油浸絕緣紙局部放電損傷特性研究.pdf

1、一直以來局部放電都被認(rèn)為是引起絕緣材料劣化的主要原因之一。油紙絕緣是電力變壓器內(nèi)絕緣的主要形式,其在生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配和運(yùn)行過程中不可避免地產(chǎn)生各種潛伏性缺陷,導(dǎo)致運(yùn)行中產(chǎn)生局部放電,對絕緣材料造成損傷甚至引發(fā)擊穿事故,嚴(yán)重威脅變壓器安全、可靠運(yùn)行;隨著電壓等級提高,局部放電對絕緣材料的損傷將變得愈加突出。因此,深入研究局部放電對油浸絕緣紙材料的損傷特性,對于豐富固體絕緣材料擊穿理論,開發(fā)新型耐局部放電絕緣材料,提高基于局部放電的絕緣故障

2、診斷能力,從而從根本上抑制或減緩局部放電對絕緣材料的損傷,無疑具有重要理論意義和實(shí)際應(yīng)用前景。
　　 本文根據(jù)CIGRE MethodⅡ標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了油浸絕緣紙內(nèi)部扁平氣隙模型,在實(shí)驗(yàn)室中展開了幾百小時(shí)的局部放電損傷試驗(yàn),并由局部放電相位分布模式(Phase-resolved Partial Discharge,PRPD)劃分損傷階段;采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、X射線衍射儀、X射線光電子能譜儀、傅里葉變換紅外光譜

3、儀、氣-質(zhì)聯(lián)動儀和氣體測量模型等材料分析手段,分析了不同損傷階段油浸絕緣紙的表面形貌、表面產(chǎn)物、微觀結(jié)構(gòu)等材料特征以及氣隙氣體;采用高阻儀、寬帶介電譜測試系統(tǒng)、柱-柱電極系統(tǒng)以及空間電荷測試儀等電氣分析手段,分析了不同損傷階段油浸絕緣紙的極化、電導(dǎo)、損耗、擊穿及空間電荷密度等電氣性能;同時(shí)采用材料分析和電氣分析相結(jié)合的方式,探討了油浸絕緣紙損傷與電學(xué)性能之間的有機(jī)關(guān)聯(lián)性。論文取得的創(chuàng)新性研究成果主要有:
　　 研究獲得了油浸絕緣

4、紙損傷過程中局部放電灰度圖像、二維相位分布圖及其特征量的變化規(guī)律,為提取局部放電新特征信息奠定了基礎(chǔ)。
　　 首次研究了局部放電對油浸絕緣紙表面損傷的微觀形貌,得到了局部放電損傷過程中油浸絕緣紙表面形貌和表面粗糙度的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢,分析了在局部放電作用下絕緣紙微區(qū)結(jié)構(gòu)中晶區(qū)和無定形區(qū)分子鏈結(jié)構(gòu)變化的差異以及表面損傷對缺陷電場的畸變。
　　 首次研究了局部放電對油浸絕緣紙表面損傷的產(chǎn)物,確定了損傷過程中油浸絕緣紙表面“

5、液滴”和晶狀“固體”的主要成分;得到了局部放電損傷過程中氣隙氣體體積、組分的變化規(guī)律;分析了表面產(chǎn)物的形成過程以及氣體變化對局部放電形式轉(zhuǎn)換的影響。
　　 首次研究了局部放電對油浸絕緣紙損傷的體相性能,得到了局部放電損傷過程中油浸絕緣紙的結(jié)晶度、取向度、晶粒尺寸等聚集態(tài)結(jié)構(gòu)特征變化以及其極化、電導(dǎo)、損耗、擊穿等電氣性能變化趨勢,分析了微觀結(jié)構(gòu)和電氣性能之間的關(guān)聯(lián)性。
　　 在對局部放電信號和油浸絕緣紙損傷研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一