溫度對流動油中金屬微粒放電特性的影響.pdf

1、大型電力變壓器常用工程純絕緣油作為其絕緣介質(zhì)，但變壓器在裝配、運行等多個環(huán)節(jié)中，絕緣油不可避免會被金屬微粒雜質(zhì)所污染，它將嚴(yán)重影響絕緣油性能，在靜止絕緣油中可用小橋理論對其放電進行解釋，但大型電力變壓器強迫油循環(huán)的冷卻方式及溫差將使絕緣油開始流動，使其放電特性與靜止?fàn)顟B(tài)下相比有所變化。絕緣油溫度會因外部氣溫和變壓器所承載負(fù)荷差異等發(fā)生變化，而油溫是影響絕緣油性能的主要因素之一。目前，溫度對絕緣油性能的影響研究主要集中于靜止油中，因此本文

2、針對溫度對流動油中含金屬微粒放電特性的影響進行了相關(guān)仿真和實驗研究。
　　本文以實驗室現(xiàn)有設(shè)備搭建了模擬變壓器流動油道的實驗平臺，確定了金屬微粒雜質(zhì)缺陷模型，得到了不同溫度下流動絕緣油中含金屬微粒的特高頻局部放電(Partial Discharge，簡稱PD)信號以及擊穿電壓，綜合考慮流場、電場和粒子運動三物理場的相互作用，利用有限元法仿真分析不同溫度和不同電壓下流動油中金屬微粒的運動軌跡，以此對流動油中金屬微粒的放電特性進行了相

3、關(guān)解釋。主要工作及成果如下：
　　1）構(gòu)建了金屬微粒在流動油中受電場力和油流曳力等作用力運動的三維幾何模型，采用有限元法仿真得到了不同溫度、不同電壓下金屬微粒的運動軌跡，發(fā)現(xiàn)金屬微粒在電場方向上呈振蕩狀態(tài)并沿油流方向運動，隨著溫度的升高和極板施加電壓的增加，金屬微粒運動振幅越來越大，越易到達(dá)下極板并與其碰撞，碰撞后反彈高度也越來越高。
　　2）結(jié)合金屬微粒運動軌跡建立了二維幾何模型，仿真金屬微粒處于不同位置、不同聚集程度和攜

4、帶不同電荷量時對油道電場的畸變情況，發(fā)現(xiàn)金屬微粒越靠近極板，對油道電場的畸變程度越大；金屬微粒聚集越緊密，沿油道電場方向排列越多，對油道電場分布影響越大；施加在極板上的電壓越大，油道電場強度越大，金屬微粒感應(yīng)電荷越多，對油道電場的畸變越嚴(yán)重。
　　3）結(jié)合仿真分析和流動油中金屬微粒引發(fā)的放電類型，對流動油中因金屬微粒導(dǎo)致的PD和擊穿放電過程進行了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)放電過程與不同溫度和不同電壓下金屬微粒的運動軌跡密切相關(guān)，流動油中金屬微

5、粒的擊穿特性還與出現(xiàn)PD后產(chǎn)生的氣泡情況相關(guān)。
　　4）實驗得到了不同溫度下的PD信號，繪制了相應(yīng)的Φ-U-N譜圖、Φ-U散點圖和Φ-N譜圖，并提取了PD的放電幅值、放電次數(shù)等多個表征PD嚴(yán)重程度的特征參量。發(fā)現(xiàn)不同溫度下PD相位主要集中在90°和270°附近，無明顯極性效應(yīng)，隨溫度升高，PD程度減弱，當(dāng)溫度升至80℃時，PD開始增強，結(jié)合流動油中金屬微粒在不同溫度下的運動軌跡對以上結(jié)果進行了相關(guān)分析。
　　5）實驗得到了不