納米改性液體電介質(zhì)絕緣特性及其內(nèi)部空間電荷的測量研究.pdf

1、液體電介質(zhì)的擊穿特性是影響并制約電力設(shè)備及電力系統(tǒng)發(fā)展的重要因素,在電力設(shè)備運(yùn)行過程中,液體電介質(zhì)內(nèi)部的電場對其絕緣性能有著極大的影響,而空間電荷的出現(xiàn)及分布又對電場的改變起著重大的作用。為了提高變壓器油絕緣性能,本文研究了添加不同導(dǎo)電性能的納米材料改性對液體電介質(zhì)宏觀擊穿性能的影響。選取鐵磁性導(dǎo)電納米粒子Fe3O4、半導(dǎo)體納米粒子TiO2和非導(dǎo)電納米粒子Al2O3,經(jīng)不同的表面改性劑處理后,分散于變壓器油中,制得納米改性變壓器油,并通

2、過測量透射系數(shù)證實(shí)了三種納米改性變壓器油的穩(wěn)定性。通過工頻擊穿試驗(yàn)、操作沖擊擊穿試驗(yàn),對比研究了不同濃度納米改性變壓器油的宏觀擊穿特性,得出三種納米改性變壓器油能夠提高其擊穿特性的最佳濃度分別為0.03g/L、0.01g/L和0.02g/L。在納米改性變壓器油的最佳濃度下再對比工頻電壓和正、負(fù)極性下的操作、雷電沖擊電壓下不同納米改性變壓器油的擊穿特性。結(jié)果表明,除負(fù)極性雷電沖擊情況外,三種納米改性變壓器油的沖擊擊穿特性較之純凈變壓器油均

3、有較大程度的提高。其中在最佳濃度下三種納米改性變壓器油的操作正極性擊穿電壓提高幅度較大,提高幅度分別為44.1％、33.3％和35.5％。試驗(yàn)研究結(jié)果顯示,經(jīng)三種納米粒子改性后變壓器油的綜合擊穿特性較純凈變壓器油均有不同程度的改善?；诩{米粒子對電子的捕獲理論,從空間電荷分布角度理論上分析了沖擊電壓下和交流電壓下納米改性變壓器油高絕緣特性的機(jī)理,同時(shí)結(jié)合極化理論分析出三種納米改性變壓器油擊穿特性差異性的原因。
　　考慮到空間電荷對

4、擊穿過程的重要意義,為了進(jìn)一步試驗(yàn)探究納米粒子對液體電介質(zhì)擊穿特性提高的機(jī)理,本文完成了高Kerr常數(shù)液體電介質(zhì)中空間電場及空間電荷測量平臺的搭建及優(yōu)化;同時(shí)在此基礎(chǔ)上,考慮了低Kerr常數(shù)變壓器油的特性,使用靈敏度更高的光電探測器替代高速CCD、增加空間濾波裝置,完成了對工程常用液體電介質(zhì)變壓器油中空間電場及電荷測量平臺的優(yōu)化改進(jìn),為后續(xù)試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。為了較好的觀察分析納米粒子對液體電介質(zhì)內(nèi)空間電荷的影響,本文利用測量精度較高的高K