雷電沖擊電壓作用下油紙絕緣的累積效應(yīng)及其影響因素研究.pdf

1、電力變壓器作為電力系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)暮诵?，其穩(wěn)定性是關(guān)乎整個電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。隨著輸電線路絕緣水平的不斷提高，以及自動重合閘技術(shù)的逐漸完善，輸電線路對雷擊的耐受能力有了顯著的提高。但與此同時，電力變壓器內(nèi)絕緣（即油紙絕緣）因多次侵入雷電沖擊電壓而發(fā)生劣化、甚至絕緣失效等問題也逐漸暴露出來?；谏鲜鲅芯勘尘?，并結(jié)合當(dāng)前工程實際所面臨的諸多問題，本文開展了多次雷電沖擊電壓作用下油紙絕緣累積效應(yīng)的系統(tǒng)研究，并揭示了雷電沖擊電壓對油紙絕

2、緣累積效應(yīng)的影響規(guī)律，主要研究工作如下：
　?、倩谙蠕h變電站110 kV主變套管末屏實測雷電沖擊電壓數(shù)據(jù)，對變壓器侵入感應(yīng)雷電沖擊電壓和直擊雷電沖擊電壓進(jìn)行了識別。在此基礎(chǔ)之上，通過對原始數(shù)據(jù)消噪、濾波處理得到變壓器侵入雷電沖擊電壓波形特征，不同于IEC所推薦的1.2/50μs雙指數(shù)波形，該波形具有明顯的振蕩、衰減特性。為了便于試驗及對比研究兩種波形對介質(zhì)擊穿特性的影響，本文采用能量等效方法研究了振蕩衰減沖擊電壓波與 IEC推薦

3、的雙指數(shù)波形的等效性問題。得到了變壓器侵入非標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓的波頭、波尾時間概率分布特性，等效雙指數(shù)波的波頭時間為20±2.78μs，波尾時間為198±2.54μs。
　?、谘芯苛藰?biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓累積作用下油紙絕緣的介電特性以及表面形貌特征：在累積試驗中發(fā)現(xiàn)雷電沖擊電壓作用后油紙絕緣表面生成了半透明膠狀物質(zhì)，且在電極覆蓋區(qū)域試品表面的顏色發(fā)生了變化，介質(zhì)絕緣性能下降；通過原子力顯微鏡，研究了多次雷電沖擊電壓對油紙絕緣微觀表面形貌的

4、影響規(guī)律，結(jié)果表明，隨著雷電沖擊電壓作用次數(shù)的增加，油紙絕緣表面粗糙度顯著上升；采用頻域介電譜儀，分析了多次雷電沖擊電壓對油紙絕緣介電參數(shù)的影響規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)隨著雷電沖擊電壓作用次數(shù)的增加，油浸絕緣紙的相對介電常數(shù)實部、虛部以及介質(zhì)損耗因數(shù)、體積電導(dǎo)率等電氣參數(shù)均明顯增大。
　?、垩芯苛死纂姏_擊電壓幅值與介質(zhì)擊穿前雷電沖擊電壓累積作用次數(shù)之間的關(guān)系，并獲得了油紙絕緣的V-N特性曲線；研究了所施加電壓間隔時間對油紙絕緣累積擊穿特性的影

5、響規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)雷電沖擊電壓間隔時間越短，油紙絕緣耐受累積作用的次數(shù)越少；采用電聲脈沖法，研究了雷電沖擊電壓累積累積作用下油紙絕緣內(nèi)部空間電荷的遷移、聚集、消散規(guī)律，結(jié)果表明在多次雷電沖擊電壓作用下油紙絕緣內(nèi)部有大量正電荷注入，這些正電荷在介質(zhì)內(nèi)遷移并在油紙界面聚集，引起陰極附近電場的增強(qiáng)，從而影響介質(zhì)的擊穿過程。通過試驗證明雷電沖擊電壓累積作用下油紙絕緣擊穿現(xiàn)象是由電損傷引起的介質(zhì)絕緣水平下降導(dǎo)致，空間電荷注入和累積是促進(jìn)介質(zhì)累積擊穿的

6、重要因素。
　?、塬@得了標(biāo)準(zhǔn)雙指數(shù)波與非標(biāo)準(zhǔn)雙指數(shù)波作用下油紙絕緣的V-N特性，分析了具有不同波頭、波尾時間的雷電沖擊電壓作用下油紙絕緣V-N特性的變化規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)波頭時間越短、或者波尾時間越長，油紙絕緣在擊穿前的累積作用次數(shù)越少；研究了振蕩衰減電壓作用下油紙絕緣累積擊穿特性，通過對比發(fā)現(xiàn)振蕩衰減沖擊電壓與其等效雙指數(shù)沖擊電壓雖然具有相近的擊穿電壓，但其累積擊穿特性并不相同，振蕩衰減沖擊電壓作用下油紙絕緣耐受累積效應(yīng)的能力明顯強(qiáng)于