換流變壓器油紙絕緣擊穿特性.pdf

1、換流變壓器是高壓直流輸電系統(tǒng)中的關鍵設備之一，由于承受交流、直流、直流疊加交流以及極性反轉(zhuǎn)等電壓作用，其閥側主絕緣出廠試驗和運行中都有較高的故障率。國內(nèi)外學者針對換流變壓器絕緣問題開展了大量的試驗研究或電場仿真，但研究內(nèi)容還不夠完善，也有少量研究結果出現(xiàn)了相互矛盾的結論。因此，有必要對換流變壓器油紙絕緣特性進行更深入研究。
　　本文利用RC模型對多種電壓下油紙復合絕緣電壓分布特性進行了數(shù)學分析，討論了電壓分布對絕緣擊穿的影響。設計

2、了直流疊加交流及極性反轉(zhuǎn)高壓試驗裝置，以平板電極為基本試驗電極模型，在不同間隙和不同溫度下對油隙、浸油紙板和油紙復合絕緣樣品進行了交流、直流、直流疊加交流和極性反轉(zhuǎn)電壓擊穿試驗研究。在此基礎上進一步探討了換流變壓器油紙絕緣擊穿機理，并對換流變壓器閥側主絕緣技術進行了分析。
　　研究結果表明，在RC模型下直流升壓和極性反轉(zhuǎn)過程將引起油紙復合絕緣內(nèi)部油隙的電壓暫態(tài)升高，其幅值決定于外施電壓變化速度與持續(xù)時間、充電時間常數(shù)和絕緣電阻比值

3、。任一溫度下變壓器油直流疊加交流擊穿電壓高于交流擊穿電壓，變壓器油交流擊穿電壓溫度特性與直流和極性反轉(zhuǎn)擊穿電壓溫度特性有較大區(qū)別。隨交流分量增加浸油紙板的直流疊加交流擊穿電壓迅速下降，低溫下極性反轉(zhuǎn)會造成浸油紙板擊穿電壓降低，這些現(xiàn)象證實浸油紙板也是一種紙板和油孔構成的復合絕緣。不同交流分量下油紙復合絕緣直流疊加交流擊穿電壓出現(xiàn)了明顯的極大值點，本文認為它是由浸油紙板擊穿引起油紙復合絕緣擊穿與由油隙擊穿引起油紙復合絕緣擊穿的分界點。低溫

4、下極性反轉(zhuǎn)造成油紙復合絕緣擊穿電壓明顯降低，極性反轉(zhuǎn)速度越快越嚴重。極性反轉(zhuǎn)電壓下油紙復合絕緣吸收電流初始值、衰減函數(shù)和積累電荷量偏離了RC模型確定的規(guī)律，且與所施加電壓幅值相關。
　　總結試驗結果發(fā)現(xiàn)直流和極性反轉(zhuǎn)電壓下油紙絕緣擊穿特性不能用現(xiàn)有擊穿理論解釋，利用空間電荷積聚與消散過程及其對電場分布影響能解釋這些現(xiàn)象。認為通過出廠交流和直流試驗的換流變壓器閥側主絕緣能夠勝任穩(wěn)態(tài)運行條件，由于浸油紙板擊穿電壓隨交流分量增加快速下降