基于指纹参量的环氧云母绝缘多因子老化的实验研究

局部放电的统计参量,即指纹参量是评定绝缘放电状态的重要参量,本文在实验室中进行了环氧云母绝缘电机线棒的多因子老化实验,在不同老化阶段测量了线棒的局部放电,并分析了放电参量各种分布的指纹参量,实验结果表明,相位分布的互相关系数及不对称度等指纹参量随老化时间呈现明显的变化规律,并且这些指纹参量与剩余击穿电压有较大相关性,所以,可以用局部放电指纹参量来评定环氧云母绝缘的老化状态。     

电机线棒环氧云母绝缘老化特性研究

为将频域介电谱测试技术应用于大型电机定子线棒绝缘老化状态的无损检测中,在热、电、机械等多因子联合作用下对定子线棒环氧云母绝缘进行加速老化试验,测试不同老化程度试样的频域介电谱.采用最小二乘法提取频域介电响应的Davidson-Cole模型参数作为特征参量,采用特征参量分析环氧云母绝缘的老化程度.最后通过拟合建立特征参量与老化时间的关系.结果表明:环氧云母绝缘的介质损耗因数tanδ随老化程度的增加而增大,尤其在频率为10-3～10-1 Hz有明显的增大趋势;Davidson-Cole模型提取的特征参量β和τ可用于表征绝缘的老化程度,β随老化时间的增加线性减小,τ随老化时间的增加呈指数函数减小,Δε随老化时间的增加明显增大.通过τ与老化时间的拟合关系,得出了定量表征绝缘老化程度的公式,可以考虑作为老化程度评估的经验公式.     

大型发电机主绝缘多因子老化过程中交流电流参量的研究

通过大型发电机定子线棒的联合三因子加速老化试验 ,研究了定子主绝缘的交流电流参量随老化时间的变化规律。试验表明 ,在大型发电机定子线棒多因子老化过程中 ,仅用现有的交流参量表征定子主绝缘的老化状态具有一定的局限性。文中提出高温与室温下绝缘交流电流 电压拟合直线的斜率之差Δk可作为表征绝缘老化状态的新的特征参量 ,并对该特征参量随老化时间的变化规律进行了分析。基于系统理论 ,本文针对交流电流试验建立了试样绝缘的等效系统 ,对该等效系统的频率响应随老化时间的变化规律进行了初步研究。研究表明 ,交流电流奇次谐波响应的含量与电压相应的谐波含量的比率Δ随老化时间的增加而逐渐减小 ,也可以作为表征绝缘老化状态的特征参量     

发电机环氧云母绝缘的老化白度特性与寿命评估

为探究环氧云母绝缘老化过程中的光学特性,对发电机定子线棒环氧云母主绝缘进行了电-热加速老化处理,测量了不同电压及温度下线棒试样的蓝光白度值,分析了老化对环氧云母绝缘材料光折射率和吸收系数的影响,利用回归分析确定了蓝光白度值与老化时间的方程关系,并通过t检验证明方程的有效性.最后,利用蓝光白度值的变化特性结合Fallou模型对环氧云母主绝缘的绝缘寿命进行拟合分析.结果表明:环氧云母绝缘的蓝光白度值随绝缘老化程度的加深不断下降,利用Weibull分布概率值结合Fallou模型可以实现环氧云母绝缘的寿命评估.     

发电机定子主绝缘老化特征的研究

对环氧云母绝缘电机线棒进行了老化试验,在不同的老化阶段,测试了线棒的介质损耗角正切、电容、电流包流点等非破坏性参数和破坏性参数－剩余击空电压。通过非破坏性参数的变化情况和非破坏性参数与破坏性参数的相关性,揭示了环氧云母绝缘体系电机主绝缘的老化特征。     

用于评估油纸绝缘热老化状态的极化/去极化电流特征参量

极化/去极化电流法能灵敏反映介质的绝缘状态,已被应用于变压器油纸绝缘的水分评估中,但通过该方法定量分析油纸绝缘的老化状态尚未见研究报道。为此,对油纸绝缘开展了110°C加速热老化试验,测量了不同老化时间下油纸绝缘样品的极化/去极化电流。通过分析极化/去极化电流特性的变化,提出了一种反映油纸绝缘热老化状态的新特征参量—去极化电量。研究结果表明,试品的去极化电流随老化程度加深不断增大,但其增大趋势微弱,而提出的去极化电量曲线则对试品绝缘老化状态反应极为敏感,且从该曲线中提取的系数A和最大值C这2个特征参量与绝缘纸聚合度满足一阶动力学模型关系式,可以用作评估油纸绝缘热老化程度的特征参量。     

发电机主绝缘加速老化的频域介电特性

为研究大型发电机主绝缘的频域介电特性,在实验室搭建多因子加速老化平台对发电机定子线棒试样进行加速老化,通过频域介电谱法(FDS)测试不同老化程度下发电机绝缘试样的频域介电特征量,研究环氧云母绝缘试样复电容和老化状态之间的关系,同时分析温度对发电机绝缘频域介电特征量的影响规律,并采用Arrhenius方程求得了发电机主绝缘的活化能。研究结果表明:发电机环氧云母绝缘的复电容实部和虚部随着老化周期增加明显增大,可反映绝缘老化状态;温度对绝缘介电特征量影响显著,根据复电容虚部的曲线和Arrhenius方程计算出第三个老化周期之后绝缘的活化能是67. 36kJ/mol;通过"频温平移"可以有效消除测试温度对FDS结果的影响,同时可以拓宽已知测试温度下的测试频率范围。     

发电机定子绕组环氧粉云母绝缘老化鉴定导则及其说明

我国自60年代中期开始,发电机定子绕组采用了环氧粉云母绝缘,这些使用新绝缘结构的发电机组,绝缘逐渐发生老化。为了保证发电机组的安全运行,亟需制订环氧粉云母绝缘老化试验鉴定标准。北京电力科学研究所等单位经过多年的科学实验,编制了《发电机定子绕组环氧粉云母绝缘老化鉴定导则》,经有关专家评审,认为项目齐全、数据可信、适合国情。为使其更加实用和完善,能源部电力司推荐在本刊发表,期望广大读者和有关单位提出意见和建议,以便修订后正式颁发。     

红外光谱法研究运行23年大电机定子绝缘中环氧的老化机理

对300MW/18kV发电机备用的和运行23年的定子线棒绝缘进行了红外光谱实验研究.实验比较了三种取样法,即直接取一层绝缘、用溶剂分离玻璃纤维布取环氧云母粘合层、刮取绝缘成分做溴化钾压片,发现只有后者能得到绝缘在低波数段的红外吸收峰.结果表明,老化线棒绝缘厚度一半部位的绝缘其环氧有未老化和老化两种状态,未老化环氧较少;接近导体部位的绝缘其环氧老化最严重.最后探讨了环氧的老化过程,环氧支链发生氧化反应生成酸,该老化反应比较普遍;环氧支链被局部放电产生的·NO或·NO2氧化生成了亚硝基化合物,该老化反应极少地发生在接近导体部位的绝缘.     

基于极化-去极化电流法的实际变压器油纸绝缘老化状态的现场评估

为了研究极化-去极化电流法(PDC)对变压器油纸绝缘老化的现场诊断效果以及适用于现场诊断的老化特征参量,使用极化-去极化电流测试装置在现场条件下对多个存在不同老化问题的变压器进行了诊断。通过从极化-去极化电流中提取出的老化特征参量对各变压器的绝缘老化状态进行分析,并与现有的变压器绝缘诊断手段的测试结果进行对比。结果表明:PDC方法能够有效应用于现场变压器油纸绝缘老化状态的评估,提取出的综合电导率、绝缘油电导率以及低频介质损耗因数3个老化特征参量可以从不同方面反映变压器绝缘的老化情况,且结果与变压器绝缘电阻测试、绝缘油试验以及绝缘油介质损耗因数测试结果相符。     

基于交流电流法评估大型电动机环氧云母绝缘老化特征的研究

对大型电动机环氧云母绝缘线棒进行了多因子加速老化试验,在不同老化阶段进行了交流电流、击穿电压测量。根据交流电流曲线的特点,提出了求取第二电流急增点电压的新方法－－逐点拟合法,并分析了第二电流急增点电压与剩余击穿电压的相关性。结果表明：逐点拟合法能准确地求取第二电流急增点电压,且用此电压值推算环氧云母主绝缘的剩余击穿电压是有效的。     

基于力学损耗和介质损耗参数分析大型发电机主绝缘的老化特征

大型发电机的主绝缘是发电机的主要组成部分这一,大型发电机的可用性和剩余寿命在很大程度上取决于主绝缘的状况,目前,大型发电机主绝缘普遍采用环氧云母绝缘体系。针对发电机运行中主绝缘的老化情况,选用环氧云母体系绝缘材料,进行了电热应力联合作用下和热机械应力作用第化实验;采用新的分析方法－动态力学分析法测试了不同老化时间的绝缘材料的老化特性,并且将动态力学参数与介质损耗参数作了比较;从而提出了用态动力学参     

基于局部放电统计参量的脉冲电压下绝缘老化分析

主要针对匝间和对地绝缘电磁线在脉冲电压下老化后的局部放电特征进行了研究.通过不同老化时间的局部放电相位相关分析,在高频脉冲电压下老化后放电次数相位分布出现明显的"放电丛"现象,并通过工频老化后的局部放电结果对此加以证实.通过两种不同电磁线老化特征对比,匝间绝缘和对地绝缘呈现不同的放电特征,匝间主要以内部气隙放电为主,而对地绝缘电磁线则以槽放电为主.此外,测量和分析了局部放电统计参量(如偏斜度、峭度、不对称度等)随老化时间的变化,结果表明平均放电量的偏斜度和老化时间有着一定联系.为更深入地研究脉冲电压下绝缘老化机理打下了坚实的基础.     

The degradation assessment of epoxy/mica insulation under multi-stresses aging

The actual stator bars of 18 kV/300 MW generator were used for accelerated multi-stress aging tests to investigate the degradation of epoxy mica insulation. The stator insulation of large generator was a composition system of epoxy resin, mica and glass fiber. Ultra-wide band PD detecting technique was introduced to measure the PD pulse of the specimens during aging. The data obtained were analyzed using joint time-frequency analysis methods and finally Gabor spectrum was selected to analyze the characteristics of single impulse wave in different aging period. The results of analysis indicate that following increasing aging time, the high-frequency component of single impulse wave continuously increased, while the energy of discharge alternated from low-frequency long time lag to high-frequency short time lag and high-frequency long time lag. Scanning electronic microscope was used to observe the pattern of interface during the aging process, which show that changes in interface is the main reason of aging. The variation of components in insulation was also analyzed by the technique of infrared spectrum and X-ray energy spectrum and the results indicate that epoxy resin creates hydrolytic reaction and the mica undergoes structural change.     

高压交流电机定子超薄型绝缘工艺研究

通过对高压电机定子绝缘结构进行分析,以薄型云母带、少胶粉云母带绕包绕组线,构成定子线圈绝缘。定子绕组整体VPI浸渍无溶剂环氧酸酐浸渍树脂的超薄型绝缘系统,实现了高压交流电机定子绝缘的整体减薄。以6kV级电机为例,定子线圈单边主绝缘厚度由常规型的1．4mm减薄到小于1mm。     

Investigation of the voltage life of mica-alumina composite insulation at high temperatures

Experiments and investigations were carried out on the voltage life of a bar-coil model with a nickel-plated copper conductor covered with mica-alumina composite insulation at a temperature range of 550–850 °C. Diffusion of copper into the insulation layer was observed on the specimens aged for a long period. Insulation with mica paper gave faster diffusion speed and shorter voltage life than insulation with mica flake. The diffusion speed became higher with an increase in temperature. The ac current gradually increased with aging time and increased rapidly just before breakdown. There was the relationship I = aEⁿ (a, n: constants) between ac current I and applied stress E, and n was approximately equal to 1 in the region where thermal unbalance did not occur. Arrhenius's law held in the relationship between ac current and aging time. Therefore, the breakdown mechanism might be that the effective insulation thickness decreased due to copper diffusion into the insulation layer and the ac current increased gradually until thermal breakdown in the last stage. If copper diffuses into the insulation layer, even with no voltage application, the aging time required to decrease the breakdown voltage to a certain level (the voltage life) obeys Arrhenius's law. If the voltage life is dominated by diffusion into the insulation layer, the activation energy for voltage life in the aging test becomes twice that for diffusion, both with and without voltage application. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 129(4): 24–31, 1999     

大电机环氧云母定子绝缘超声波速的研究

本文用A型脉冲回波法超声波检测系统，详细研究了大地机定子线棒不同的绝缘部位对检测超声波速的影响，以及波速随绝缘老化的变化规律。结果表明：大电机定子线棒的正面绝缘适合于超声检测；线棒表面半导体层的存在更有利于超声检测；超声波速能用来表征绝缘的老化状态。     

基于动态力学参数研究环氧云母绝缘材料的老化特征

基于动态力学参数研究了环氧云母绝缘材料在电热条件和冷热循环条件下的老化特征。推导了其玻璃化转变活化能的计算公式 ,并计算了不同老化阶段环氧云母复合绝缘材料的玻璃化转变表观活化能。提出了用动态力学参数表征环氧云母绝缘材料老化特征的新方法。