不同沖擊電壓波形作用下油紙絕緣的累積效應(yīng)特性研究.pdf

1、變壓器內(nèi)油紙絕緣在其壽命周期內(nèi)會承受多次雷電沖擊電壓的作用，這將對變壓器的安全運行產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。由于進(jìn)線段衰減、折反射及繞組諧振等因素的影響，實際侵入變壓器的雷電沖擊電壓波形通常具有雙極性和振蕩衰減的特性，該波形與傳統(tǒng)試驗中采用的標(biāo)準(zhǔn)雷電波形相去甚遠(yuǎn)。為了合理確定油浸式電力變壓器的絕緣規(guī)格，在保證絕緣可靠性的前提下盡可能降低設(shè)備成本，有必要研究變壓器內(nèi)油紙絕緣在實際非標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓下的絕緣特性并與標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓下進(jìn)行對比。鑒于此，本文基

2、于站內(nèi)在線監(jiān)測系統(tǒng)實際獲取的變壓器雷電侵入波形特征定義了典型的沖擊電壓波形，深入對比研究了不同沖擊電壓波形下油紙絕緣的擊穿特性、累積擊穿特性以及累積損傷特性，這不僅有助于完善對站內(nèi)侵入沖擊電壓波形的研究，也能為合理確定變壓器的絕緣規(guī)格以及站內(nèi)雷電防護(hù)提供技術(shù)依據(jù)和支持，具有重要的理論和工程應(yīng)用價值。
　　本文首先基于實際監(jiān)測獲得的站內(nèi)侵入波形進(jìn)行了不同沖擊電壓下油紙絕緣擊穿特性的試驗研究。選取了雙指數(shù)衰減沖擊電壓和雙極性振蕩衰減沖

3、擊電壓兩種波形，對比研究了不同波頭時間、波尾時間、振蕩頻率和半峰值衰減時間等參數(shù)改變時變壓器內(nèi)油紙絕緣的擊穿特性，并采用統(tǒng)一的時間參數(shù)分析多種波形，探討了預(yù)估沖擊電壓下油紙絕緣50％擊穿電壓(U50)的可行性。研究結(jié)果表明，兩種沖擊電壓波形下油紙絕緣的U50和V-t特性均存在明顯差異，通過波形分析確定了峰值上升陡度和波峰附近較高電壓的持續(xù)時間是影響試品擊穿特性的重要因素，并據(jù)此獲得了預(yù)估油紙絕緣U50的計算流程。然后，基于不同沖擊電壓下

4、油紙絕緣的擊穿特性進(jìn)行了油紙絕緣累積擊穿特性的試驗研究。獲得了雙指數(shù)衰減沖擊電壓和雙極性振蕩衰減沖擊電壓兩類波形下油紙絕緣的累積擊穿特性，采用 Weibull分布的數(shù)學(xué)模型分析了多次沖擊電壓作用下油紙絕緣的失效概率。針對不同沖擊電壓波形，分別對比分析了波形參數(shù)對 V-N特性的影響規(guī)律，確定了改變波形參數(shù)時 Weibull壽命模型中參數(shù)的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明，兩種沖擊電壓作用下油紙絕緣均存在明顯的累積效應(yīng)， V-N特性試驗數(shù)據(jù)滿足Wei

5、bull分布規(guī)律，其累積擊穿特性受波形參數(shù)影響存在明顯差異，且雙極性振蕩衰減沖擊電壓波形參數(shù)對試驗結(jié)果的影響更大。最后，基于油紙絕緣的累積擊穿特性進(jìn)行了多次沖擊電壓作用下油紙絕緣累積損傷特性的試驗研究。本文從機(jī)械特性、表面形貌和電氣特性三個角度全面分析了沖擊電壓累積作用后油紙絕緣各項性能及參數(shù)的變化規(guī)律，分別探究了雙指數(shù)衰減沖擊電壓和雙極性振蕩衰減沖擊電壓作用下油紙絕緣的累積損傷特性。研究結(jié)果表明，累積沖擊作用后油紙絕緣的機(jī)械特性有一定