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液浸式变压器高温绝缘材料研究现状

时间:2022-10-31 阅读:

特高压电力旗下的高压试验变压器可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。

油浸式试验变压器和干式试验变压器的区别(图1)

常规绝缘材料

纤维素绝缘纸由约90%的α-纤维素、10%的半纤维素和少量的木质素等组成。α-纤维素是由约2000个葡萄糖单体(C6H10O5)烃类组成的长链高分子聚合物。矿物绝缘油是通过石油的蒸馏和精炼得到的,占环烷烃的80%以上,还有少量的烷烃和芳烃。纤维素纸在热作用下发生热降解反应,分子链脱环或断裂,聚合度下降,机械强度下降,产生CO、CO2和呋喃等气体糠醛等化合物溶于油中。当温度升高时,降解反应加速,水解和氧化作用加剧了纤维素纸的老化。机械性能决定了纤维素绝缘纸的寿命。随着纤维素纸的老化,其机械强度下降,使变压器承受短路电流和过电压的能力降低,在外触发下易引起内部放电,甚至造成绝缘击穿失效。矿物绝缘油的老化主要是由氧化引起的。在水分和温度的作用下,加速老化,形成醇、醛、酮的氧化反应。酸性化合物和酸性化合物最终会沉淀出污泥,酸性化合物和污泥会加速纤维素纸的老化。

热老化是液浸变压器众多老化因素中最重要的因素,热老化速度主要由温度决定。由纤维素绝缘纸和矿物绝缘油组成的常规绝缘系统耐热等级为A级,在98℃的热点温度下连续运行,相对老化率为1。温度每升高6K ,相对老化率加倍,使用寿命减半,通常称为油浸式变压器寿命的“6度法则”。绝缘材料的抗老化能力不仅决定着使用寿命,也决定着液浸式变压器的容量和负载能力。油浸式变压器使用高温绝缘材料,可以延缓绝缘老化,延长寿命,增加容量和负载能力,

高温固体绝缘材料

为提高油浸式变压器中固体绝缘材料的耐热性,目前油浸式变压器已采用热改性纤维素纸、芳纶纸以及由纤维素和聚酰胺材料制成的粘合剂。一种介于纤维素纸和芳纶纸之间的新型绝缘纸。一些高分子材料具有优异的耐热性,也受到了广泛的关注。虽未在液浸式变压器中使用,但具有良好的应用前景。

耐热性是固体绝缘材料的一项重要性能,但绝缘材料在液浸变压器中的应用不仅要考虑其耐热性,还要考虑其机械和电气性能。聚合度是机械性能的直接反映,电性能主要包括击穿电压、介电常数和介电损耗。击穿电压是表征绝缘材料电性能的直接参数;介电常数的变化会引起电场分布的变化。在固液复合绝缘中,电场分布与介电常数成反比。接近,复合绝缘体系中的电场分布更合理,抗电强度更高;介电损耗表征绝缘材料在电场热击穿作用下的电导和极化引起的能量损耗。


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