基于频域介电谱法的变压器油纸绝缘老化特性研究

发布时间：2017-12-18 09:36

  本文关键词：基于频域介电谱法的变压器油纸绝缘老化特性研究

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【摘要】：油纸绝缘作为油浸式电力变压器内部绝缘的主要组成部分,其绝缘性能的状况直接与变压器的使用年限息息相关。在变压器服役时,油纸绝缘受到热、机械、电等应力作用易老化降解,导致绝缘纸聚合度下降,同时产生的水分、酸,导致铜组件受腐蚀产生铜类产物,绝缘纸聚合度的下降以及铜类产物的存在均会对油纸绝缘频域介电谱产生关联影响。研究这一关联影响规律,对于利用频域介电谱法实现油纸绝缘老化状态准确评估具有重要的参考价值。搭建了油纸绝缘老化试验和频域介电谱测试平台,深入研究了油纸绝缘老化过程中铜类产物的产生、扩散规律,以及其对油纸绝缘工频击穿电压的影响。研究发现,氧气含量和老化温度的升高均会导致油纸绝缘中铜类产物含量的增加。铜类产物产生后在绝缘纸中由靠近铜棒一侧扩散至远离铜棒一侧。铜类产物的存在会导致油纸绝缘工频击穿电压的降低,越靠近铜棒侧的绝缘纸工频击穿电压越低。试验分析了水分和酸对油纸绝缘老化的加速作用及两者在油纸绝缘老化过程中的扩散分布机理。试验结果表明,水分和酸共存于油纸绝缘体系中时比单独存在时对油纸绝缘中绝缘纸的老化加速作用强的多。不同分子量的酸在油纸绝缘中产生后其在油纸间的平衡分布规律亦不同。同时,测试分析了铜类产物及聚合度对油纸绝缘频域介电谱的关联影响规律。测试结果表明：当油纸绝缘体系中存在铜类产物时,油纸绝缘复介电常数实部曲线会受到较小影响,虚部曲线和介质损耗曲线将会受到较大的影响,尤其体现在中频区。油纸绝缘体系中不含铜类产物的情况下,双弛豫Cole-Cole模型即可较好拟合体系的频域介电谱测试值。当油纸绝缘体系中存在一定量的铜类产物之后,体系中所存在的弛豫机制将发生变化,原中频区的弛豫中心将产生分离,这时三弛豫Cole-Cole模型才能较好的拟合体系的频域介电谱。绝缘纸聚合度的下降对油纸绝缘的复介电常数曲线并不产生直接的关联性影响,而是通过影响老化产物(水分、小分子酸等)在油纸间的平衡分布情况,从而对油纸绝缘的复介电常数曲线形成一定的关联性影响。在使用频域介电谱法评估油纸绝缘中水分或小分子酸的含量时,应当综合考虑聚合度的下降对两者在油纸间的平衡分布情况产生影响后,对油纸绝缘的频域介电谱特性所产生的关联影响。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM411
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本文编号：1303690