植物油纸绝缘多参量电老化特性及寿命模型

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1、植物油纸绝缘多参量电老化特性及寿命模型重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：汪正江导师姓名：李剑教授专业：电气工程学科门类：工学重庆大学电气工程学院二O一五年五月StudyofMultiparameterElectricalAgingCharacteristicsandLifetimeModelforVegetableOil-paperInsulationAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringBy

2、WangZhengjiangSupervisedbyProf.LiJianSpecialty:ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要油纸绝缘作为电力变压器内绝缘的主要组成形式，在长期的运行过程中受到以电压、温度和水分为主的多因子老化影响，其绝缘寿命下降，直接威胁到变压器的安全可靠运行。目前植物油纸绝缘的老化特性都集中于电热等单因素作用，缺乏温度、水分等多因素协同作用下植物油纸绝缘电老化特性研

3、究，且尚未关注不同运行状态的油纸绝缘寿命评估。因此，作者针对上述问题，对植物油纸绝缘多参量电老化特性及寿命模型等方面进行了深入研究，主要内容包括：①开展了不同试验温度和水分含量的植物油纸绝缘短时击穿和加速电老化试验，获得了不同试验条件下植物油纸绝缘样品电老化击穿时间和击穿场强，并进行了双参量威布尔统计分析，揭示了温度和水分对油纸绝缘电场分布的影响规律。结果表明，温度和水分对油浸绝缘纸相对介电常数的影响远高于其对绝缘油隙介电常数的影响，电场强度更容易向电气强度薄弱的绝缘油隙集中，进而导致油纸绝缘击穿电压的明显降低；各个不同应力水平下，油纸绝缘电老化寿命数据均服从威布尔分布且

4、失效机理保持一致。②通过分析植物油纸绝缘电老化寿命与温度、水分的变化规律，分别建立了计及温度和计及水分的植物油纸绝缘电老化寿命模型。结果表明，FALLOU模型综合考虑了电、热应力的协同影响，寿命预测相对误差基本均在5%以内，最适合用于计及温度的植物油纸绝缘电老化寿命预测；在某一任意试验温度下，随着纸中水分含量的增加，油纸绝缘寿命曲线出现向左平移的趋势，寿命模型中耐受系数对数值与水分含量近似线性相关，即植物油纸绝缘电老化寿命随水分含量增加呈指数下降规律。③分析了温度和水分对油纸绝缘电老化寿命的协同影响，在双参量电老化寿命模型基础上推导出了计及温度和水分的植物油纸绝缘寿命通用

5、方程，采用逐步回归分析筛选出最优的油纸绝缘多参量电老化寿命模型并取得了试验验证。结果表明，初始水分含量越高，温度对绝缘纸寿命衰减的加速效果越明显，而且温度越高，水分含量对绝缘纸寿命衰减的加速效果也越明显，温度和水分之间存在明显的协同效应；变压器油纸绝缘承受的电压等级、温度和纸中含水量以指数形式共同决定油纸绝缘寿命水平，计及温度和水分的植物油纸绝缘电老化寿命模型与试验数据拟合效果较好。关键词：植物油纸绝缘，电老化，寿命模型，温度，水分I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTOil-paperinsulation,asthemostimportantcomponento

6、finnerinsulationofpowertransformers,endureselectricity-thermal-moisturecombinedagingstressinthelongrunoperationprocess.Theinsulationlifetimewilldecrease,whichgivesadirectthreattothesafeoperationofthepowertransformers.Theresearchaboutagingcharacteristicmostlyfocusonsingleagingfactorcurrent

7、ly,butelectricalagingcharacteristicandlifetimemodelofvegetableoil-paperinsulationcombinedwithmulti-factorhavenotattachedgreatattention.Consequently,electricalagingcharacteristicsandlifetimemodelofvegetableoil-paperinsulationinfluencedbymulti-factorwerestudied,andthe