将变压器油在不同电场下的电导机制分为3个阶段:①在电场低于0.44kVmm时,I与E成正的线性关系,符合欧姆定律;②电场强度在0.441.33kVmm范围内时,ln(I/E2)-1/E成正比,满足Fowler-Nordheim方程,属于场致发射电流阶段;③当油中电场强度E>1.33kVmm,I与U2成正比,属于空间电荷限制电流阶段,随着外施场强的逐步升高,变压器油预击穿前均经历此电导机制的转换过程。
变压器油电导电流随温度的升高、流体气压的减小以及油中含水量的增加均将明显增加。
绝缘纸板浸油水平、环境温度的提高将导致绝缘纸板电导特性的明显提高;绝缘纸板电导率随着频率的升高呈上升趋势,而且随着浸油水平的提高,绝缘纸板电导率也相应提高。 绝缘纸由纤维材料制成,具有出色的电气绝缘特性。湖北Nomex绝缘纸
变压器纸绝缘的重要性及应用变压器的可靠运行离不开其绝缘系统的保护,而纸绝缘材料作为其中的关键组成部分,广泛应用于油浸式变压器中。这种材料具有优异的电气强度、耐热性和机械性能,能够在高温和高电压环境下保持稳定。纸绝缘材料通常由纤维素纤维制成,这种纤维具有良好的介电性能和较低的介电常数,能够使电场分布更加均匀,从而增强绝缘效果。在实际应用中,变压器纸绝缘常与变压器油结合使用,形成复合绝缘系统,进一步提高设备的绝缘强度。然而,随着运行时间的增加和环境因素的影响,纸绝缘材料会逐渐老化,表现为机械强度下降和电气性能劣化。因此,定期对变压器的绝缘系统进行维护和测试,如测量绝缘电阻和吸收比,对于及时发现和处理潜在问题至关重要。江苏层压绝缘纸板绝缘纸防潮性强,能维持长期稳定的绝缘效果。
目前很少有人从变压器油与绝缘纸板在高场强下的电导特性及过程的角度来研究变压器油的局部放电机制[13-16]。由于所有的电介质都不是理想的绝缘体,在外施电场作用下都会有电流通过,这就是电介质的电导。因此,对于变压器油的电导特性研究不仅关乎高压电极的电流注入,而且可以估算载流子的迁移率,进一步还能与绝缘电介质电击穿理论联系起来。而高场强下变压器油与绝缘纸板的电导特性与它们在直流电压下预击穿过程具有密切联系,对于分析和解释油纸绝缘预击穿机制具有理论支撑作用[17]。
缘纸板的多样用途在变压器中,绝缘纸板发挥着多重作用:绝缘层:作为主绝缘材料,绝缘纸板用于包裹导线和绕组,将它们与变压器外壳或其他带电部分隔离开来,防止电气短路或击穿。支撑和固定:绝缘纸板具有一定的机械强度和刚性,可以作为支撑和固定材料,用于支撑和固定绕组、引线等元件,确保变压器运行的稳定性和可靠性。填充和隔热:绝缘纸板能够填充变压器内部的空隙和缝隙,防止产生电弧或短路,同时其良好的隔热性能有助于将内部热量迅速散发,防止过热。保护层:绝缘纸板可以作为保护层,覆盖在绕组、铁芯等元件上,防止机械损伤或腐蚀,并吸收运行时的机械应力和振动,减少噪音和震动。影响绝缘纸强度的因数有哪些?
绝缘纸的种类根据不同的耐热能力和应用场景,绝缘纸可以分为多个等级:A级绝缘纸:主要由经过浸渍处理的棉纱、丝、纸等有机纤维材料制成,耐热温度为105℃。E级绝缘纸:包括聚酯树脂、环氧树脂等制成的薄膜,耐热温度为120℃。B级绝缘纸:由云母、石棉、玻璃丝等无机物与有机漆或树脂粘合而成,耐热温度为130℃。F级绝缘纸:使用硅有机化合物改性的合成树脂漆作为粘合剂,耐热温度为155℃。H级绝缘纸:采用硅有机物及云母、石棉、玻璃丝等无机物与硅有机漆粘合,耐热温度高达180℃。绝缘纸,电绝缘用纸的总称,具有良好的绝缘性能、机械强度和耐热性,多用于电缆、线圈等电器设备的制造。福建异形绝缘纸
绝缘纸在电气设备中起到关键的隔绝电流作用。湖北Nomex绝缘纸
为研究温度对不同老化程度绝缘纸板局部放电的影响,搭建了油纸绝缘沿面放电模型及其实验平台,进行了实验。采用热老化方法制备了不同老化程度的纸样试样,实验温度分别选择为40℃、60℃及100℃,采用逐步升压法来加速局部放电;利用局部放电巡检仪采集不同温度及老化程度下的放电特征量进行对比,对纸板试样碳化部分进行红外Fourier图像分析及显微观察,并结合理论进行电场仿真分析。结果表明:在放电前期,温度对不同老化程度纸板试样局部放电的影响较小,放电主要由电极附近的变压器油产生;在放电后期,放电导致老化纸板试样表面孔隙周围的油分解而产生大量气体,且温度越高对油分解的促进作用就越大,放电也越剧烈,从而使相关放电量增长加快、幅值增大;直径为0.125mm气泡的较大电场强度比直径为0.25mm气泡的低,且高电场强度区域更少;实验温度为100℃时的电场强度比实验温度为40℃时增加约1.9~2.5MV/m,且纸板试样的老化程度越高,其高电场强度的区域就越多。以上实验研究表明,高温对不同老化程度纸板试样沿面放电的影响比低温时更大,在放电后期影响较为明显,且纸板试样老化程度越高,受到温度的影响就越大,高温时纸板试样的老化程度越高其绝缘性能的损坏就越严重。湖北Nomex绝缘纸
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