力学性能的变化情况,分析了不同水分含量与电压类型作用下油纸绝缘击穿特性的变化规律,并通过分子模拟仿真的方式分析了水分增加引起油纸绝缘内部氢键的变化差异,得到了水分导致油纸绝缘力学性能变化的机理。结果表明:随着油纸绝缘中水分含量的增加,直流电压下的击穿电压降幅更加明显,同时也会导致机械强度的降低。     

空间电荷对油纸绝缘体击穿强度和沿面闪络的影响

换流变压器是直流输电工程的核心设备之一,其结构和工作状况比传统交流变压器更为复杂。针对换流变压器的特点,设计了相应的试验装置,初步对油纸绝缘中的体击穿和沿面闪络进行了试验研究。试验结果表明,极性反转现象同样存在于油纸绝缘系统中。即在直流电压下油纸绝缘中积聚的空间电荷畸变了周围的电场,导致油纸绝缘的直流击穿强度发生改变。同时,对油纸绝缘进行的沿面闪络试验表明,空间电荷的存在同样会影响油纸绝缘的沿面闪络。通过对上述试验结果进行讨论,发现传统交流变压器的设计理论和经验已不能满足换流变压器的要求,在换流变压器设计和制造中应给予空间电荷问题足够的关注。     

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%。     

35kV户外真空断路器绝缘击穿故障分析及处理

为查找35 kV户外真空断路器绝缘击穿故障原因,对ZW7-40.5型真空断路器进行了交流耐压、瓷套绝缘电阻试验。分析了该型号的断路器外绝缘采用真空绝缘脂,此绝缘脂属于液体绝缘介质,设备在运行及安装过程中,会增加液体介质水分含量,易导致绝缘击穿引起设备故障。通过分析交流耐压试验数据,找到了绝缘击穿故障部位。介绍了绝缘击穿事故处理的查找方法,提出了避免断路器击穿的防范措施。     

直流电压分量对交直流叠加电压下油纸绝缘沿面闪络的影响

为了更加深入地了解换流变压器中交直流叠加电压下油纸绝缘的沿面闪络问题,通过搭建直流电压分量可以任意调节的交直流叠加电源系统,研究了具有背面电极和不具有背面电极这2种结构下油纸绝缘的沿面闪络问题。试验结果表明:在复合电场下,有背面电极时,沿面闪络电压比无背面电极时稍低;在2种结构下,沿面闪络电压均表现为纯交流电压时最低,随着直流电压分量的增加,沿面闪络电压也逐渐增加。此外为分析油纸绝缘界面的影响,还研究了相同电极结构下纯油的击穿电压。对比分析纯油的击穿电压和油纸绝缘的沿面闪络电压后发现:直流电压分量较低时,油纸绝缘界面的存在降低了该结构的击穿电压;而直流电压分量较高时,油纸绝缘界面的存在反而稍微提高了该结构的击穿电压。最后从复合电场分布的特点出发,分析了不同直流电压分量下油纸绝缘的沿面闪络过程。分析后认为:直流电压分量较小时,电极附近电场强度较高,导致油易于电离并产生大量载流子,从而促进了油纸沿面闪络的发展;而随着直流电压分量的变大,电场分布将变得不同,其沿面闪络电压升高;同时,上述电场分布的特点也是造成直流电压分量较低时沿面闪络电压低于纯油击穿电压的原因。     

从一起故障看小型化对GIS灭弧室绝缘性能的影响

局部放电是引发GIS设备绝缘故障的主要原因之一。文中结合某厂家252 kV GIS灭弧室模块的一起绝缘故障,针对该厂家制造的两种不同型号产品(原型产品和小型化产品,结构相似,尺寸和布置有所不同)的GIS灭弧室模块,建立了三维有限元电场仿真计算模型,计算了雷电冲击电压下GIS灭弧室处于分、合闸不同位置时的电场分布,量化比较了两型产品灭弧室在电场分布规律方面的差异性和相似性,并分析了灭弧室内容易发生放电击穿和沿面爬电的关键区域。通过研究,评估了小型化对GIS灭弧室绝缘性能的影响,该研究结果可为GIS产品的设计优化和运行维护提供参考。     

架空输电线路用防鸟粪绝缘护套配置方法的研究

随着生态环境的变好，由鸟类引发的输电线路故障也随之增多。其中，由于鸟粪引起的架空输电线路跳闸事故已经成为威胁电网安全运行的重要因素。基于此，本文通过试验探究了绝缘护套厚度和长度分别对击穿电压和沿面闪络电压的影响，进而提出防鸟粪绝缘护套长度和厚度的配置方法，并搭建模拟鸟粪闪络的110 kV真型试验平台，验证配置方法的可行性。结果表明：当鸟粪贯穿整个空气间隙时，绝缘护套的击穿电压与其厚度呈二次函数的关系，沿面闪络电压与闪络距离呈正比关系。本文提出的配置方法可以为实际工程中绝缘护套的应用提供指导，具有一定的工程实用价值。     

金竹山电厂300MVA变压器现场局放试验检出故障及其原因分析

本文介绍了金竹山电厂3号主变压器利用现场局部放电试验、油气色谱跟踪分析等测试手段及时检出了主绝缘围屏爬电故障,初步分析了故障原因,并提出了相应的处理对策。