植物绝缘油老化研究.doc

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1、变压器及配套]纸绝缘在库柏植物绝缘油中的老化(1)2010-02-0814:49:00作者：CooperPowerSystemsC.Patri来源：赛尔输配电产品应用变压器及仪器仪表卷总第89期【文章转载请注明出处】·　　纸绝缘在库柏植物绝缘油(菜油类)中的老化与在常用的变压器油中是不同的。在密封的钢质老化试验容器中装有铜、铝、已提高热性能的纸和绝缘油(矿物油和库柏植物绝缘油)在130℃、150℃和170℃下经500、1000、2000和4000小时的老化。通过检测纸的抗张强度和聚合度判断老化后纸的降解程度。在库柏植物绝缘油中比在常用的变压器油中的老

2、化速度慢很多，寿命终结期要延长5到8倍。对矿物油试样所得的结果与用IEEE变压器负载导则计算所得的预测结果是相同的。本文还分析了这个低老化率的机理。关键字：老化[11篇]绝缘油[6篇]绝缘材料[7篇]绝缘[181篇]绝缘寿命[1篇]寿命估计[1篇]油绝缘[1篇]纸绝缘[2篇]电力变压器[70篇]变压器[1419篇]　　1简介　　在以前发表的成果中[1、2、3]阐述了用库柏植物绝缘油替代矿物油在油--纸绝缘系统中的实用性。以前的试验表明纸在库柏植物绝缘油和矿物油中的老化率是不同的。这项已进行的研究旨在更好了解和定量已经提高热性能的纸在库柏植物绝缘油中的

3、绝缘热寿命。　　最显著提高变压器老化性能的是纸绝缘的机械强度[4-7,10]。采用了加速老化法以确定实际累计时间中的老化率。根据IEEE的负载导则，在密封系统中的加速老化能最佳模拟当今密封变压器的老化率[13](已经有一些密封系统的加速老化研究成果出版[5,9-12])。　　纸的老化主要决定于温度和含水量。最初研究绝缘老化的一份报告指出指数式的热老化率粗略地说约每升高8℃热老化率提高一倍[4]。以后的研究在纸老化中应用了化学反应率的理论更新了估计的热老化率[6,7]。含水的研究表明老化率和水的含量几近成比[5,8]。　　早期对老化了的纸的研究通常采用

4、抗张強度作为机械强度的指标。几十年以来，聚合度(DvP)也被用于表示纸的老化,也是IEEE负载导则表示老化程度的基础之一[8,13]。　　2实验　　老化系统所装的材料与平台安装式225kVA变压器一样。每一个老化试验罐中有已经提高热性能的WhiteleyLtd.公司KT/U级0.255mm的Kraft纸(26g)、ErgonHyvoltIIinhibitedinsulatingmineraloil绝缘矿物油,CooperPowerSystemEnvirotempFR3naturalesterdielectricfluid库柏植物绝缘油(350ml)、

5、铝质金属带(106cm2)、铜质金属带(76cm2)、以及老化试验罐内壁的低碳钢(323cm2)。顶部有室温下占罐内总容量17%的空间。图1显示老化试验罐及其试验材料。　　图1密封试验系统的组件　　表1密封老化试验用已经提高热性能的纸选择的试验时间和温度时间（小时数）温度室温130℃150℃170℃500x1000xx2000xxx4000xxx　　绝缘油是在大气压力下加入，随后在500μmHg下维持30分钟。老化罐经过密封、脱气、并用干燥氮气加压至8个大气压检漏。在试验开始前在室温下降至2个大气压。这样维持老化罐的压力在170℃水的气化压力之上，复

6、制了实际运行中的变压器的期望的压力比极限。在这一点上测下初始线的值。　　将老化试验系统巔倒放在试验炉內，这样焊接的罐底成为上部的空间。整个系统如表1所示在130℃、150℃、170℃下经500至4000小时的试验。　　3结果　　在矿物油中老化的纸的抗张强度和聚合度(如图2所示)与以前发表的成果[8,9,11,12]完全符合。　　上图Y轴—剩余抗张强度%数下图Y轴—聚合度两图X軸--老化小时　　图2矿物油中老化的纸的抗张强度和聚合度(密封罐在130、150、170℃下)文献12中160℃數據供比较　图3显示在150℃和170℃下经4000小时后的纸的情

7、况。可以看到，在库柏植物绝缘油中的纸明显地比在矿物油中的降解为少。例行取得的样品也可发现在矿物油中老化的纸比在库柏植物绝缘油中老化的纸更易脆碎。　　图3经4000小时后已经提高热性能的Kraft纸　　在长时间的高温下，含矿物油的试验罐壁积有油渣和碳质沉淀物。而含库柏植物绝缘油的试验罐壁还是很清洁的。　　(1)抗張強度　　左Y轴--抗张强度X轴--老化小时右Y轴—剩余抗张强度(为未老化时的%)　　图4矿物油中和库柏植物绝缘油中老化的已经提高热性能的纸的抗张强度(密封罐在150,170℃下)　　图4表明在150℃和170℃下的抗张強度结果。在130℃时在

8、矿物油和库柏植物绝缘油中老化的纸的抗张强度都无明显变化。茌150℃时，两种试验条件下的纸在1000和2000