油纸套管绝缘介质老化诊断分析

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1、第32卷第3期四川电力技术Vo1．32。No．32009年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．。2009油纸套管绝缘介质老化诊断分析白斌(德阳电业局，四川德阳618000)摘要：分析水分、温度和放电能量3种因素对纸纤维素长链及绝缘油碳氢键的影响；对比主绝缘tan8测定和油中溶解气体色谱分析两种诊断方法，指出单一诊断方法存在的缺陷，提出采用综合诊断对套管绝缘状态作出精确评价。关键词：油；纸；老化；诊断Abstract：Theinfluencesofthreefactors，

2、thatis，moisturecontent，temperatureanddischargeenergy，onpapercellulosechainandinsulatingoilhydrocarbonchainareanalyzed．Throughcomparingtan8determinationmethodofmaininsulationwithchromatographicanalysismethodofdissolvedgasinoil，thedefectsinsinglediagnosticme

3、thodarepointedoutandthecom-prehensivediagnosisissuggestedtocarryoutapreciseevaluationoftheinsulatingstateofthebushing．Keywords：oil；paper；ageing；diagnosis中图分类号：TM85文献标识码：B文章编号：1003—6954(2009)03—0082—04绝缘纸和绝缘油组合的油纸绝缘是高压套管主维素之间有大量孔隙，具有吸气性、吸油性和吸水性。要组成形式。套管体积小，

4、油量少，结构封闭，电场强良好的绝缘纸水分含量为0．1％左右，对纸老化速度度高且集中，在电场、热效应、水分等因素长期作用，影响可忽略不计；水分含量0．1％才对油纸老化产生绝缘发生劣化或老化，降低电气强度，故障持续发展很大影响。水分在油纸中分布，取决油纸系统的溶解导致绝缘击穿。统计显示套管故障的67％发生在油饱和度。溶解饱和度受温度的影响很明显。温度升纸介质里⋯，故障为：①外部应力作用、密封绝缘老高时，水分大量迁移到油中；温度降低时，水分大量迁化造成套管密封损坏，绝缘受潮；②制造过程中绝缘移到纸。褶皱，造成局部

5、电应力集中使纸放电。因此对油纸老水分对纸的影响为可使纤维素中配糖键断裂，产化程度判别，诊断套管绝缘状态，对确保电力变压器生自由的糖，使长链分子断裂成短链分子，纤维变弱、安全运行有重要意义。缩短，改变纸的结构。纤维纸老化也产生水分；纸中下面论述油纸套管的老化机理，分析诊断方法，水分的增加，加快纸的老化速度。纸的含水量0％、评估油纸的绝缘状态。1％、2％和4％时DP与老化时间关系见图1，从图1中可看出，在120℃时，纸的∞(HO)为2％时，老化时1绝缘介质老化机理间仅100天左右，老化率与‘o(H：O)大致成正

6、比。套管绝缘介质主要是绝缘纸和绝缘油。绝缘纸的主要化学组成是纤维素，纤维分子的长链决定绝缘<．＼纸的电气性能。绝缘油是芳烃、烷烃及环烷烃等碳氢倒姐化合物组成的混合物。介质老化涉及固体绝缘纸的尊5老化和绝缘油的老化；纸老化是纤维素降解，油老化是碳氢化学键的裂解。绝缘纸的老化是不可逆的，且老化程度是影响套管的使用寿命的主要因素；绝缘油的老化可通过更换新油或脱气过滤解决。介质老化老化时间／d过程是多种因素综合作用结果，老化的主要因素为：图1120℃时水分对老化率的影响①水分；②局部过热；③局部放电。水分对绝缘油老

7、化影响微小，只是造成绝缘油1．1水分劣化，降低绝缘油的电气强度。绝缘油老化是受温度纤维素是长链的糖和单糖构成的有机物，并且纤·82．第32卷第3期四川I电力技术Vo1．32，No．32009年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．，2009影响，使油碳键大分子氧化裂解并生成碳类、水、一氧氢气。随着放电能量的增强及引起温度的升高，使C化碳和二氧化碳气体等。—C键(607kJ／mo1)、C=C键(720kJ／mo1)和CC键1．2局部过热(960kJ／mot)重新化合成烃类气体

8、J，使绝缘油成为过热引起的油纸老化属于热老化，热老化过程是高碳链x物状，失去轴向绝缘能力。油中放电产物会化学反应。绝缘纸老化与时间和温度关系构成热老使绝缘纸凝集生成x蜡，降低纸的散热能力。化模型：L=Aexp(B／T)，式中：为绝缘材料击穿时局部放电对纸的侵蚀，造成的局部老化远大于具间；T为绝对温度；A、B为常数J。击穿时间￡与温有自恢复绝缘能力的油。局部放电产生电子和离子度呈指数关系，即温度对绝缘纸老化速度起主