[电缆]复合电场下水分对油纸绝缘子局部放电特性

　　为了研究水分对复合电场中油纸绝缘子局部放电特性的影响，本文测试了不同水分含量下油纸绝缘子电场的典型特性。得到不同含水量的电极和针板。极中复合电场的局部放电特性。果表明，直流分量对局部放电电压和局部放电的影响更大。同含水量的局部放电随着电压的升高而增加。极不规则的电场下，高含水量的局部放电始终大于或等于其低含水量，而在均匀电场曲线下，高含水量的局部放电曲线为随着张力的增加而交叉。过分析，得出的结论是，水增加了变压器油的电导率，并且油-水界面处的空间电荷很容易消散，导致放电量增加。体介质中的局部放电除了常规介质中的气泡缺陷模型外，还可能存在几种水滴融化缺陷模型。缺陷是板电极下方高，低水分的油纸绝缘体的放电曲线相交的主要原因。着长距离，高压和大容量电网的发展，直流输电（HVDC）的优势变得更加明显[1]。压器-变频器是直流输电系统的基本设备，其可靠性直接影响网络的稳定性[2]。量数据表明，变压器事故主要由绝缘故障引起[3-4]。压器转换器的内部绝缘与普通电力变压器不同：阀侧的主要绝缘受到交流电压，雷电冲击电压和工作过电压的影响，以及直流电压，叠加的交流/直流电压和极性反转电压的影响[5-8]。此，有必要研究复合电场下纸油的绝缘性能。部放电通常被用来作为破坏绝缘之前的预放电现象，以判断绝缘质量，研究预放电过程以了解绝缘的过程和机理很重要。裂[11-13]。这方面，日本研究人员E.高桥对油纸复合绝缘材料进行了局部放电测试，结果表明，叠加的直流初始放电电压与直流电压分量无关。始PD反向极性电压随反相之前施加的电压而增加。
　　显下降[10]。北电力大学的李成伟教授等人通过球电极将AC，DC和AC-DC复合电压施加到油纸绝缘层上。究了油纸绝缘在不同电压初始放电下的初始和视在放电。量，放电相位和放电波形的差异[14]。庆大学的李健教授等人分析了不同交，直流叠加电压下局部放电信号的统计分布和产气特征[15-16]。
　　家网络公司还研究了叠加的AC-DC电压下油纸绝缘的特性[17-18]。而，先前的分析主要集中在直流分量对叠加的交直流电压的局部放电特性的影响，而忽略了温度和湿度的影响。于油纸绝缘受到温度和湿度等环境因素的强烈影响，因此特别受到复合电场和连续电场的影响[19-23]因此，有必要定义绝缘纸的特性。境因素对油纸绝缘复合电场的影响。索。
　　文在针状电极和板-板电极下测试了不同含水量的油纸混合绝缘子不同直流含量的复合电场局部放电特性，并对其特性进行了测试。到了水分影响下油纸复合绝缘子复合电场的局部放电。过分析建立了高级复合油纸复合电场局部放电模型。文使用两个板式电极和一个针式电极模型，对不同含水量的油纸绝缘子进行了局部放电测试。头已经过电化学腐蚀预处理。端的曲率半径为3±0.1μm。极的结构如图1和2所示。测试之前，变压器油必须满足以下要求：水分含量小于10 mg / kg，击穿电压大于55kV（根据到“ GB / T 507-2002绝缘油故障”标准），90°C下2 kV介电损耗小于0.4％。察水分对特性的影响油纸绝缘放电，当生产高含水量的油时，将干燥的变压器油置于温度为60°C，相对湿度为80％的密闭环境中，以便自然吸收水分。水之前的变压器油水分为10 mg / kg（为便于描述，称为“低水”），吸水后的变压器油水分湿度是20mg / kg（以下称为“高含水量”）。该实验中使用的纸板是用油浸渍的纸板。
　　油板的制造过程如下：选择Weidmann的1毫米厚层压板，然后将其均匀切割和干燥。温干燥后，将变压器油浸入真空中，密封并储存。入后板的水含量小于0.4％。
　　了方便起见，在下文中将油浸纸板简称为纸板或纸。验中使用的交流叠加直流电压的波形如图3所示。图3中，Udc是直流分量的平均值，而Um是交流分量的峰值。试开始后，以恒定速度增加压力，直到出现局部放电信号，并在5分钟内记录平均放电量，然后进一步增加压力以缩短测试时间。测试中，根据部分放电的增长率和部分放电的增长率来调整台阶的大小。

　　骤越短。
　　了防止样品降解引起的材料损坏，当场强超过32kV / mm（振幅）或局部放电超过1200pC时，停止测试。冲电流法用于局部放电信号的测量，放大器设备是与频率无关的放电变压器，检测设备是Hipotronics DDX-7000局部放电检测器。测电路如下图，背景噪声小于5pC。图中：R是保护电阻，CX​​是样本，CK是耦合电容器，ZK是检测阻抗。分放电对绝缘寿命的影响不仅取决于单次放电的数量，还取决于放电次数，因此在测试过程中测得的局部放电为平均放电量。间单位。中示出了在针板电极和板板电极下的不同油含量的复合油纸复合绝缘电场的局部放电电压与局部放电之间的关系。照图5至图8，从图5至图8可以看出，在不同DC含量的组合电压下，局部放电量随电压的增加而迅速增加，并且AC含量越高，速度越高。登速度很快。AC含量越低，初始放电电压越高，AC含量越低，部分放电越小，水含量越高，水含量越高。了便于观察水分在不同交流电压下的复合电压对油纸复合绝缘子局部放电特性的影响，具有相同电场均匀性的两条局部放电曲线如图2所示，在相同的电压波形下比较电的但是含水量不同。9.如图所示。图9中可以看出，在针板电极下方，在相同电压下高含水量的局部放电总是大于在低含水量下的局部放电，但是具有两个弯曲的交叉点。生在电极板下方。水含量低的情况下，单元的放电随电压的增加呈指数增长，在水含量高的情况下，放电的初始阶段随电压的增加而缓慢增加当电压达到某一点时，局部放电的增加速率急剧增加。水量高时，局部放电与张力之间的关系更接近分段函数，电缆该函数曲线由两条直线组成，曲线的上半部分较慢，下半部分较陡。于油和纸之间的水平衡非常耗时，因此通常需要30天以上才能达到平衡，在吸收油后立即进行局部放电测试。工油中的水分，因此认为木板的水含量恒定。于上述测试现象，可以用经典的局部放电模型来解释：在油纸绝缘中，变压器油中不可避免地会有气泡和水滴，如图1所示，它与常规固体电解质中的气泡缺陷原理基本相同。
　　10.由于变压器油中的气泡和水滴比外部变压器更不易破裂，因此气泡或水滴首先会分解或产生电荷。穿后产生的电荷在外部电场的作用下迁移。气泡（或水滴）和变压器油之间的界面处，形成了与外部电场方向相反的电场。后退电场与外加电场之和小于气泡（或水滴）的击穿场强时，放电停止。面处的空间电荷会通过外部变压器油泄漏到电极，电场会随着负载泄漏而减少，当电场减小到一定程度时，放电或电荷迁移将重新开始，等等。

　　
　　果，随着水分含量的增加，泄漏电流增加，电荷容易耗散，局部放电的次数增加，这也导致油中水滴的增加，从而导致每单位时间的平均放电量增加。据[9]，已知AC-DC叠加电场中的DC分量的电场主要集中在纤维板纤维上，并且连续纤维板纤维的强度为由于不容易放电，因此直流分量增加（即连续分量h减小）。图5至8所示，启动电压将增加。似地，为了获得相同的局部放电，电缆在直流分量较大的情况下，所需电压也很高。针板电极下，绝缘中的局部放电主要是由于上述原因。场集中在针电极下方，易于放电。此，当水含量高时，部分放电量将大于低水含量。是，平板电极下方的情况略有不同。状电极下方的电场相对均匀，并且比针状板状电极放电的可能性小。于水滴中存在更多的移动电荷，电场在电场的作用下沿与电场相反的方向移动，并停留在油水界面，形成电场电动反冲并提高局部放电电压。电场弱时，水滴不容易排出并且水增加以促进电场的形成。纸复合绝缘子的局部放电模型除了传统固体介质中的气泡缺陷图案外，还可能存在多滴熔体缺陷图案，如图11所示。规固体电介质的气泡缺陷，由于液体的流动性，水滴在电场作用下极化后在电场方向上排列，当两个水滴之间的距离足够近时，电场足够强大，水印不同。荷将通过变压器油排出，并融合成新的更大体积的水滴。于水滴的相对介电常数大，因此在电场下产生的极化电荷大，因此当在水滴之间放电时局部放电的量很大。电必须通过水滴之间的变压器油分子。需的场强很高。当电压高时才发生多次液滴熔化放电。此，在板状电极下的含水量高的油纸绝缘体中，当电压上升到一定程度时，局部放电急剧上升，放电量随着电压而急剧上升。是由于在低强度场强平板电极下高含水量的油纸绝缘层引起的局部放电机理不同，导致了电极斜率的显着变化。电曲线。文获得了典型电场下不同含水率油纸绝缘子的复合电场局部放电特性，并给出了油纸绝缘复合物在电场下的局部电场放电特性。得水分的影响。直流含量不同的复合电压下，局部放电随电压的升高而增加。体介质中的局部放电除了标准的气泡缺陷模型外，还有多滴熔化缺陷模型。
　　均匀电场下，含水量不同时放电机理也不同，这是放电曲线相交的主要原因。
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