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。     

油纸绝缘老化特征产物生成速率研究

变压器绝缘老化是影响电网稳定运行的重要因素之一。通过实验室加速老化试验并结合现场实际,对油纸绝缘的老化特性和机理进行研究,从而为变压器绝缘状态评估和寿命预测提供依据和参考。该文针对处于老化中后期不同初始老化程度的油纸绝缘,在80和130 ℃下对老化特性进行研究,得到各老化程度特征产物随老化时间的变化关系,并对老化特征产物的生成速率进行分析。结果表明：在该文的试验条件下,处于老化中后期的油纸绝缘,在后期继续老化过程中特征产物的生成速率随油纸绝缘初始老化程度的增加并不呈现递增趋势,而是成近似指数递减关系,这与纤维素绝缘纸降解过程中断键(葡萄糖单体间糖苷键)速率的变化一致。     

水分对变压器油纸绝缘系统老化速率的影响研究

油纸绝缘的老化进程在极大程度上会受到水分的影响,为精准研判水分对其老化速率的影响,在实验室创造试验所需材料和条件制备了1％、2.5％、4％3种不同水分含量的试品,并对3种试品开展加速热老化,且时间均控制为0、10、20、30、40天.在清晰掌握多种能够反映油纸绝缘状况特征参数的前提下选取聚合度来研判水分对油纸绝缘老化速率的影响.研究结果表明:随着水分含量的增加,平均降解速率k会增大,而且k的增速从1％增加至2.5％时明显比从2.5％增加到4％时要大得多.该法为精准分析油纸受潮状态,研判变压器剩余运行时长提供了一定参照.     

油纸绝缘热老化过程中含水量变化趋势及水分转移规律

根据某一具体时刻的油中含水量(即水的体积分数)来估算纸中含水量误差较大,且根据油、纸的含水量绝对值来进行变压器状态评估及受潮分析不全面。为此,在110°C和130°C下设计了初始含水量分别为1%、3%、5%的绝缘纸在矿物油中的加速热老化试验。系统研究了老化过程中绝缘纸平均含水量、油中含水量及油纸绝缘系统总含水量变化趋势;通过分析系统总含水量的变化及绝缘纸内部水分分布情况,探讨了油纸绝缘的水分转移规律;分析了老化过程中油中水分与纸中水分的关系。结果表明:老化过程中油中水分、纸中水分及系统总含水量均是波动的,且3者的波动幅度相互之间有较好的正相关性;初始含水量较高(3%、5%)时,油纸绝缘系统与外部氮气环境之间的水分转移起主导作用,初始含水量较低(1%)时,水分主要在系统内部油、纸二相间转移;老化过程中油中水分与纸中水分不能构成函数关系。因此提出应根据整个老化过程中油、纸及油纸绝缘系统总含水量3者整体上的波动趋势和波动幅度来进行变压器状态评估及受潮分析。     

电力变压器油纸绝缘可靠性与老化特征参量间的相关性

在长期连续运行中,油浸式电力变压器的整体寿命主要取决于油纸绝缘的寿命,为此,研究变压器油纸绝缘可靠性与特征参量之间的关联特性,有助于准确判断变压器的可靠性水平,保证其安全稳定运行.首先进行油纸绝缘试品的可靠性试验;然后利用极大似然参数估计法求取其寿命的Weibull分布模型参数;最后结合油纸绝缘各老化特征参量的测量结果...     

老化对特高压变压器油纸绝缘介电特性及特征量的影响

为研究老化对特高压变压器油纸绝缘介电特性及特征量的影响,选用热老化温度为130℃对油浸纸板进行老化试验,采用弛豫模型对介电谱测试结果进行拟合,提取模型特征参量来评估绝缘的老化程度.     

初始水分含量对油纸绝缘热老化特性的影响

为探讨初始水分含量对变压器油纸绝缘老化过程的影响机制,设计了绝缘纸初始水分质量分数分别为1%、3%、5%的矿物油-纸绝缘试品在90°C下的加速热老化试验,定期取样测量了绝缘纸聚合度、油纸绝缘水分质量分数、油中糠醛质量浓度、油中酸值等特征参量。然后,在分子模拟软件内建立了不同含水量的矿物油分子、糠醛分子、水合氢离子模型,通过分子动力学模拟技术计算了糠醛分子及水合氢离子与不同水分含量油分子模型之间的扩散系数、相互作用能、径向分布函数。实验结果表明:绝缘纸和矿物油中水分含量在老化过程中均是波动的,油中糠醛和酸值在老化过程中的变化趋势未与绝缘纸聚合度的下降规律相对应,受系统水分含量的影响较大。分子模拟结果表明:水分的增加显著降低了糠醛及小分子酸的扩散能力,并与糠醛及小分子酸形成稳定的氢键;同时,水分与糠醛及小分子酸的极性作用改变了彼此的相互作用能。实验数据与分子模拟结果相互验证,为深入研究油纸绝缘的老化机理及诊断提供了理论参考。     

变压器油纸绝缘热老化特性及特征量研究

对25#变压器矿物油、以BIOTEMP为代表的植物绝缘油、普通牛皮纸和热稳定绝缘纸材料构成的油纸绝缘试品进行了加速热老化实验,对老化过程中绝缘纸的聚合度变化规律及老化特性进行了对比分析,并对油中水分、糠醛含量这两个重要的老化特征参量的变化规律及其与聚合度的相关性关系进行了研究。研究的主要目的是探索新型绝缘材料的老化特性,为传统的老化特征参量应用于新型油纸复合绝缘材料构成的变压器老化诊断提供依据,并为拓展变压器寿命预测理论奠定基础。     

冲击负荷对牵引变压器油纸绝缘热老化的影响

为了研究冲击负荷对牵引变压器油纸绝缘热老化的影响,考虑冲击负荷的负荷率、持续时间和时间间隔3个因素设计了油纸绝缘的冲击负荷加速热老化试验,分析了不同冲击负荷条件下油纸绝缘试样老化过程中绝缘纸聚合度和拉伸强度的变化规律,并使用Ekenstam老化动力学模型和熵值法分析了试样的热老化数据,同时将测试结果换算到额定负荷老化速...     

水分和老化程度对油纸绝缘频域参数的影响研究

研究了水分和老化程度对电力变压器油纸绝缘频域参数的影响情况,得出了最终曲线。通过提取特征量,得出了频域参数和纸中水分以及老化程度的函数关系。     

电力变压器油纸绝缘热老化研究综述

综述了电力变压器油纸绝缘老化的研究现状,剖析了影响变压器油纸绝缘老化的各种因素。分析了变压器油纸绝缘热老化特征产物及规律,强调了水分对变压器油纸绝缘热老化的影响。分别总结了变压器油纸绝缘热老化的理化和电气特征量,并从微观形貌和分子动力学模拟层面探索绝缘纸内部纤维素的断链机理,从而讨论各种因素对绝缘热老化的影响机制。最后提出了电力变压器绝缘热老化领域后续关注的问题。     

高压交流套管的油纸绝缘热老化特性及寿命模型研究

为研究高压交流套管的油纸绝缘热老化特性,用套管用绝缘油、绝缘纸及铝箔纸自制成样品并分别在90℃、100℃、130℃三种温度下进行加速热老化。对热老化过程中反映油纸绝缘材料样品老化状态的理化特征参数进行测试与分析。同时,对套管缩比模型在100℃进行电热联合老化实验,测试分析其在老化过程中相应的介电响应曲线,测试套管在绝缘失效并解体后的绝缘电气/理化参数。结果表明:对于套管的多层油纸屏障结构,最外层油纸绝缘是套管绝缘特性的薄弱点。油纸材料样品与套管缩比模型在老化过程中最外层绝缘纸的聚合度下降速率均最快,内层较慢,分析认为水分和油酸在各层间的分布规律是导致该现象的主要原因;相比传统的工频电容值,低频段对应的电容值对绝缘状态变化反映更为灵敏。以油纸绝缘材料样品最外层绝缘纸的聚合度随温度与时间变化数据为依据,建立了套管油纸绝缘热寿命模型,并初步验证了该模型的有效性。     

电力变压器用绝缘纸热老化微观机理的X射线衍射分析

温度是油纸绝缘老化的主要因素。笔者设计了油浸式电力变压器常用的普通牛皮纸和环烷基矿物油复合绝缘在90℃下长达370 d的热单因子老化试验。利用XRD(X射线衍射)定期测量不同老化状态的绝缘样品,对比分析了绝缘纸的聚态结构的变化情况,并深入讨论绝缘纸聚合度下降的动力学过程。研究结果表明:绝缘纸在老化过程中,纤维素氢键和糖苷键发生断裂,引起聚合度下降,结晶区遭受破坏,晶粒尺寸减小,导致纤维素分子间作用力减弱,热裂解活化能降低;老化过程中,绝缘纸纤维素晶体类型不变,聚合度的下降规律符合二阶动力学模型,相对结晶度的变化规律能很好地解释聚合度的变化规律。     

温度对变压器用油纸绝缘老化的频域介质响应的试验研究

变压器是电网安全运行中最关键的设备之一,由内绝缘(油纸绝缘)问题引发的变压器故障占变压器事故重要部分。目前用于诊断变压器油纸绝缘状态的方法尚存在各自的不足之处,故研究通过无损的诊断方法获取表征油纸绝缘老化状态的特征量,为评估变压器油纸绝缘老化状态提供准确且有价值的参考,无疑具有重要意义。基于频域介质响应的频域谱法是一种诊断电力变压器绝缘老化状态的非破坏性方法,笔者首先通过模拟变压器实际生产流程,制作变压器油纸绝缘试品,并对油纸绝缘试品进行加速热老化试验,得到不同老化程度的油纸绝缘试品。通过频域谱测试并分析了温度对油纸绝缘试品的频域介电特征量变化规律,运用电介质极化理论对测试结果进行了分析,为频域谱技术用于实际变压器油纸绝缘老化状态的无损诊断提供技术积累。结果表明:测量温度对频域谱诊断油纸绝缘老化状态影响显著,采用频温平移因子可以将任意测量温度下的频域谱曲线归算到同一参考温度,解决了测量温度对FDS测试结果的影响。初步研究结果表明,经过频温修正后的FDS能用于不同温度下的变压器油纸绝缘老化的评估。     

变压器绝缘老化引起预试电气绝缘参数变化的仿真研究

变压器绝缘的老化会影响其预试电气绝缘试验结果,但对于它影响试验结果的机理及程度,国内外尚未开展有效研究。为此,结合变压器油纸绝缘的扩展德拜模型,在国外研究者所提供的一套实际变压器的等效模型具体参数值的基础上,仿真研究了变压器油纸绝缘老化对其预试电气绝缘参数(绝缘电阻R60s、吸收比K、极化指数PI和工频电容量C、介损tanδ)的影响。结果表明,变压器预试电气绝缘参数的影响因素多而复杂,且绝缘油、纸的老化对不同电气绝缘参数的影响存在较大区别。初步认为,绝缘油的老化基本不影响绝缘电阻R60s、极化指数PI和工频电容C,但使介损tanδ小幅度增加,同时增大了吸收比K;而绝缘纸的老化对绝缘电阻R60s、吸收比K、极化指数PI的影响较大,会使它们减小,同时小幅度地增大了介损tanδ,但它对变压器的工频电容C没有影响。     

变压器绝缘介质恢复电压的测量和研究

大多变压器的损坏和故障都是因绝缘系统的损坏而造成的,对变压器绝缘状况好坏的判断有不少方法。这里介绍一种现场无损检测方法——恢复电压法(RVM)。文章以3台变压器为例,通过测试其绝缘介质的恢复电压,对其绝缘寿命进行了评估。与其他方法相比,恢复电压法更能反映绝缘材料的详细信息,有较好的准确性,更能体现其现场检测的优势。     

天然酯与矿物油纸绝缘的加速热老化特性研究

用天然酯和矿物油分别与普通变压器纸组成试品,在3个不同温度下分别进行加速热老化试验,研究天然酯-纸绝缘和矿物油-纸绝缘老化特征参量的时效老化规律异同。结果表明：天然酯能有效抑制绝缘纸老化;在各老化温度下,天然酯中酸值随时间变化曲线的拐点所对应的时间与酯中水分含量达到老化过程中最高点的时间相同;天然酯-纸绝缘中,糠醛含量依然可以作为反映绝缘纸老化的重要特征量,糠醛浓度对数值和绝缘纸聚合度之间也存在较好线性关系;天然酯中CO和CO2含量比矿物油中的要低,但CH4、C2H4、C2H6及总烃含量都比矿物油中的要高。     

换油对油纸绝缘热老化特性参数的影响研究

采用矿物绝缘油与牛皮绝缘纸作为试验材料,开展了不同时长的变压器油纸绝缘加速热老化试验,并在不同时刻进行换油操作,以研究换油对油纸绝缘热老化特性参数的影响。