特高压换流变压器阀侧套管油浸绝缘纸表面电荷积聚与击穿机理研究.docx

《特高压换流变压器阀侧套管油浸绝缘纸表面电荷积聚与击穿机理研究.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、特高压换流变压器阀侧套管油浸绝缘纸表面电荷积聚与击穿机理研究换流变压器与换流阀共同作为交流和直流系统的连接枢纽,其阀侧套管既要承受交流电场,又要承受直流、交直流复合以及极性反转电场作用,易发生绝缘破坏。本文以阀侧套管油纸组合绝缘的绝缘纸为研究对象,研究分子结构调控处理对纤维素绝缘纸结构的影响规律,揭示分子结构调控处理对油浸绝缘纸表面电荷、空间电荷以及陷阱能级特性的作用机理。论文主要的研究工作和取得成果如下:(1)利用搭建的分子结构调控平台对纤维素绝缘纸进行了改性处理,并对处理后绝缘纸的化学结构、元素组成和物理形貌等进行表征。发现分子结构调控

2、处理在绝缘纸中引入了高度极化的C-F键,并且使其表面形貌发生改变;经过分子结构调控处理,氟元素引起的自由体积增加以及分子中部分偶极矩的相互抵消导致绝缘纸介电常数降低;当反应过度时,分子结构调控处理引入的深能级陷阱导致绝缘纸介电常数升高。(2)通过分子结构调控对油浸绝缘纸表面处理,发现油浸绝缘纸表面电荷消散明显加快,陷阱能级密度减小;绝缘纸表面形成的氟化层会在外电场作用下俘获电荷并感应反向电场,抑制电荷向试样内部深能级陷阱的注入,导致整体陷阱能级密度降低,抑制表面电荷积累并使电荷消散加快;当反应过度时,分子结构调控处理引入的深能级陷阱将成为主

3、导因素,导致表面电荷消散变慢;经过改性处理,植物油浸绝缘纸表面电荷消散加快,其影响规律及作用机理与矿物油浸绝缘纸情况类似;受绝缘油电荷特性的影响,植物油浸绝缘纸表面电荷消散较快;氟化层的存在抑制了电荷的注入,导致油浸绝缘纸空间电荷注入量明显减少。(3)测试了分子结构调控处理对油浸绝缘纸直流绝缘强度和沿面放电特性,发现经过分子结构调控处理,陷阱能级及电荷动态特性的改善将导致油浸绝缘纸直流击穿强度提高;随着层数增加,平均每层绝缘纸击穿强度下降;由于分子结构调控处理使界面电荷积聚得到抑制,多层情况下其直流击穿强度得到提升;氟化层的存在可以有效提高

4、油浸绝缘纸板的沿面放电电压。本文通过分子结构调控获得了适用于特高压换流变压器阀侧套管的纤维素绝缘纸改性方法,为未来特高压直流输电技术的发展奠定了坚实的理论基础并且提供了重要的技术支持。