基于介電響應(yīng)法的發(fā)電機(jī)主絕緣狀態(tài)評估技術(shù)研究.pdf

1、大型汽輪發(fā)電機(jī)是發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備，其主絕緣主要由環(huán)氧云母復(fù)合電介質(zhì)組成，主絕緣的老化狀態(tài)將嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的使用壽命。本文基于頻域介電譜法(Frequency Domain Spectroscopy，F(xiàn)DS)對發(fā)電機(jī)主絕緣的老化狀態(tài)評估展開研究，采用理論分析、物理模型構(gòu)建、試驗(yàn)驗(yàn)證的方法，研究了主絕緣的老化特性和介電響應(yīng)特性，對于利用介電響應(yīng)法實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)主絕緣老化狀態(tài)評估具有重要指導(dǎo)意義。
　　搭建了發(fā)電機(jī)定子主絕緣試樣電—熱—機(jī)

2、械多應(yīng)力聯(lián)合老化試驗(yàn)平臺和FDS測試平臺，對不同老化程度的試樣分別開展了FDS、吸收比、介質(zhì)損耗等測試，此外通過試驗(yàn)研究了溫度對頻域介電譜的影響，運(yùn)用電介質(zhì)極化理論分析了試樣頻域介電譜變化機(jī)理，采用帶直流電導(dǎo)修正的雙弛豫Cole-Cole模型對FDS測試值進(jìn)行擬合，研究了老化和溫度對弛豫模型參數(shù)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:吸收比和介損的變化規(guī)律反映出線棒絕緣隨加速老化的進(jìn)行而逐漸劣化，驗(yàn)證了老化試驗(yàn)平臺的有效性;雙弛豫Cole-Cole模型可

3、有效擬合測試值;隨著老化時間的增加，試樣的復(fù)介電常數(shù)實(shí)部和虛部均逐漸增大，在較低頻段(10-3～100Hz)增大趨勢更為明顯，直流電導(dǎo)率和界面極化弛豫強(qiáng)度迅速增大，弛豫時間呈減小趨勢，分布參數(shù)沒有明顯的變化規(guī)律，其值分布于0.7～0.9之間;前兩個周期與后三個周期的轉(zhuǎn)向極化弛豫的弛豫參數(shù)差異較大，認(rèn)為線棒絕緣老化嚴(yán)重時，絕緣的弛豫機(jī)制發(fā)生改變，產(chǎn)生了一個新的弛豫過程;對不同老化程度的試樣，F(xiàn)DS測試結(jié)果和弛豫模型參數(shù)具有較高的敏感性并隨

4、老化呈現(xiàn)一定規(guī)律性，因此可將FDS法用于主絕緣的老化評估。
　　研究了溫度對主絕緣FDS特性的影響。隨著溫度升高，復(fù)介電常數(shù)實(shí)部和虛部的頻譜曲線向高頻方向移動;溫度升高加強(qiáng)了界面極化強(qiáng)度和偶極子轉(zhuǎn)向極化強(qiáng)度，在虛部頻譜內(nèi)，界面極化弛豫起主導(dǎo)作用的頻率范圍變寬;不同溫度下的界面極化弛豫時間常數(shù)滿足Arrhenius方程，根據(jù)過渡態(tài)理論，計(jì)算得到界面極化弛豫對應(yīng)的活化焓為103.1 kJ/mol;活化熵隨溫度升高而增大，表明絕緣體系有