极不均匀电场下油纸绝缘结构的气泡运动特性

摘要

油纸绝缘结构中存在气泡时会导致周围电场畸变,引起局部放电。为明确变压器油中气泡运动特性,基于有限元仿真的方法,研究了气泡在不同电场强度下的运动轨迹及竖直方向速度变化。结果表明:极不均匀电场对气泡具有推离和拉伸作用,随电场强度增加气泡在水平方向偏移距离增加;气泡的运动速度先快速上升后缓慢振荡衰减且上浮末期振荡频率降低,气泡在针电极附近时速度随电场强度增加而降低,但整个上浮运动速度提高。搭建了极不均匀电场下油纸绝缘结构中气泡运动观测平台,拍摄记录了气泡在不同电场中的运动轨迹,观测结果与仿真基本相符。但随着电场强度不断提高,针电极下方易形成簇状气泡,严重影响绝缘性能。研究结果可有效评估电力设备运行状态,对进一步构建油浸式电力设备数字孪生体具有重要的意义。