植物绝缘油-纸复合绝缘热老化特性研究

为研究植物油-纸绝缘的热老化产物生成规律和绝缘特性,以植物绝缘油和矿物绝缘油分别与绝缘纸组成油-纸复合绝缘,在110℃和130℃下进行加速热老化试验。结果表明:随着老化时间的延长,两种绝缘油的酸值、糠醛含量、油中溶解气体含量均增加,闪点和界面张力均下降;相同老化条件下,植物绝缘油的酸值、产气量比矿物绝缘油的大,植物绝缘油中糠醛含量少于矿物绝缘油。     

复合添加不同类型抗氧化剂对变压器油纸热老化性能的影响

随着超高压变压器负荷容量不断升级,如何提高变压器油在高温运行下的氧化安定性一直受到业内关注。为研究高温下不同类型抗氧化剂对变压器油纸理化性能的影响,向环烷基基础油、普通牛皮纸组成的绝缘体系中分别添加酚型抗氧剂T501、胺型抗氧剂T531、T501+T531混合物,在130 ℃下进行热老化实验,定期测定油样酸值、介质损耗因数、羰基指数和糠醛含量,同时检测绝缘纸聚合度并进行能量色散X射线谱（EDS）分析。结果表明:130 ℃下,抗氧化剂T501在变压器油老化前期抗氧化效果较好,随着老化时间的延长,氧化产物分解会加速油纸劣化;复合添加抗氧化剂T501与T531,油纸各项性能指标比较稳定,变压器油耐热稳定性增强。该结论可以为变压器油用耐高温型抗氧化剂的选择提供参考。     

绝缘文摘与专利

天然酯-纸绝缘与矿物油-纸绝缘的热老化及工频击穿特性对比/廖瑞金;张爽;杨丽君;等/高电压技术,2012(04)以天然酯和矿物油分别与普通绝缘纸组成油纸绝缘试品,在110℃和130℃下分别进行了加速热老化试验,对比分析了两种绝缘组合的老化产物生成规律和工频击穿特性。结果表明:在老化过程中天然酯中水分质量分数比矿物油高1个数量级;130℃老化时天然酯浸纸的水分质量分数高于矿物油浸纸,110℃时却相反;两种油的酸值随老化时间增加均增大,     

一种抗老化绝缘油对绝缘纸热老化影响及原因分析

通过在90℃和110℃下的264天的热老化试验,研究了所研制的抗老化绝缘油和纸组成的油-纸绝缘热老化特性,包括油的颜色、糠醛浓度、微水含量以及绝缘纸聚合度、纸中酸值等重要参数的变化规律,结果表明该油既能提高油本身的抗老化性能,又能明显抑制绝缘纸老化,并提出了所研制的抗老化油的抗老化机制。该文首次在分子层面上提出抗老化油具有束缚水分子的作用;用红外光谱证明了该油通过酯交换反应抑制绝缘纸热应力下的水解作用;首次提出了酯交换反应和酯中羰基氧原子与水分子形成氢键具有联合抗老化能力。     

聚碳酸酯薄膜和聚酯薄膜在变压器油中电热老化的耐电性能对比分析

为研究聚碳酸酯(PC)薄膜和聚酯(PET)薄膜材料在变压器油中电热老化过程中的耐电性能,采用芳香纤维绝缘纸作为对比材料,通过比较3种材料分别在变压器油中90℃、110℃以及130℃下电热老化300天过程中的工频击穿电压和局部放电起始电压的变化规律,并结合扫描电镜试验进行分析。结果表明:在电热老化过程中,聚碳酸酯和聚酯薄膜的综合耐电性能优于芳香纤维绝缘纸,其中聚碳酸酯薄膜性能最优,为未来油浸式变压器选择绝缘材料提供了参考依据。     

变压器不同油纸绝缘组合加速老化时油中水分和酸值含量研究

对矿物油、植物油、牛皮纸及热稳定纸组成的4种油纸绝缘样品在3种温度(90、110、130℃)下进行加速热老化试验,分析了油中水分和酸值随老化时间的变化规律。结果表明,油的类型是影响油中水分含量的主要因素;以BIOTEMP油为代表的植物油,油中水分含量较矿物油高且变化规律明显。不考虑实际变压器滤油处理等因素时,可考虑采用油中水分含量对该类植物油浸渍绝缘系统的老化程度进行评估。油的类型也是影响油中酸值的主要因素,含植物绝缘油组合中的油中酸值比普通变压器油中的酸值高;以Munksjo命名的热稳定纸组合,其酸值含量比普通牛皮纸的绝缘组合要低。     

PC和PET油中热老化分解物特性分析

油纸绝缘系统的性能直接影响变压器的可靠性和使用寿命。绝缘纸介电常数大、耐高温性较差和易分解的缺陷,限制了油浸式变压器朝大容量、小体积方向的发展。选择聚碳酸酯(PC)和聚酯薄膜(PET)两种聚合物材料与绝缘纸作对比,分别在90℃、110℃和130℃三种温度下进行为期300 d的老化试验,并对油中生成物、酸值、油中溶解气体和机械性能进行测试,结合其聚合度和微观表面形貌变化,分析3种材料油中老化特性变化规律,并寻找判断其老化程度的特征量。     

超高压变压器油中酸类物质的生成规律和变压器热老化状况分析

为了防止变压器突发性恶性事故发生,探寻更为准确地评估超高压变压器油纸绝缘老化状态和预测变压器剩余寿命的方法意义重大。为此,在130℃下进行了变压器油纸绝缘加速热老化实验,同时跟踪测定变压器油中的酸值、糠醛含量和介质损耗因数,分析模拟老化条件下生成酸类物质的规律,并与变压器老化特征量糠醛和油介质损耗因数的变化规律进行了对比分析。实验结果表明:在变压器油纸绝缘热老化过程中,老化生成酸性物质的反应分为反应诱导阶段和反应发展阶段。在老化反应进入诱导阶段后期,油中糠醛的含量下降,此后,油中的糠醛含量便不能正确反映变压器纸绝缘的老化状况。在老化反应的发展阶段,其反应速率常数是诱导阶段的约5~11倍。老化过程中变压器油中酸值的变化和介质损耗因数的变化具有良好的相关性,生成酸类物质反应速率的快速增加,与变压器油的绝缘性快速下降相一致。结果初步表明跟踪测定变压器老化过程油中酸值的变化,可更为准确地评估变压器油纸绝缘的老化。     

天然酯-纸绝缘与矿物油-纸绝缘的热老化及工频击穿特性对比

天然酯具有良好的电气、抗老化和环保等优越性能,被认为是矿物绝缘油的良好替代品。研究天然酯-纸绝缘的热老化产物生成规律和工频击穿特性,对于确保天然酯在变压器中的安全应用具有重要的理论和实际意义。为此,以天然酯和矿物油分别与普通绝缘纸组成油纸绝缘试品,在110°C和130°C下分别进行了加速热老化试验,对比分析了两种绝缘组合的老化产物生成规律和工频击穿特性。结果表明:在老化过程中天然酯中水分质量分数比矿物油高1个数量级;130°C老化时天然酯浸纸的水分质量分数高于矿物油浸纸,110°C时却相反;两种油的酸值随老化时间增加均增大,老化温度越高酸值越大,且天然酯酸值高于矿物油,110°C时天然酯浸纸中酸值也高于矿物油浸纸;虽然在热老化过程中,天然酯及其油浸纸的水分、酸值要高于矿物油及其油浸纸,但天然酯-纸绝缘比矿物油-纸绝缘具有更高的工频击穿电压。     

油纸绝缘热老化特性及生成物的对比分析

对由普通25#矿物油、以Biotemp为代表的植物油和普通绝缘纸、热稳定纸组成的4种油纸绝缘试品在90、110和130℃ 3种温度下开展了热老化实验,测量并记录了老化过程中绝缘纸的聚合度、油中糠醛、CO、CO2以及油酸值和微水含量等老化特征参数和变化规律,并首次系统地对比分析了不同绝缘组合的老化特性,探索不同绝缘材料老化生成物的相关性关系,为传统的老化特征参量应用于不同油纸绝缘系统的老化诊断提供了依据,并为拓展变压器寿命预测理论奠定了基础。     

热老化过程中变压器油酸值变化研究

对变压器油及油纸进行热老化模拟试验,研究热老化过程中变压器油的酸值变化情况。结果表明:温度和老化时间对油中酸值影响比较大,随着老化时间的延长,温度越高,酸值增加越快;不同类型变压器油抗老化性能有一定的差异,绝缘纸的加入对变压器油热老化过程中酸的生成有促进作用。     

水分对油纸绝缘热老化速率及热老化特征参量的影响

本文设计了在110℃和130℃下初始含水量分别为1%、3%、5%的绝缘纸试品在变压器油中的老化试验。系统地研究了不同初始含水量对油纸绝缘热老化速率的影响,分析对比了老化过程中的绝缘纸聚合度、纸中含水量、油中含水量、油中糠醛含量、油中酸值等老化特征参量的变化趋势。研究结果表明:初始含水量从1%增长到3%的绝缘纸平均降解速率的增长率比初始含水量从3%增长到5%时大得多,且从3%增长到5%时降解速率的增长率已经很小,有趋于饱和的趋势;老化过程中油中水分与纸中水分均是波动的,二者的波动幅度有较好的正相关关系,且二者整体上波动趋势的关系与初始含水量有关;水分含量及其变化趋势能影响老化过程中糠醛、酸等老化特征产物的变化趋势。因此本文提出应根据整个老化过程中油、纸二者水分含量整体上波动趋势的关系及波动幅度的大小来对变压器油纸绝缘进行状态评估及受潮分析,并建议在根据传统的油中糠醛、酸值等老化特征参量来对油纸绝缘进行状态评估及故障诊断时需充分考虑水分的影响。     

电力变压器用天然酯-纸绝缘热老化电气性能研究

本文中作者对电力变压器用天然酯绝缘油和绝缘纸板组成油-纸复合绝缘试品,在110℃和130℃下分别与矿物绝缘油进行了加速热老化对比试验,分析了两种油纸绝缘组合热老化下的电气性能。     

油纸绝缘热老化特征参量的多元统计分析

为了得到聚合度与老化特征参量的内在关系,首先对由克拉玛依#25变压器油与普通变压器绝缘纸组成的油纸绝缘试品在90、110和130°C下开展加速热老化实验,并定期取样测量绝缘纸聚合度和油中糠醛体积分数、油中溶解气体体积分数、油中微水质量分数及油中酸值等老化特征参量。然后,引入多元统计分析学中的逐步回归分析和因子分析方法对油纸绝缘热老化的各种特征参量进行了分析。对实验数据的逐步回归分析结果表明,油中糠醛体积分数的对数值与表征油纸绝缘老化状态的绝缘纸聚合度具有较好的线性关系,油中酸值次之,其他老化特征参量与聚合度没有明显的线性关系。因子分析结果表明油纸绝缘热老化特征参量可以压缩为2个主成分因子,新的主成分因子不仅物理意义明确,而且均与绝缘纸聚合度有较好的指数关系。     

绝缘油中糠醛稳定性的影响因素

油中糠醛含量是评估变压器绝缘纸老化的一种重要特征量,其在变压器油中的稳定性直接决定了评估结果的可靠性。为此探究了温度、铜和氧气3种因素对绝缘油中糠醛稳定性的影响:在实验室条件下配置一定糠醛质量浓度的绝缘油,并将其分别置于温度(90、110、130℃)、铜(有、无)、氧气(有、无)3个因素组合条件下,通过定期测量绝缘油中糠醛质量浓度来判断糠醛在不同条件下的稳定性情况。实验结果表明:单就温度而言,即使温度升高到130℃糠醛依然稳定,无铜无氧情况下,温度变化(≤130℃)不影响糠醛稳定性;铜对糠醛稳定性的影响随温度变化,在90℃下不影响糠醛稳定性,在110℃和130℃下均会使油中糠醛缓慢降解,130℃时的降解速率快于110℃,并且在50 d实验周期内下降了19%;氧气对糠醛稳定性的影响比较明显,糠醛在氧气存在环境下会降解,并且铜和高温均会加速该环境下糠醛的降解速率;高温、铜、氧气对糠醛稳定性的影响表现为一种协同作用,在其他2个条件不具备的情况下,单因素对绝缘油中糠醛质量浓度无影响或影响很小。     

微量硫化物对变压器油纸绝缘热老化特性的影响

针对变压器出现的硫腐蚀故障,利用添加不同浓度的二苄基二硫(DBDS)或十二硫醇的变压器油、普通绝缘纸和铜片组成试品,在130℃下进行加速热老化实验,研究不同硫化合物对油纸绝缘系统热老化特性的影响。对实验过程定期取样,观察铜片表面颜色变化,并测量试品老化过程中绝缘纸聚合度、油中糠醛、油纸中酸值、油中微水质量分数以及油中溶解气体随老化时间的变化情况。研究结果表明,油中DBDS和十二硫醇浓度越高,绝缘纸降解速率和油中糠醛含量以及纸中酸值、油中水分的波动幅度越大,铜片腐蚀程度越严重,且铜片的腐蚀程度与氧气含量有关。添加十二硫醇的油样中,油中酸值随其浓度增大而增大;在添加DBDS的油样中,低氧时,油中酸值随DBDS浓度增大而增大,而高氧时,油中酸值随DBDS浓度增大先减小后增大。油中不同浓度的DBDS和十二硫醇对油纸绝缘系统老化产气特性表现为不同程度的促进作用。     

加氢变压器油理化性能的老化研究

在巴德老化条件下,研究加氢变压器油在老化过程中的C族组成变化及油质的老化对运动粘度等理化性能的影响,探讨理化性能与C族组成变化的关系。结果表明:在巴德老化条件下,加氢变压器油的环烷烃组分、界面张力、运动粘度及介质损耗因数出现拐点的时间一致,加氢变压器油的理化性能和电气性能参数之间相互关联,与变压器油的C族组成存在密切的关系。     

光纤护套材料对变压器油热老化特性影响研究

为研究内置传感光纤在热老化环境下对变压器油绝缘体系的影响,设计了130℃下普通裸纤、耐温PVC紧套光纤和ETFE紧套光纤在绝缘油中的加速热老化试验,对比分析了老化过程中绝缘油的微水含量、酸值、油色谱、体积电阻率和介质损耗因数老化特征参量的变化趋势。结果表明:普通裸纤会加速油的老化,耐温PVC紧套光纤在油中稳定性较差,ETFE紧套光纤的抗老化效果明显。增加ETFE护套可有效延缓含纤油样中微水含量和酸值达到标准规定的不合格上限的时间;老化末期,含普通裸纤油样的介质损耗因数和体积电阻率分别为含ETFE油样的2.75倍和0.305倍;含ETFE油样中的总烃含量、氢气含量和CO_2与CO比值分别为含普通裸纤油样的30.5%、70.1%和60.7%。虽然增加ETFE材料使得油的微水含量、酸值和油色谱与纯油样相比略有劣化,但对油的整体绝缘性能影响并不严重,适合作为光纤护套材料应用于变压器内部安装测试。     

绝缘油中抗氧化剂DBPC对油纸绝缘老化速率及糠醛生成特性影响研究

二叔丁基对甲酚(DBPC)是绝缘油最常用的抗氧化剂,试验发现绝缘油中DBPC的添加量会影响绝缘纸老化速率和糠醛的产生。为确定DBPC对油纸绝缘系统老化及糠醛产生的影响,在实验室条件下使用添加不同浓度DBPC的绝缘油与绝缘纸组成油纸绝缘样品,在130℃下进行恒温老化。通过定期对绝缘纸的聚合度、绝缘油中糠醛含量以及绝缘纸中糠醛含量进行测量,分析抗氧化剂对绝缘纸老化、糠醛产生及糠醛评估变压器老化的影响。得出如下结论:绝缘油中添加抗氧化剂会加速绝缘纸的老化,建议工程中在能达到抗氧化性能的前提下降低绝缘油中抗氧化剂的添加比例,待DBPC部分消耗后勤于补加;DBPC会使绝缘纸老化到相同程度时糠醛产量提高,并且油中抗氧化剂添加量越大糠醛产量越多,因而建议运用糠醛评估变压器老化时需要区别变压器油中是否添加抗氧化剂或者考虑抗氧化剂的大致含量。油中添加DBPC后酸值增加,DBPC在高温下电离出的氢离子是绝缘纸加速老化和糠醛产量提高的主要原因。     

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。