酸對(duì)油浸絕緣紙熱老化及其介電響應(yīng)特性研究.pdf

1、油浸式電力變壓器是電能輸送中最關(guān)鍵和應(yīng)用最廣泛的電力設(shè)備，油紙復(fù)合絕緣構(gòu)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(guān)系到變壓器的運(yùn)行壽命和能否安全可靠地輸送電力。油紙絕緣在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生水分、有機(jī)酸等老化產(chǎn)物，不僅會(huì)提高油紙絕緣的電導(dǎo)率、還會(huì)嚴(yán)重腐蝕金屬構(gòu)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(chǎn)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(yùn)行中的變壓器中取油樣，先測定油中

2、的水分含量，再對(duì)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(guān)系，從而逐漸被新的測試方法所取代。介電響應(yīng)法是近年來對(duì)油紙絕緣狀況診斷的一種無損檢測方法，受到了國內(nèi)外學(xué)者的重視。其中，回復(fù)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(píng)估油紙絕緣中水分含量方面取得了豐碩的成果。但是，有機(jī)酸與水分性質(zhì)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(jī)酸的生成規(guī)律，有機(jī)酸與水分協(xié)同對(duì)絕緣紙熱老化的影響及其機(jī)理，有機(jī)酸對(duì)回復(fù)電壓法和頻域介電譜法特征參數(shù)的影響以及對(duì)評(píng)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(jī)酸對(duì)油紙絕緣熱老化及介電響應(yīng)影響的研究具有重要的實(shí)際意義。
　　本文首先利用擴(kuò)展Debye模型和拉普拉斯變換，求解得到了回復(fù)電壓的通用數(shù)學(xué)表達(dá)式，闡釋了回復(fù)電壓的產(chǎn)生機(jī)理。然后設(shè)計(jì)了

4、油紙熱老化試驗(yàn)，研究了老化過程中變壓器油和絕緣紙中有機(jī)酸的生成規(guī)律及其機(jī)理，有機(jī)酸對(duì)回復(fù)電壓法特征參數(shù)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(diǎn)，通過試驗(yàn)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(duì)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(duì)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(duì)絕緣紙老化的影響，并采用絕緣紙降解的零階動(dòng)力學(xué)模