酸對油浸絕緣紙熱老化及其介電響應特性研究.pdf

1、油浸式電力變壓器是電能輸送中最關鍵和應用最廣泛的電力設備，油紙復合絕緣構成了它的主絕緣系統(tǒng)，其絕緣性能的優(yōu)劣和可靠性直接關系到變壓器的運行壽命和能否安全可靠地輸送電力。油紙絕緣在運行過程中會產生水分、有機酸等老化產物，不僅會提高油紙絕緣的電導率、還會嚴重腐蝕金屬構件，催化纖維素絕緣紙的水解，給變壓器帶來極大的危害。在這些產物中，水分由于含量多，危害性大而成為油紙絕緣的最大“殺手”。傳統(tǒng)的檢測方法是定期從運行中的變壓器中取油樣，先測定油中

2、的水分含量，再對照Oommen曲線等水分穩(wěn)態(tài)分布曲線，從而獲取絕緣紙中的水分含量。這種方法不僅操作不便，測量誤差較大，而且難以直接建立起油紙老化狀況與測試量間的映射關系，從而逐漸被新的測試方法所取代。介電響應法是近年來對油紙絕緣狀況診斷的一種無損檢測方法，受到了國內外學者的重視。其中，回復電壓法和頻域介電譜法由于攜帶絕緣信息量豐富、測試方法簡單而獲得廣泛研究，并且在評估油紙絕緣中水分含量方面取得了豐碩的成果。但是，有機酸與水分性質相似，

3、酸性條件下的水解又是絕緣紙老化最重要的形式。因此，油紙老化過程中有機酸的生成規(guī)律，有機酸與水分協(xié)同對絕緣紙熱老化的影響及其機理，有機酸對回復電壓法和頻域介電譜法特征參數的影響以及對評估油紙絕緣中水分含量的影響，都是亟需研究的課題。綜上所述，本文開展有機酸對油紙絕緣熱老化及介電響應影響的研究具有重要的實際意義。
　　本文首先利用擴展Debye模型和拉普拉斯變換，求解得到了回復電壓的通用數學表達式，闡釋了回復電壓的產生機理。然后設計了

4、油紙熱老化試驗，研究了老化過程中變壓器油和絕緣紙中有機酸的生成規(guī)律及其機理，有機酸對回復電壓法特征參數的影響規(guī)律。最后以甲酸（代表低分子酸）和硬脂酸（代表高分子酸）為著眼點，通過試驗方法研究了甲酸和硬脂酸在變壓器油和絕緣紙中的分布特性，并研究了溫度和水分對這種分布特性的影響;研究了不同溫度下甲酸和硬脂酸分別對干燥和受潮油紙絕緣系統(tǒng)的頻域介電譜法的影響;研究了甲酸和硬脂酸分別與水分協(xié)同作用對絕緣紙老化的影響，并采用絕緣紙降解的零階動力學模