變壓器是電力系統中的關鍵設備,其可靠運行對整個電網的穩定與安全至關重要。絕緣件作為變壓器的重要組成部分,一旦發生故障,將可能導致嚴重的電力系統事故。因此,深入了解變壓器絕緣件的故障原因、診斷方法以及預防措施,對保障電力系統的穩定運行具有重要意義。變壓器絕緣件的故障原因多種多樣。首先,設計和制造缺陷是導致絕緣故障的重要因素。例如,絕緣材料選擇不當、厚度不足或油道設計不合理,都可能在變壓器運行過程中引發故障。其次,運行環境的影響也不容忽視。濕度、溫度以及污染物的存在都會加速絕緣材料的老化,降低其絕緣性能。此外,過電壓和過電流等異常情況也會對絕緣件造成損害。在故障診斷方面,油中溶解氣體分析技術是一種常用的有效手段。通過對變壓器油中溶解氣體的成分和含量進行分析,可以判斷變壓器內部是否存在故障以及故障的類型。不同的故障類型會產生不同的氣體特征,例如,熱性故障主要產生甲烷和乙烯,而電性故障則會產生乙炔和氫氣。利用這些特征,可以較為準確地確定故障原因和位置。絕緣紙經特殊處理后,能耐受高溫而不喪失絕緣性能。山東特高壓絕緣紙
變壓器油試品采用我國特高壓變壓器選用的克拉瑪依25#油,經過濾油、脫氣、干燥、除渣(濾網孔徑20μm)、真空處理等過程,達到GB/T7595要求:微水含量小于10?10?6,油中含氣量體積分數小于2%[21]。同時,為考察溫度(35、50、70℃)、流體壓強(真空、0.05、0.1MPa)、油中含水量(3.68、8.87、15.33μL/L)等因素對變壓器油電導特性的影響規律,將以上處理好的試品分別放入不同環境中進行為期12h的處理后,進行電導特性試驗研究。絕緣紙板試品采用換流變壓器用1mm厚紙板,直徑25mm。3種不同浸油程度的絕緣紙板制備方法包括:1)全浸油紙板制備。根據IEC60641-2處理方法,將試品在105℃真空環境下進行24h干燥處理,然后采用真空注油的方法使絕緣紙板在90℃條件下浸油24h,以滿足GB/T2688對浸油率≥9%的要求,其值為10.35%[22];2)半浸油紙板制備。同樣將試品在105℃真空環境下進行24h干燥處理,然后采用真空注油的方法使絕緣紙板在90℃條件下浸油30min,浸油率為4.76%;3)未浸油紙板制備。將試品在105℃真空環境中干燥24h即用于試驗研究。江西異形絕緣紙板全球電氣絕緣紙市場預計將從2023年的11.92億美元增長到2030年的16.78億美元,年復合增長率為4.72%。
日本還研制了各種改良的絕緣紙板。考慮到絕緣紙和絕緣紙板的介電常數εz為4~5左右,比變壓器油的介電常數εy=2.2高出一倍以上。在電場作用下,復合絕緣中分擔的場強與介電常數成反比,故油中場強比紙板中場強高得多,而油的電氣強度低于紙板,因此,易在油中發生局部放電,劣化油的品質。為了使變壓器油、紙絕緣的電氣強度得到充分利用,降低紙板中的介電常數,可在木質纖維中摻合適當組分的合成樹脂纖維制成紙板。目前采用的合成樹脂為聚甲烯戊烷(介電常數為2.12)纖維與木質纖維摻合成原料制成白紙板,稱為PMP紙板。PMP紙板中摻合樹脂纖維一般在15%左右,新紙板的介電常數應低于3.5,而其他電氣、機械性能均無影響。
為研究溫度對不同老化程度絕緣紙板局部放電的影響,搭建了油紙絕緣沿面放電模型及其實驗平臺,進行了實驗。采用熱老化方法制備了不同老化程度的紙樣試樣,實驗溫度分別選擇為40℃、60℃及100℃,采用逐步升壓法來加速局部放電;利用局部放電巡檢儀采集不同溫度及老化程度下的放電特征量進行對比,對紙板試樣碳化部分進行紅外Fourier圖像分析及顯微觀察,并結合理論進行電場仿真分析。結果表明:在放電前期,溫度對不同老化程度紙板試樣局部放電的影響較小,放電主要由電極附近的變壓器油產生;在放電后期,放電導致老化紙板試樣表面孔隙周圍的油分解而產生大量氣體,且溫度越高對油分解的促進作用就越大,放電也越劇烈,從而使相關放電量增長加快、幅值增大;直徑為0.125mm氣泡的較大電場強度比直徑為0.25mm氣泡的低,且高電場強度區域更少;實驗溫度為100℃時的電場強度比實驗溫度為40℃時增加約1.9~2.5MV/m,且紙板試樣的老化程度越高,其高電場強度的區域就越多。以上實驗研究表明,高溫對不同老化程度紙板試樣沿面放電的影響比低溫時更大,在放電后期影響較為明顯,且紙板試樣老化程度越高,受到溫度的影響就越大,高溫時紙板試樣的老化程度越高其絕緣性能的損壞就越嚴重。 絕緣紙的主要用途有哪些?
溫度對絕緣紙板電導特性的影響關系,溫度對絕緣紙板電導特性影響的關系曲線,隨著環境溫度的升高,絕緣紙板的電導性能也相應提高。從能帶論觀點來看,除介質本身導帶電子以外,電極上的電子向介質中注入亦為載流子的主要來源。金屬電極中具有大量茲有電子,在電子離開金屬時必須克服一勢壘,當溫度上升后導致金屬中部分電子由于熱的作用具有較高的能量,超過勢壘脫離金屬向絕緣紙板中發射,引起熱發射電流,并隨著溫度的升高而升高。電器絕緣紙需符合國際安全標準,確保使用安全。上海定制絕緣紙工藝
菱格上膠絕緣紙:用于油浸式變壓器中的電磁線層間絕緣。山東特高壓絕緣紙
電工絕緣紙是一種在電氣設備和系統中起到關鍵絕緣作用的材料。它主要由優品質的木漿或合成纖維制成,具有良好的電氣絕緣性能和耐熱性能。這種材料能夠防止電流在不需要的路徑中流動,保障電氣設備的安全運行。電工絕緣紙廣泛應用于變壓器、電動機、電纜等電氣設備中。在變壓器中,它被用作繞組之間的絕緣層,能夠承受高電壓和大電流,防止電氣擊穿和短路現象的發生。在電動機中,電工絕緣紙可以保護線圈不受磨損和腐蝕,提高電動機的運行效率和壽命。此外,電工絕緣紙還被用于制作電纜的繞包層,起到保護電纜內部結構、提高電纜絕緣性能的作用。隨著科技的不斷進步,電工絕緣紙的制造工藝也在不斷改進。現代電工絕緣紙不僅具有更高的絕緣性能和耐熱性能,還能夠滿足環保和節能的要求。例如,一些新型電工絕緣紙采用了可降解的材料制成,減少了對環境的污染。總之,電工絕緣紙在電氣設備中的應用不可或缺,它為電氣系統的安全穩定運行提供了重要保障。隨著科技的不斷發展,電工絕緣紙的性能和應用領域將繼續得到拓展和深化。山東特高壓絕緣紙