电力变压器用绝缘纸热老化微观机理的X射线衍射分析.pdf

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1、第48卷第3期高压雹笙Ve1．48No．3·2012年3月HighVoltageApparatusMar．201240·电力变压器用绝缘纸热老化微观机理的X射线衍射分析向彬，廖瑞金，张勇3何垒。，周天春(1．重庆市电力公司检修分公司，重庆400039；2．重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044；3．西南电力设计院，成都610021)摘要：温度是油纸绝缘老化的主要因素。笔者设计了油浸式电力变压器常用的普通牛皮纸和环烷基矿物油复合绝缘在90℃下长达370d的热单因子老化试验。利用XRD(X射线衍射)定期测量不同老化状态的绝缘样品，对比分析了绝缘纸的聚态结构的变化情

2、况．并深入讨论绝缘纸聚合度下降的动力学过程。研究结果表明：绝缘纸在老化过程中，纤维素氢键和糖苷键发生断裂，引起聚合度下降，结晶区遭受破坏，晶粒尺寸减小，导致纤维素分子间作用力减弱，热裂解活化能降低：老化过程中．绝缘纸纤维素晶体类型不变，聚合度的下降规律符合二阶动力学模型．相对结晶度的变化规律能很好地解释聚合度的变化规律关键词：变压器：油纸绝缘：热老化：微观机理中图分类号：TM201文献标志码：A文章编号：1001-1609(2012)03—0040．06AgingMicro-mechanismofOil-paperInsulationinPowerTransformersbyXRDAnal

3、ysisXIANGBin，LIAORui-jin，ZHANGYong。，HELei。，ZHOUTian—chun。(1．MaintenanceBranchofChongqingElectricPowerCompany，Chongqing400039，China；2．StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment＆SystemSecurityandNewTechnology，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；3．SouthwestElectricPowerDesignInstitute，Cheng

4、du610021，China)Abstract：Temperatureplaysthemainroleinoil。paperdegradation．In’ordertostudyoil。paperagingmechanism，acceleratedthermalagingexperimentsinlaboratorywereperformed．Kraftpaperandnaphthenicmineraloilwerethermallyagedfor370daysat90oC．TheXRDunderdifferentagingconditionsofinsulationsampleswere

5、periodicallyperformed，thevariationofsupramolecularstructureoftheoil。paperwithdifferentagingconditionswasinvestigated，andthekineticsofpaperdegradationwasalsodiscussedindetail．Theresultsindicatethatthedegreeofpolymerization(DP)oftheoil’paperiscausedbybreakdownofhydrogenandglycosidebonds，resultinginc

6、ellulose’Sinter-orinner-molecularforceweakeningandactivationenergyofpyrolysisdecreasing．Thecrystalareasofcellulosearedestroyed，andthecrystalgrainsizedecreases，andthecrystaltypekeepstableduringpaperaging．ThedecreasingofDPcoincideswiththesecond。orderkineticmodel，andthedecreasinglawofDPcanbewellexpla

7、inedbyrelativedegreeofcrystallinity．Keywords：transformer；oil。paperinsulation；thermalaging；micro。mechanism用下逐渐老化，绝缘性能下降，绝缘寿命缩短，引发0引言绝缘事故的可能性增加．降低电网安全运行可靠油纸绝缘是大型电力变压器内绝缘的主要组成性【。变压器油纸绝缘老化机理研究是绝缘老化状形式，在温度、电场、氧气、水分等复杂