植物油纸绝缘的微水扩散和介电特性研究

摘要

随着社会经济的发展和石油资源的日益紧缺，寻找一种绿色、新型环保型，具有良好理化、电气性能，可替代矿物油的绝缘液体电介质已成为全世界的共识。植物油因为具备环保、可降解、可再生以及高燃点等重要特性，在许多方面都明显优于传统的矿物绝缘油，已成为国内外学者研究的热点。这对于缓解能源紧张局面、将新型绝缘介质应用于高压电气设备具有重要的战略意义和经济价值。
　　论文从不同方面阐述了国内外植物油研究的总体概况。在此基础上，选用FR3植物油、传统矿物油、普通牛皮纸为试验材料。搭建了植物油纸绝缘和矿物油纸绝缘微水扩散试验平台，设计了双面透水试验。求解微水扩散方程，利用分析结果计算出了不同扩散时间纸中水分随厚度的分布，测量了30℃、50℃、70℃、90℃条件下经过60h扩散后植物油和矿物油纸绝缘微水浓度;得到了两种油纸绝缘的扩散系数，并且以分子异构性为切入点，解释了两种油纸绝缘微水扩散的差异性，验证了扩散方程的有效性;分析了影响平衡时间因素，得到了平衡时间关于温度、绝缘纸厚度、初始水分含量的表达式。结果表明微水扩散方程能够很好地描述油纸绝缘微水扩散过程，植物油纸绝缘扩散系数比矿物油纸绝缘小一个数量级，植物油由于内部亲水基团存在可以有效抑制水分向绝缘纸内部扩散，延缓绝缘纸老化。
　　频域介电谱法(FDS)作为一种无损诊断技术，广泛应用于油纸绝缘状态评估方面。在实验室条件下搭建了试验测试平台，并且利用IDAX300系统研究了不同测量温度、不同水分含量以及不同老化程度的植物油及油浸纸的频域介电谱变化规律，得到了频域介电谱与温度、水分、老化时间变化关系，并解释了其内在机理。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 植物绝缘油的研究意义

1．2 植物绝缘油的研究现状

1．2．1 植物绝缘油的来源

1．2．2 植物绝缘油性能的研究现状

1．2．3 植物油纸绝缘微水扩散的研究现状

1．3 植物油纸绝缘频域介电谱法的研究现状

1．4 论文的主要研究内容

第2章 微水扩散及电介质响应理论研究

2．1 传递机理

2．2 扩散定律

2．3 电介质响应基本原理

2．3．1 时域响应

2．3．2 频域响应

2．4 本章小结

第3章 植物油纸绝缘微水扩散特性研究

3．1 植物油纸绝缘微水扩散模型

3．1．1 微水扩散试验

3．1．2 扩散方程数值求解

3．1．3 植物油纸绝缘微水特性分析

3．2 植物油纸绝缘微水扩散平衡时间常数

3．2．1 平衡时间与温度的关系

3．2．2 平衡时间与绝缘纸厚度的关系

3．2．3 平衡时间与初始水分含量的关系

3．3 本章小结

第4章 植物油和油浸纸频域介电谱特性研究

4．1 植物油和油浸纸试验方案研究

4．2 植物油和油浸纸频域介电谱影响因素

4．2．1 温度影响

4．2．2 水分影响

4．2．3 不同老化状态影响

4．3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果