宽温范围内换流变压器油纸绝缘击穿特性试验研究

摘要

换流变压器是直流输电系统中的重要设备，其可靠性直接影响系统的安全运行。为获得可能出现的温度范围内换流变压器油纸绝缘在复合电压作用下的击穿特性，以满足换流变压器制造和运行的需要，本文在实验室中开展的研究内容和结论如下：　　为探索温度对变压器油纸绝缘介电参数的影响规律，及其对复合电压下电场分布的影响，本文在实验室中开展了不同温度下变压器油和浸油纸板介电参数的测量，并依据测量结果通过数值仿真手段分析了温度对复合电压作用下油纸绝缘电场分布的影响规律。测试结果表明：变压器油的电阻率在低温区变化较小，高温区间随温度升高迅速下降；浸油纸板的电阻率在-40℃至100℃区间内总体上呈下降趋势且高温区间变化速度加快，且不同温度下两者的电阻率比值差异显著；随温度的升高变压器油的相对介电常数单调下降，浸油纸板的相对介电常数单调上升，并且两者的变化都很小，且两者的比值随温度变化也相对较小。仿真结果表明：油隙中的最高场强出现在高温和纯交流电压作用下，而纸板中的最高场强出现在低温和纯直流电压作用下。　　为获得宽温范围内油纸绝缘在复合电压作用下的击穿特性，本文设计了击穿试验用电极系统，并根据研究需要搭建设了实验平台。在此基础上开展了不同温度下变压器油、浸油纸板及油纸复合绝缘在交直流叠加电压作用下的击穿特性试验研究，并分析了温度及交流含量对油纸绝缘击穿特性的影响规律。试验结果表明：叠加电压中交直流比例对油纸绝缘的击穿电压有显著的影响，变压器油在直流下的击穿电压最低、交流下的击穿电压最高，而对于浸油纸板则相反。温度对不同交流含量叠加电压作用下油纸绝缘击穿特性的影响规律不同，在交流和直流叠加交流电场作用下油纸复合绝缘的击穿电压随温度的升高呈先下降、再升高、最后下降的趋势；在直流电场作用下呈先升高后下降的变化趋势。结合电场分布的内容理论分析结果如下：在交流和直流叠加交流电场作用下击穿先发生在油隙中，最后导致油纸绝缘的整体击穿；而在直流电压作用下在低温区域纸板先被击穿，而在高温区域油隙先发生击穿。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的背景、目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3课题主要研究内容

第2章 试样的处理及试验平台搭建

2.1试样的预处理和检测

2.2试验设备与方法

2.3本章小结

第3章 温度对油纸绝缘电场分布的影响

3.1温度对体积电阻率的影响

3.2温度对相对介电常数的影响

3.3温度对油纸介电参数比值的影响

3.4温度对油纸复合绝缘电场分布的影响

3.5本章小结

第4章 温度对油纸复合绝缘击穿特性的影响

4.1击穿试验流程

4.2温度对变压器油击穿特性的影响

4.3温度对浸油纸板击穿特性的影响

4.4温度对油纸复合绝缘击穿特性的影响

4.5关于油纸复合绝缘结构优化的探讨

4.6本章小结

结论

参考文献

致谢