湿热老化对电抗器匝间过电压耐受特性的影响

在干式空心电抗器的服役过程当中,水分有可能会大量地侵入包封并造成包封内绝缘的严重湿热老化而发生电抗器事故。但是目前对电抗器湿热老化并最终导致起火故障的详细过程和机理没有进行深入研究。由于湿热老化材料耐击穿性能下降,匝间绝缘在过电压的作用下有可能被击穿形成永久的匝间短路通路而发生故障,文中探讨这种短路故障发生的可能性,研究匝间过电压对匝间绝缘的影响。首先分析电抗器端口可能出现的最大过电压,然后利用链形回路计算电抗器在运行过程中可能遭受的最大匝间过电压,最后利用只包含两匝线圈的简易电抗器模型研究匝间过电压造成匝间绝缘故障的风险;结果表明：虽然电抗器在遭受过电压冲击时匝间绝缘有可能承受较大的过电压,但即使匝间绝缘已老化严重,过电压也不易将匝间绝缘击穿造成短路故障。     

湿热环境异常发热复合绝缘子电热耦合仿真分析北大核心CSCD

复合绝缘子运行中异常发热现象频发,其中老化与表面污秽是导致发热的主要原因。文中采用有限元多物理场仿真,结合实测获得的材料参数,分别建立了正常运行、湿热老化、局部涂污及整体涂污等4种典型工况下的复合绝缘子仿真模型,根据湿热老化以及表面污秽的不同发热特征,分别建立静电、电流场两种模型。通过电场计算分析发现:湿热老化后复合绝缘子沿面电场增大、界面电场降低;局部涂污复合绝缘子在涂污处电场稍微下降;整体涂污复合绝缘子由于沿面电流增大造成电场畸变严重。通过以电介质损耗为接口的耦合热场以及电流场⁃热场耦合的电热联合仿真与试验结果对比发现:正常与局部涂污复合绝缘子基本无温升;湿热老化与整体涂污复合绝缘子温升明显,但温度梯度方向相反。仿真计算所得绝缘子最大温升位置与试验结果相同,试验结果与仿真计算结果基本吻合。     

一起110kV电容式电压互感器异响原因分析

本文作者主要介绍了某供电局一台运行中的110kV电容式电压互感器出现异响，经检查发现该CVT电压监测数据偏高，通过对其进行诊断试验及解体检查，分析了故障产生原因。根据试验结果分析，判断造成该CVT异响的原因可能为中间变压器一次绕组存在接地短路的情况，使得补偿电抗器调谐作用失效，一定工况下激发CVT铁磁谐振，由于阻尼器对抑制谐振过电压的范围以及性能存在问题，从而导致产生持续的异响，并通过解体检查对故障原因进行了验证，为后续同类型设备的运行维护提供参考和指导。     

变压器用丁腈橡胶与氟橡胶密封材料的溶胀特性研究

密封件是油浸式变压器中防止变压器油渗漏的重要设备,在变压器油中,密封橡胶的性能会发生改变,有可能导致渗漏事故的发生。为研究密封材料在变压器油中的溶胀特性,文中选取变压器常用的丁腈橡胶、氟橡胶进行溶胀实验和去溶胀试验。对溶胀和去溶胀后密封材料的重量、体积、硬度和力学性能变化进行测试和分析,并用热分析仪、扫描电镜对溶胀前后和去溶胀后的密封材料进行了分析。通过试验得出结论：丁腈橡胶受到变压器油的侵入更强,且变压器油对丁腈橡胶中的填料、添加剂、小分子基团的提取作用很强,造成重量、体积和硬度不可逆的降低,力学性能也明显下降,油分的侵入对丁腈橡胶各项性能和化学结构造成了较大影响。氟橡胶在变压器油中重量、体积略有增加,但总体来说基本不变,且增加的重量和体积可通过去溶胀试验恢复,其力学性能、化学结构和组成基本不变,体现出了良好的耐油性能。     

环氧树脂在湿热环境中的老化特性与失效机理北大核心CSCD

环氧树脂在湿热环境下易吸水进而导致材料性能劣化,为了研究环氧树脂在湿热环境中的吸水特性与失效机理,文中对环氧树脂进行了湿热老化实验。实验结果表明,环氧树脂的吸水满足LangmuirEXT1等温吸附模型,饱和吸水率与温度成二次函数关系。环氧树脂吸水老化后,在微观层面,表面与切面出现很多微孔隙,孔隙数量与体积和老化温度成正相关;在宏观层面,老化后体积电阻率快速下降,而相对介电常数与介质损耗角增大,有低频色散现象。出现微小孔隙后,水分就会通过呼吸作用大量进入材料内部,内部孔隙的存在也会给水分提供存储空间,吸水量进一步增大,介电特性和击穿强度也随着劣化,最终导致材料失效。     

湿热环境下电场作用对碳钢腐蚀行为的影响北大核心CSCD

采用腐蚀产物形貌结构分析方法(SEM、EDS、XRD)以及电化学测试方法,研究了在模拟高温高湿环境下腐蚀时间以及外加不同强度直流电场对电力杆塔用碳钢腐蚀行为、腐蚀产物以及形貌结构的影响。结果表明,随着腐蚀时间的延长,碳钢表面的腐蚀产物不断发生变化,腐蚀最初期的腐蚀产物以棉球状α-FeOOH为主,逐渐发展变化为片状的γ-FeOOH和尖晶长条状的Fe3O4,导致表面的腐蚀产物致密性相比腐蚀初期大大减小,对内部基底的保护作用减弱。而电场的存在则会在腐蚀时间作用的基础上进一步抑制α-FeOOH的生成、加速γ-FeOOH的生长,同时电场强度越大形成的γ-FeOOH的形貌结构越疏松分散,致密性越差,从而进一步加速腐蚀往深层次的进行。     

基于介损和电容量的电流互感器运行分布规律及现场应用研究

为提高设备状态评价精确性，提前发现设备潜伏性隐患，通过统计分析广州电网2006—2021年油纸电容型电流互感器(current transformer, CT)停电试验数据电容量变化和介损统计分布规律，绘制数据整体分布图，得到介损和电容整体分布呈现中间高两端低的分布特征。通过建立经验累计分布特性，绘图分析其90%和95%分位点或累积分布概率值，提出了不同电压等级下电容量变化率和介损值注意值，35 kV、110 kV、220 kV、500 kV油纸电容型CT电容量变化注意值可分别取±5%、±4%、±3%、±3%,介损注意值可分别取为0.6%、0.5%、0.4%、0.4%。分析不同运行年限、生产厂家等因素对统计分布规律特性的影响。结合注意值对在运CT进行排查，发现运行中有2台CT可能存在缺陷，进行停电诊断性试验，发现其中1台110 kV CT存在重大隐患，验证了注意值预警的可行性。     

环氧树脂在酸碱盐溶液中的吸水脱水特性北大核心CSCD

环氧树脂由于其优异的绝缘密封性能被广泛应用于干式空心电抗器,然而在湿热环境中环氧树脂易吸水受潮导致材料性能劣化,严重影响设备的安全稳定运行,掌握材料的吸水与脱水行为对其实际应用具有重要意义,因此文中研究了环氧树脂在不同酸碱盐溶液中的吸水与脱水特性。实验结果表明:环氧树脂在不同溶液中的吸水过程符合菲克第二定律;吸水速率和饱和吸水率与两侧溶液浓度差有关,环氧树脂在去离子水中的吸水速率最大;脱水过程也是一种渗透作用,环氧树脂脱水速率很快,相对平衡脱水率几乎能达到100%。     

高频电场对高温硫化硅橡胶介电性能的影响

为了研究复合绝缘子硅橡胶在高频电场下的老化机理,文中搭建了高频电老化试验平台,研究了高频电场对高温硫化硅橡胶老化后微观性能的影响,结果表明：高频电老化使硅橡胶表面出现孔洞和大量裂纹,部分填料分解、流失,羟基含量先降后增,但最终仍低于未老化试样,造成界面静态介电极化率降低,削弱了界面极化强度;热解第3阶段失重量随电老化时间增加,说明PDMS分子长链断裂,极性基团数目增加,偶极子极化率和极化强度增大;此外,硅橡胶介电常数和介电损耗随老化时间增大,并在144 h出现明显的介质损耗峰。通过修正Cole-Cole模型,将介电频谱曲线划分为3个驰豫过程和2个电导过程,其变化规律在SEM分析、红外光谱分析和TG分析中得到印证,并提出可用来定量评估硅橡胶高频电老化状态的参量—偶极子静态介电极化率。文中提出了一种新的人工加速老化方法,并探讨了其介电性能的变化趋势,从中提取新的老化状态评估参量,可为进一步探索高频电老化机理和老化效率提供理论参考。     

湿热环境下密封橡胶的老化特性研究

电力设备中的密封材料在湿热环境中容易因老化而性能下降,由此导致的密封失效会严重影响电力设备的安全稳定运行。为研究湿热环境下密封材料的老化特性,文中选取油封和气封常用的丁腈橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶进行湿热老化实验。对老化过程中密封材料的力学性能变化进行测试和分析,并利用傅里叶红外光谱、热分析仪、扫描电镜等工具对未老化和湿热老化后的密封材料进行了分析。通过试验得出结论：丁腈橡胶在湿热老化中出现填料的迁移挥发,氟橡胶、三元乙丙橡胶在湿热环境中则以吸湿增重为主;通过压缩永久变形率的变化,说明了氟橡胶容易受到外界应力的影响而出现较大的永久形变;湿热老化后丁腈橡胶和氟橡胶的拉断伸长率显著下降,而三元乙丙橡胶则体现出稳定的力学性能;三种橡胶在湿热老化中都以水解和交联为主,其中丁腈橡胶化学结构和组分变化受湿热老化影响较大,三元乙丙橡胶的化学结构、微观形貌和组分在湿热老化中最稳定,抗湿热老化性能最好。