變溫及老化條件下油紙絕緣間水分分布的研究.pdf

1、變壓器在停運(yùn)和啟運(yùn)的過程中，絕緣故障時(shí)有發(fā)生。負(fù)荷及環(huán)境溫度不變時(shí)，油紙絕緣中的水分分布屬于穩(wěn)態(tài)分布，現(xiàn)有研究中的平衡曲線法就可以準(zhǔn)確有效的進(jìn)行分析。負(fù)荷及環(huán)境溫度改變時(shí)，水分的分布受到溫度變化的影響處于暫態(tài)過程。對(duì)油紙絕緣中水分分布的暫態(tài)過程，尚缺少系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。而對(duì)于油紙絕緣老化和水分分布擴(kuò)散相互之間的影響，也未見報(bào)道。因此，研究變溫條件下油紙絕緣間水分的遷移過程和老化對(duì)油紙絕緣間水分分布的影響，對(duì)變壓器狀態(tài)評(píng)估和故障診斷有重要的

2、意義。
　　本文采用厚度為0.5mm、1mm、2mm、3mm及5mm五種魏德曼紙板與克拉瑪依25#變壓器油組合的油紙絕緣系統(tǒng)，開展了20℃-80℃/5小時(shí)變溫試驗(yàn)。系統(tǒng)的研究了變溫過程中絕緣紙板和油中水分含量的變化趨勢(shì)及水分在紙板中的分布情況，探索了油紙絕緣中水分在變溫過程中的遷移規(guī)律，分析了油紙絕緣間高水分區(qū)形成的可能性，最后用實(shí)際變壓器中的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證分析。研究結(jié)果表明:變溫條件下，無論初始水分濃度的高低，水分的遷移方向

3、為溫度降低時(shí)，水分由油中向紙板中遷移，溫度升高時(shí)則反之;水分在紙板中的分布情況為紙板平均含水量及平均含水量變化率隨紙板厚度的增加而降低;同一紙板位于角處和邊緣處的含水量變化率要高于中部紙板;由于水分在油中遷移的遲滯性，在油紙交界面的油層中容易形成高水分油層;
　　利用加速熱老化方法制備的不同老化程度的絕緣紙板和絕緣油，系統(tǒng)的研究了老化油、紙板對(duì)油紙絕緣間水分的分布和遷移過程的影響，并對(duì)Oommen曲線在紙板老化條件下進(jìn)行了修正。最

4、后采用電子掃描電鏡(SEM)觀測(cè)紙板纖維表面微觀結(jié)構(gòu)，從紙板吸濕機(jī)理上分析老化后的紙板吸濕能力下降的原因及危害并作出驗(yàn)證。研究結(jié)果表明:油的老化對(duì)水分在油紙絕緣中的穩(wěn)定平衡分布沒有影響;老化紙板的穩(wěn)態(tài)含水量及變溫過程中的水分遷移量均低于未老化紙板;現(xiàn)有的Oommen水分平衡曲線在紙板老化的條件下不再適用，紙板的含水量可按20年等效老化紙板負(fù)向修正29％，40年等效老化紙板負(fù)向修正35％后使用;觀察分析得出老化絕緣紙板纖維比表面積的下降導(dǎo)