植物绝缘油长油隙雷电冲击放电特性研究

摘要

植物绝缘油作为新型环保液体电介质，其不但具有优良的电气与理化性能，还有高燃点低毒性的特点，适合作为新型变压器绝缘介质。目前全世界已有数十万至百万台植物绝缘油浸式电力设备投入运行，然而其中大型电力变压器的应用很少。这是由于其内部更高的电场强度、更大的绝缘尺寸、更复杂的电场分布对绝缘油性能要求严格。目前植物绝缘油的高场强、长油隙放电特性及影响因素在理论和试验方面的研究还不足以指导大型植物绝缘油变压器的设计、制造及安全运行。因此作者针对上述问题，对植物绝缘油长油隙雷电冲击放电特性深入研究，主要内容包括：
　　①搭建并调试改进了植物绝缘油长油隙雷电冲击放电试验平台，通过试验选择适合长油隙放电的击穿强度测试法及流注成像方法，基于已有设备提出绝缘油温度及含水量调节方法。结果表明：长油隙条件下采用逐级升压法测试绝缘油雷电冲击击穿电压数据分散性更小。基于阴影成像技术的长油隙及短油隙放电成像平台均能够有效采集流注放电形态。
　　②开展了植物绝缘油长油隙雷电冲击放电试验，获得了不同油隙下植物绝缘油与矿物绝缘油雷电冲击击穿特征，并试验研究绝缘油种类、油隙长度、油温及击穿次数对绝缘油放电特性的影响，在此基础上求取了绝缘油长油隙击穿电压经验公式。结果表明油隙长度的增加后植物绝缘油击穿电压显著低于矿物绝缘油。同时正极性雷电冲击对植物绝缘油的威胁随油隙增长越来越大，但与矿物绝缘油相比植物绝缘油对多次雷电冲击击穿有更好的耐受能力。
　　③开展放电高速阴影成像试验获得流注形态信息。通过对比流注轴向发展特征及形态特征，研究不同绝缘油类型、电压极性对流注发展规律的影响。结果表明流注起始主要受电极曲率半径的影响，而绝缘油类型及油隙长度主要对流注传播阶段产生影响。相同正极性场强下植物绝缘油与矿物绝缘油相比具有更长的流注停止长度，植物绝缘油中正极性快速流注在长油隙高场强条件下更容易产生。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究内容

2 植物绝缘油雷电冲击试验平台与方法

2.1 引言

2.2 植物绝缘油雷电冲击放电平台

2.3 绝缘油雷电冲击击穿强度测试法选择

2.4 绝缘油放电高速成像的调试与改进

2.5 绝缘油温度及油中含水量调节方法

2.6 本章小结

3 植物绝缘油长油隙雷电冲击击穿特性

3.1 引言

3.2 植物绝缘油击穿试验

3.3 绝缘油击穿特性的影响因素分析

3.4 绝缘油长油隙击穿经验公式

3.5 本章小结

4 植物绝缘油长油隙流注发展特性研究

4.1 引言

4.2 绝缘油长油隙流注放电试验

4.3 植物绝缘油流注轴向发展特征

4.4 植物绝缘油流注分支形态及其影响因素

4.5 分析与讨论

4.6 本章小结

5 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

A．作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B．作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目情况