老化绝缘纸表面的沿面放电试验分析

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1、内蒙古电力技术30INNERMONGOLIAELECTRICPOWER2014年第32卷第6期doi：10．3969~．issn．1008-6218．2014．06．021老化绝缘纸表面的沿面放电试验分析王文昌(青海省电力公司检修公司，西宁810008)摘要：在故障变压器检修及事故调查中发现，变压器内绝缘纸界面发生沿面闪络后会留下烧灼痕迹，对此分析了油纸绝缘界面沿面闪络的起因及影响因素。测量了在添加和不添加绝缘纸板条件下绝缘油的击穿电压和起始局放电压，分析不同热老化程度的绝缘纸沿面闪络电压和起始局放电压的变化规律。研究结果表明：添加新绝缘纸不会改变油间隙的电

2、气强度，但是老化后的绝缘纸会大幅降低油间隙的沿面闪络电压以及起始局放电压，在老化过程中产生的大量水分子可能是导致上述试验现象的重要原因。关键词：变压器；沿面闪络；油纸绝缘；热老化；局部放电文献标志码：B中图分类号：TM855文章编号：1008—6218(2014)06—0030—04TestAnalysisofCreepageDischargeonAgingCellulosePaperWangWenchang(QinghaiPowerCompanyMaintenanceCompany，Xining810008)O引言程主要由沿绝缘纸表面的切向电场决定，当切向

3、电场达到临界强度，流注即会产生，并沿着油纸界面变压器纵绝缘以及主绝缘由于表面的沿面闪发展直至贯穿整个绝缘油介质，最终发生沿面闪络络导致变压器故障，严重影响了电力设备的安全运故障。随着变压器的长期运行，其内部绝缘纸绝缘行。变压器内油纸绝缘界面的沿面闪络不同于其与绝缘油会在光、热等作用下逐渐老化。在老化他放电方式，闪络发生后常常会在绝缘纸表面留下过程中，水分、酸、低分子化合物以及蜡等物质会碳化痕迹，给变压器内绝缘带来故障隐患1。不断析出，这些物质的存在不仅会降低介质自身的通常，变压器内沿面闪络流注的起始与发展过绝缘强度，而且其中一些固体物质附着在绝缘纸表【收稿日

4、期】2014—05—29；【修改日期12014—11-10【作者简介]王文昌(1986一)，男，青海人，学士，从事电力设备故障诊断与在线监测方面的研究工作。32内蒙古电力技术2014年第32卷第6期6O655055互40》45蜜3o2O35102501020304O5O6O15极间距离／mm0102030405060图中：*有绝缘纸板击穿电压；十无绝缘纸板击极间距离／m穿电压；～▲有绝缘纸板起始局放电压；一一无绝缘纸板图中：一老化7天绝缘纸板击穿电压；老化14天起始局放电压绝缘纸板击穿电压；老化2l天绝缘纸板击穿电压；—老化28天绝缘纸板击穿电压；一}‘老化

5、7天绝缘纸板起始局放电压；老化14天绝缘纸板起始局放电压；图3有无绝缘纸板条件下油间隙击穿电压与老化21天绝缘纸板起始局放电压；一·老化28天绝缘起始局放电压测量曲线纸板起始局放电压图4不同老化程度的绝缘纸表面沿面闪络加变化并不明显。这与英国学者P．Jarman的研究结击穿电压及起始局放电压果相似。另外，值得注意的是，无论油间隙是否有绝缘纸板，其击穿电压以及起始局放电压的变化并为1．8％、2．5％、3．7％、4．2％。可以看出，随着绝缘纸不大，即干燥的新绝缘纸板对整个流注的发展过程老化程度的增加，绝缘纸内水的质量分数逐渐增影响不大。大，这一现象可能是导致油隙

6、击穿电压与起始局放2．2老化绝缘纸板对放电过程的影响电压降低的原因。绝缘纸在经历热老化之后，其表面特性以及组通常，变压器内绝缘纸板在长期老化过程中会成成分会发生明显变化，而这些变化有可能对油隙产生水分等产物，水分子以氢键结合固定于纤维素的击穿过程产生影响。为了研究老化程度对油中分子周边，多存在于绝缘纸中的毛细孔隙、细胞壁流注发展的影响规律，分别对绝缘纸试品进行7天、以及纤维素之间。随着绝缘纸含水量的增加，这些l4天、21天以及28天老化处理，测量不同老化程度水分子会不断聚集甚至出现多层堆叠的结构，学术绝缘纸的击穿电压以及起始局放电压，结果如表2。上通常称这些

7、水分子为结合水分子u。而有些水分子会以“簇”或者“团”的形式出现在绝缘纸内较大表2不同老化程度绝缘纸表面沿面闪络击穿电压与起始局放电压的孔隙中，这些水分子大多与纤维素分子无氢键的链接，称为自由水分子[14I。在外界电场作用之下，无论是结合水分子还是自由水分子，其电离能量均远小于绝缘纸中矿物油分子以及纤维素分子链的电离能量。例如液态水分子的电离能为1eV，而气态水分子的电离能则高达5eV，相比之下绝缘纸中的碳氢化合物分子的电离能则更高，其值不小于7eVI15-161。因此，在热老化过程中产生的大量水分子成为沿面闪络过程中影响流注发展的重要因素。这些被束缚依据表

8、2数据，绘制不同老化程度绝缘纸表面或自由的水分子在外