運(yùn)行環(huán)境因素對交直流復(fù)合電場下油紙絕緣沿面爬電的影響.pdf

1、換流變壓器是高壓直流輸電的重要設(shè)備，其閥側(cè)發(fā)生的絕緣故障往往是導(dǎo)致事故的原因。閥側(cè)繞組承受著交直流復(fù)合電場，直流電場會導(dǎo)致油紙絕緣材料的匝間、圍屏中會積聚一定的空間電荷，而交流場會使得電荷一直處在入陷和脫陷這一交替狀態(tài)，會加速絕緣材料的老化、損傷，甚至沿面放電。并且交直流復(fù)合電場中直流成分、溫度和紙板水分等會隨著運(yùn)行工況而發(fā)生改變，此外某些換流變壓器采用的變壓器油與紙板的類別也與普通變壓器所采用的有著明顯的區(qū)別，因此本課題將開展換流變壓

2、器運(yùn)行環(huán)境因素對交直流復(fù)合場下油紙絕緣沿面爬電影響的研究，著重研究交直流復(fù)合電場中直流成分、溫度、油浸紙板水分以及變壓器油浸紙板的類型對沿面爬電的影響，并考慮空間電荷在其中的影響作用。
　　利用交直流復(fù)合場下油紙絕緣試驗平臺和界面電荷測量平臺，以極不均勻場下針板沿面電極為模型，運(yùn)用常規(guī)脈沖電流法和界面電荷密度測量，研究了直流成分（正極性交直流比1∶1、1∶3、1∶5）對沿面爬電的影響，并記錄爬電碳痕的發(fā)展面積。在此基礎(chǔ)上，對正極性

3、交直流比1∶1下，研究了溫度和油浸紙板水分對沿面爬電和界面電荷密度的影響，最后對比了普通變壓器油浸紙板和換流變壓器的油浸紙板的放電特性。
　　研究表明:交直流復(fù)合電場下，界面電荷的積聚會隨著交流相位的變化而進(jìn)行波動，并且會隨著直流成分的增加而增加。而當(dāng)直流成分增加時，油紙絕緣的沿面爬電的局部放電起始電壓較高，并且發(fā)展過程中放電量和放電次數(shù)也較少，碳痕面積也較少。交直流比例從1∶1到1∶5的沿面放電起始電壓隨從復(fù)合電壓峰值29.9k

4、V提高到了36.4kV，并且放電重復(fù)率1∶1條件下明顯大于1∶3和1∶5條件下的，1∶1下的碳痕面積達(dá)到整幅圖片的54％。而當(dāng)交直流比達(dá)到1∶3、1∶5時，由于放電能量較低，油浸紙板上并沒有出現(xiàn)交直流比1∶1下碳痕的發(fā)展。由此可見直流成分越大，沿面爬電越難發(fā)生并且程度也較小，這與界面電荷對針尖電場的削弱作用致使電場強(qiáng)度下降致使放電難以產(chǎn)生的分析是一致的。這表現(xiàn)了相同極性的界面電荷密度對沿面放電的抑制作用。
　　溫度越高，沿面爬電的

5、起始電壓越低，并且放電過程中放電量和次數(shù)明顯較多，碳痕也較大。20℃下沿面放電起始電壓為復(fù)合電壓峰值44.3kV，80℃下則下降到12.1kV，下降幅度為72.6％，并且80℃下起始時的放電重復(fù)率要比20℃閃絡(luò)前的放電重復(fù)率大。而碳痕面積30℃達(dá)到圖片的54％，而10℃僅為1.5％。溫度較高的情況下，界面電荷密度積累較少，這體現(xiàn)了界面電荷對沿面爬電抑制作用的減弱。
　　當(dāng)油浸紙板水分，從0.61％增加到4.68％時，油紙絕緣的界面

6、電荷密度也會呈現(xiàn)下降的變化。與此同時，當(dāng)紙板水分從0.6％增加到3％時，沿面放電起始電壓從復(fù)合電壓峰值43.4kV下到24.2kV，下降幅度為44.24％，放電重復(fù)率也相應(yīng)的增大。高水分下的碳痕面積大小為低水分下的1.8倍。水分含量越高，沿面爬電的局部放電起始電壓越低，放電重復(fù)率、放電量和碳痕面積也明顯增加，這與界面電荷密度降低對沿面爬電抑制作用的減弱是一致的。
　　換流變壓器油浸紙板的電氣絕緣性能高于普通變壓器油浸紙板的，表現(xiàn)在