Space Charge Characteristics of Oil-paper Insulation with New Paper and Aged Oil

Oil-paper compound insulation has been widely used in power transformers for quite a long time because of its good performances. The insulation gradually degrades under combined thermal, electrical and chemical stresses during routine operations, mainly because of space charges inside. This work investigated the space charge characteristics in oil-paper insulation under oil aging circumstance. New trans- former oil samples are thermally aged to obtain different aging states, and their physical and chemical properties are analyzed. New Kraft papers are dried in vacuum and fully immersed in these different aged oil samples, and three kinds of oil-paper samples are obtained. We use the pulsed electro-acoustic (PEA) method to measure space charge under both DC voltage-on and voltage-off conditions at room temperature. The effect of oil aging state on characteristics of space charge injection, accumulation, and decay is analyzed and discussed. The results show that comparing with the DC voltage-off condition, more charges are injected into samples at the interface of electrode and dielectric when DC voltage is on. When the oil-aged state gets worse, more charges are induced at both cathode and anode, more space charges are accumulated in the bulk, the area of negative charges is larger, and local electric field is distorted more seriously. Moreover, for the voltage-off condition, aged oil is good for space charge decay, and trapped positive space charges decay faster than trapped negative charges.

电力变压器油介质损耗问题探析及应对

在电力变压器工作过程中,变压器油介质损耗因数过高是常见问题,解决该问题对变压器稳定而有效的运行具有重大意义。文章通过对某电厂110kV变压器油介质损耗问题的探讨,分析了油介质损耗因数过高问题产生的原因,并提出了加热变压器油、吸附杂质、更换变压器油等应对方法。

超高压变压器油中酸类物质的生成规律和变压器热老化状况分析

为了防止变压器突发性恶性事故发生,探寻更为准确地评估超高压变压器油纸绝缘老化状态和预测变压器剩余寿命的方法意义重大。为此,在130℃下进行了变压器油纸绝缘加速热老化实验,同时跟踪测定变压器油中的酸值、糠醛含量和介质损耗因数,分析模拟老化条件下生成酸类物质的规律,并与变压器老化特征量糠醛和油介质损耗因数的变化规律进行了对比分析。实验结果表明：在变压器油纸绝缘热老化过程中,老化生成酸性物质的反应分为反应诱导阶段和反应发展阶段。在老化反应进入诱导阶段后期,油中糠醛的含量下降,此后,油中的糠醛含量便不能正确反映变压器纸绝缘的老化状况。在老化反应的发展阶段,其反应速率常数是诱导阶段的约5~11倍。老化过程中变压器油中酸值的变化和介质损耗因数的变化具有良好的相关性,生成酸类物质反应速率的快速增加,与变压器油的绝缘性快速下降相一致。结果初步表明跟踪测定变压器老化过程油中酸值的变化,可更为准确地评估变压器油纸绝缘的老化。

热稳定试验中的550kV环氧浸渍纸油-SF_6套管介质损耗特性

为研究550kV环氧浸渍纸油-SF6套管的介质损耗特性,掌握温度、试验电压等因素对这种套管介质损耗因数的影响规律,利用中国试制的第1支550kV环氧浸渍纸油-SF6套管样机进行了不同温度下的绝缘热稳定试验。试验结果表明:不同温度下样机介质损耗因数随测量时间的增长而减小,且趋于饱和;样机在某一温度达到热稳定状态后,测量电压的大小对介质损耗因数结果影响很小;在测量温度范围内,样机的介质损耗因数随套管温度的升高先减小后增大,与环氧树脂材料介质损耗因数随温度变化的规律相同;样机在常温至运行温度范围内均有良好的介质损耗特性;试制该样机所采用的主绝缘材料性能稳定可靠。

一种转基因菜籽绝缘油的电气性能

矿物绝缘油生物降解性能差、闪点低,不能满足环保和高防火性能的要求。以植物油为基础油的绝缘油可完全生物降解、闪点高、相对介电常数大,对环境无污染,是矿物绝缘油的良好替代品。该文选用市售转基因菜籽油为原料,提出精炼及改性的方法,研究了理化及电气性能。试验发现了温度、微水对菜籽绝缘油的电气性能影响的一些规律,并对工频击穿电压、介质损失角正切、介电常数、体积电阻率等进行了深入研究,指出菜籽绝缘油相对于矿物油的优点及不足。菜籽绝缘油的电气强度高,相对介电常数高,但运动粘度、凝点较高,较矿物油易于氧化。

一起油浸式电流互感器局部放电缺陷的诊断和分析

本文中作者针对一起油浸式电流互感器油中溶解气体和介质损耗因数超注意值的缺陷,开展了局部放电、不同电压下高压介损和油品检测等诊断试验,结合例行试验结果,推测出了故障原因。

高温处理对食用调和油微波介电特性与品质的影响

以食用调和油为研究对象,采用同轴探头技术测量了高温处理（120~240℃,3~15 h）后调和油在200~4 500 MHz的微波介电特性和品质指标。结果表明：未处理调和油的相对介电常数εr′和介质损耗因数εr″随频率的变化而变化,经高温处理后εr′和εr″基本不随频率改变。与未受高温处理相比,处理使同频率下调和油的εr′减小,εr″增大。高温处理的温度、时间对介电参数值有一定的影响。当温度大于180℃时,随着处理时间的增加,调和油的酸价迅速增大;当温度为120℃时,处理时间对过氧化值有明显的影响。

变压器油纸绝缘老化与水分含量评估频域介电特征量

为区分水分以及老化状态对油纸绝缘频域介电响应的影响,更好地推动频域介电谱技术（FDS）应用于现场电力变压器绝缘状态的无损评估,首先在实验室制备了不同含水量、不同热老化状态的油纸绝缘样品,然后在深入分析老化和水分对频域介电响应影响规律的基础上,提出一种利用介质损耗因数tanδ区分油纸绝缘水分和老化状态对频域介电响应影响的方法,并提取了能够量化绝缘纸水分含量及聚合度的频域介电特征量。研究结果表明：提取的油纸绝缘样品的频域介电特征量在10-1~10Hz的频域范围内对水分反映灵敏,而老化仅仅在10-3~10-1Hz的测试频段内对该特征量的影响较大,该特征量在两频段范围内的最大值分别与绝缘纸水分含量、聚合度均存在拟合优度较高的指数函数关系。提取的特征量可进一步应用于变压器油纸绝缘状态的无损评估。

PC和PET油中电热老化过程中聚合度和介损特性分析

电力变压器在发、输、变、配电系统中起着至关重要的作用,它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。寻找新型聚合物材料代替绝缘纸用于变压器固体绝缘改善电场分布和绝缘结构,将非常有利于变压器朝着大容量、紧凑型方向发展,有非常好的应用前景。本文选择聚碳酸酯、聚酯薄膜两种聚合物材料作为研究对象,并与绝缘纸对比,选择90℃、110℃和130℃三种不同的老化温度进行电热老化试验,对材料不同老化阶段的聚合度,介质损耗因数进行了测试,并结合物理外观性变和扫描电镜测试结果进行了对比分析,为判断这两种材料能否成为油浸式变压器绝缘材料提供了依据。

220kV风电场主变压器氢气含量超标缺陷的诊断和处理

本文中作者介绍了某风电场220k V主变压器氢气含量超标的情况,依据油中溶解气体历史检测和电气诊断试验结果,分析了缺陷成因,提出了处理方案和技术建议。

大型变压器油介质损耗因数异常的原因分析

用裂解色谱-质谱（PGC／MS）、红外光谱（IR）和核磁共振谱（NMR）等方法对吸附滤板（芯）上吸附物进行成份分析测试。对变压器油进行模拟微生物污染试验，测定了培养过程中油介质损耗因数、界面张力和酸值等指标变化，并对油进行微生物染色计数检验。通过工业相容性试验，比较了油介质损耗因数升高前后变压器油成份变化。对不同油种进行油质试验与分析。试验结果表明，因绝缘漆存在质量问题使变压器油中含有绝缘漆的溶解物──醇酸树脂是油介质损耗因数升高的主要原因。

颗粒污染物对变压器油电气性能影响实验研究

配制了含铜粉、铁粉和二氧化硅粉等颗粒的不同污染度等级的变压器油,检测了其介质损耗因数、电阻率和击穿电压,分析了不同颗粒物对变压器油电气性能的影响。

YJ-LZ型高效吸附滤纸在变压器油处理中的应用

基于吸附过滤法一真空过滤法，构建了由加热器、高效吸附滤油纸、板框滤油机、真空过滤机等组成的变压器油再生处理系统．试制3种YJ-LZ型电力用油再生专用新型高效吸附滤纸，分别应用于大板框、中板框和小板框压力滤油机．该系统在南通供电公司和海安变压器厂等单位实现了推广应用．应用案例表明．经变压器油加温吸附处理暨真空脱气系统处理84～144h，可以将变压器油介损因数（90℃）从16％-18％降低到0．5％以下，满足变压器油净化处理要求，可以克服普通滤纸吸附能力差的缺点，提高变压器油净化处理效率．

典型缺陷油浸纸套管绝缘劣化特性研究

油浸纸电容式套管是目前电力系统中应用最为广泛的套管,发生的故障也相对较多。为研究油浸纸套管缺陷发展过程及绝缘劣化规律,采用多只72.5 kV油浸纸套管分别模拟进水受潮、极板边缘尖端、极板偏差及油中气泡等典型缺陷,在60℃油温下同时对缺陷套管施加42 kV电压和630 A电流进行长时电热联合试验,测量并分析套管绝缘电阻,tanδ、电容量、局部放电特征、频域介电谱曲线等参数的变化规律。测试结果表明,tanδ及电容量对套管绝缘受潮缺陷较为敏感,通过tanδ-f曲线及C-f曲线可分析套管内部水分热扩散过程;通过局部放电测试能有效发现套管油中气泡、极板偏差和极板边缘尖端缺陷,3种缺陷的主要区别在于局部放电t-f图谱中的脉冲放电等效频率范围不同;长时电热联合作用下,油中气泡缺陷套管最早出现绝缘劣化,总体劣化速率相对平缓。极板尖端缺陷套管前期劣化速度慢,但累积效应明显,tanδ及电容量在稳定一段时间后呈阶跃式增长。极板偏差缺陷套管出现绝缘劣化的时间最晚,出现劣化后的趋势与极板边缘尖端缺陷套管类似。研究结果可为套管故障分析及绝缘诊断提供参考。

低温下水分含量对天然酯绝缘油介电特性的影响

为研究低温下水分含量对天然酯绝缘油介电特性的影响,搭建了低温试验平台,在-15~5℃温度区间内对不同水分含量天然酯绝缘油进行交流击穿试验、直流击穿试验和工频介电特性测量。结果表明:低温下天然酯绝缘油的击穿电压随着温度的降低呈现出先减小后增大的趋势,其中直流击穿电压小于交流击穿电压,随着水分含量的增加,交、直流特性曲线逐渐接近;低温条件下水分的形态变化会影响天然酯绝缘油的介质损耗因数,随着温度的降低,天然酯绝缘油的介质损耗因数呈现先增大后减小的趋势,并在-5~0℃内出现极大值,但在低含水量时温度对其介质损耗因数影响不大,水分的存在会增大天然酯绝缘油的介电常数,而温度变化对天然酯绝缘油的介电常数影响不大。

温度和微水对变压器油及油纸绝缘介电性能的影响

开展了极寒环境下变压器油及油纸绝缘介电性能的研究和典型油-纸绝缘系统的电场分析。建立了极寒环境试验系统,在-60~25℃温度范围内,研究不同微水含量下的变压器油及油纸绝缘结构的绝缘性能随温度的变化情况,并对试验结果进行了分析。

低能量下X射线辐射对变压器油影响

针对利用X射线数字成像技术对电力变压器进行透照检测时可能造成变压器绝缘油绝缘性能的变化的问题,提出了定X射线能量对变压器油进行照射研究。该研究利用便携式高频X射线机分别对带电压和不带电压的变压器油进行定能量和定时间的照射,实验结果表明,在低能量下,X射线的辐射对变压器油的击穿电压,带电倾向性和介质损耗因数没有影响。

220 kV倒置式电流互感器金属膨胀器喷油分析及措施

对倒置式电流互感器运行中常见的金属膨胀器喷油或爆炸现象进行了分析,指出了产品存在设计不合理、生产工艺不达标及出厂试验把关不严等问题,并针对该问题提出严格控制工艺标准,提高出厂试验标准等整改措施,提高了该类型倒置式电流互感器产品的出厂质量,排除了该类型倒置式电流互感器运行时产生的安全隐患。

油纸绝缘水分平衡样品的制备及水分评估频域特征量提取

为了推动介质响应技术应用于现场电力变压器油纸绝缘状态评估,需要在实验室可靠地建立不同水分含量且水分平衡的油纸绝缘介质响应数据库。本文提出了一种不同水分含量油纸绝缘水分平衡样品的制备方法,深入分析了油纸水分迁移过程中与平衡后的频域介质响应,然后从中提取了反映纸板水分含量的频域特征参量,并初步给出了油纸绝缘水分平衡后的纸板水分含量与特征参量之间的量化关系,最后通过Karl Fischer滴定法验证了制备方法的可靠性。结果表明：随着绝缘纸板水分含量的增加,复电容的实部C′在10^-3-100 Hz范围内明显增大,介质损耗tan？曲线与复电容虚部C″曲线均向高频方向移动;介质损耗因数tanδ、复电容实部C′、虚部C″在特征频率处（f=10^-3Hz、10^-2Hz、10^-1Hz、100Hz）均与绝缘纸板的水分含量存在明显的函数关系;本文所提出的方法可以较准确地制备出不同水分含量且达到水分平衡的油纸绝缘样品。

不同复合热稳定剂对矿物油-改性纸绝缘系统热老化特性的影响

为获得不同复合热稳定剂对矿物油-改性纸绝缘系统热老化特性的影响规律进行了实验研究。从双氰胺、三聚氰胺、尿素和聚丙烯酰胺4种胺类化合物中,挑选出抗老化效果最好的3种组合作为复合热稳定剂,制备改性绝缘纸样品。将改性绝缘纸样品与未添加任何热稳定剂的绝缘纸进行浸油处理后开展了110°C加速热老化试验。试验过程中定期取样测量试品的相关热老化特征参量。试验结果表明:与未改性的绝缘纸样品相比,添加了3种胺类复合热稳定剂的改性绝缘纸的抗老化性能和对应矿物油的工频击穿电压都有了较大提升,对应油中酸值和溶解气体的体积分数也较高;添加了双氰胺+三聚氰胺+聚丙烯酰胺的油纸组合老化后,其绝缘油的相对介电常数最小;3种改性绝缘纸对应的油纸组合老化后,其绝缘油的介质损耗因数在高频区(1～106 Hz)几乎相等,而在低频区(10-2～1Hz)的差值也不甚明显。