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基于界面电荷极化特性的变压器油纸绝缘寿命预测方法研究
1
作者 邹阳 陈啸轩 +2 位作者 张云霄 林锦茄 林昕亮 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期138-148,共11页
准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电... 准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电荷极化特性在油纸绝缘寿命预测中的应用。首先,分析温升过程中频谱特性变化背后蕴含的普适弛豫极化规律,基于混合极化模型重构回复电压极化谱。结合温度对主时间常数和模型参数的影响规律,提出一种单一温度测试下的油纸绝缘活化能计算方法,通过界面极化电容构建出频温平移因子。其次,剖析介质损耗因数随老化加深的变化规律,探究损耗峰偏移现象与界面极化弛豫时间的内在联系,凝练全新表征油纸绝缘聚合度含量的频域特征参量——界面极化支路极点Ph2。最后,联合界面极化支路极点Ph2、频温平移因子和损失累积动力学方程构建油纸绝缘寿命预测模型,并将不同运行年限变压器现场实测数据代入模型验证实效性,为油纸绝缘寿命预测提供了一种新思路。 展开更多
关键词 油纸绝缘 活化能 频域介电谱 混合极化模型 寿命预测
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复杂运行条件下非均匀老化油纸绝缘典型电场变化特性
2
作者 梁一霖 张明泽 +3 位作者 刘骥 雷胜杰 贾海峰 李璐 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1731-1741,共11页
油纸绝缘作为变压器的主要绝缘部分,长期运行后变压器主绝缘发生的非均匀老化现象,在复杂运行条件下(环境温度、受潮情况,电压类型)将导致工况运行时主绝缘内的电场分布发生变化,因此明确工况运行下非均匀老化油纸绝缘内特征位点(最大... 油纸绝缘作为变压器的主要绝缘部分,长期运行后变压器主绝缘发生的非均匀老化现象,在复杂运行条件下(环境温度、受潮情况,电压类型)将导致工况运行时主绝缘内的电场分布发生变化,因此明确工况运行下非均匀老化油纸绝缘内特征位点(最大场强处)电场的变化特性至关重要。通过开展不同老化、受潮程度油纸绝缘材料的介电参数测试,明确了老化后油纸绝缘材料的工频介电常数、直流电导率随着运行条件的变化规律,通过构建基于GA-BP神经网络的老化油纸绝缘材料介电参数模型,实现了非均匀老化油纸绝缘介电参数的多元非线性定量表征;同时考虑油浸纸板老化对油纸间水分平衡规律存在的影响,修正了非均匀老化油纸绝缘内的油纸水分分布,并根据典型非均匀老化主绝缘结构,构建了非均匀老化油纸绝缘典型电场分布模型;最后,考虑到当前特高压电网中,区别于普通交流变压器绝缘所承担的交流电压,换流变压器阀侧绕组承担的电压中含有较高的直流分量,导致其面对的更高的绝缘水平要求。通过分别设定两种外施电压,并在复杂运行条件下,针对不同非均匀老化阶段的油纸绝缘模型的典型电场分布进行仿真计算,揭示了非均匀老化油纸绝缘电场变化特性,明确了实际运行中应加以注意的运行工况,为变压器的运维策略提供了重要的理论支撑。 展开更多
关键词 油纸绝缘 非均匀老化 非线性介电性能 电场变化特性 交直流复合电场
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直流电压下油纸绝缘纤维杂质迁移运动特性及动力分析模型
3
作者 杨森鸿 李原 +3 位作者 林思衍 袁豪 周凯 伍亚萍 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1714-1722,共9页
换流变压器阀侧绕组运行过程中长期承受直流电场分量,其内部纤维杂质易积聚成桥,严重影响复合绝缘性能。为此,探究了直流电压下油纸绝缘纤维杂质迁移运动特性,对其轨迹、速度、偏移距离等特征参数进行了定量分析。在此基础上,建立了直... 换流变压器阀侧绕组运行过程中长期承受直流电场分量,其内部纤维杂质易积聚成桥,严重影响复合绝缘性能。为此,探究了直流电压下油纸绝缘纤维杂质迁移运动特性,对其轨迹、速度、偏移距离等特征参数进行了定量分析。在此基础上,建立了直流电压下纤维杂质动力分析模型,还原了纤维杂质的整个运动轨迹,并定量解释了其运动过程中速度及偏移距离变化的动力学机制。结果表明:球板电极下,单个纤维杂质在电极间往复运动,同时向强场区域水平迁移。其单次运动周期分为“抬升”、“上升”、“下降”3个阶段,最大运动速度可达10^(2)mm/s量级。随加压时间增加,油中纤维杂质在强场区域积聚为杂质小桥,小桥间因同号电荷相斥最终呈现中间密集而边缘稀疏的形态特征。仿真研究纤维杂质迁移运动特性,发现其“上升”阶段运动速度先急速增大再缓慢增加,“下降”阶段速度则先急剧增大至极大值而后逐渐减小,最大加速度可达10^(2)m/s^(2)量级。进一步地,纤维杂质运动过程中水平方向偏移距离随碰撞次数增加逐渐减小,其关系服从指数函数。以上研究可明确直流电压下纤维杂质全运动过程,实现杂质动力学特征定量计算,为后续纤维杂质绝缘危害性评估工作提供理论依据。 展开更多
关键词 油纸绝缘 纤维杂质 迁移运动 有限元 动力学模型
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基于关联信息熵和轻量级梯度提升机的油纸绝缘特征优选策略
4
作者 赖汶鸿 刘庆珍 鄢仁武 《电气技术》 2024年第1期34-41,47,共9页
为了充分挖掘对变压器油纸绝缘综合诊断结果有利的老化特征量,提出一种基于关联信息熵和轻量级梯度提升机(LightGBM)的特征量优选策略。首先,基于不同老化状态的变压器介电响应实测数据,提取不同类别的时域特征量形成初始高维特征空间;... 为了充分挖掘对变压器油纸绝缘综合诊断结果有利的老化特征量,提出一种基于关联信息熵和轻量级梯度提升机(LightGBM)的特征量优选策略。首先,基于不同老化状态的变压器介电响应实测数据,提取不同类别的时域特征量形成初始高维特征空间;其次,引入关联信息熵度量特征子集的相关性及冗余性,再利用轻量级梯度提升机评估特征的重要度,进而得到最优特征空间;最后,对比分析最优特征空间与不同对照组的诊断性能,有效验证了基于所提优选策略确定的最优特征空间的优越性。 展开更多
关键词 油纸绝缘老化 综合诊断 关联信息熵 梯度提升算法 特征选择
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油纸绝缘缺陷局放UHF抗干扰定位及优化布置方法
5
作者 董冰冰 李秉华 高常胜 《电力工程技术》 北大核心 2024年第1期181-191,共11页
特高频(ultra high frequency,UHF)局放检测是变压器油纸绝缘缺陷定位的常用方法,实际应用过程中局放定位准确性易受噪声和传感器布置方式影响。为保证变压器油纸绝缘缺陷局放定位检测有效性,文中首先建立油纸绝缘缺陷UHF局放定位检测平... 特高频(ultra high frequency,UHF)局放检测是变压器油纸绝缘缺陷定位的常用方法,实际应用过程中局放定位准确性易受噪声和传感器布置方式影响。为保证变压器油纸绝缘缺陷局放定位检测有效性,文中首先建立油纸绝缘缺陷UHF局放定位检测平台,在常规K-means方法的基础上,提出基于修正聚类分界的变压器油纸绝缘缺陷局放抗干扰定位方法,有效降低了定位误差。然后针对样本聚类分界混叠问题,选择最优修正系数L为1.1时,UHF局放定位误差可减小至0.1 m内,验证了文中方法的有效性。最后分析不同传感器布置方式的定位误差变化规律,提出变压器油纸绝缘缺陷检测用UHF传感器优化布置方案,可为变压器局放在线监测传感器布置及定位提供参考。 展开更多
关键词 变压器 油纸绝缘缺陷 特高频(UHF)检测 抗干扰 局放定位 聚类分界
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变压器油纸绝缘非线性介电弛豫模型构建方法研究
6
作者 曲利民 张健 +4 位作者 孟繁昊 张亮 张朋 宫铭辰 于沐禾 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第3期72-81,共10页
基于频域介电响应(FDS)对变压器油纸绝缘状态进行检测时,油纸绝缘频域介电响应的非线性变化会影响绝缘评估的准确性,因此亟须开展不同老化程度油纸绝缘材料FDS非线性变化规律的研究。在实验室环境下制备了多组不同老化程度的油纸绝缘模... 基于频域介电响应(FDS)对变压器油纸绝缘状态进行检测时,油纸绝缘频域介电响应的非线性变化会影响绝缘评估的准确性,因此亟须开展不同老化程度油纸绝缘材料FDS非线性变化规律的研究。在实验室环境下制备了多组不同老化程度的油纸绝缘模型,并在不同温度下对油纸绝缘非线性FDS进行测试。结果表明:测试激励幅值越大,FDS曲线在低频段降低越明显,且随着测试温度的升高及老化程度的增加,介质损耗因数曲线出现非线变化的特征频段向高频方向移动;本文基于修正的Davidson-Cole模型,通过曲线拟合计算得到模型中的形状参数,并以此建立基于传递函数的等效电路模型,仿真计算得到了油纸绝缘阻抗模值非线性的变化规律。根据仿真结果可知,各阶阻抗模型的电路参数与油纸绝缘介电特性非线性的变化规律密切相关,而阻抗的改变使得曲线在相应频段发生变化。 展开更多
关键词 油纸绝缘 老化 非线性介电特性 扩展Davidson-Cole模型
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车载变压器油纸绝缘受潮状态的评估方法研究
7
作者 葛天 王川 李智强 《电气开关》 2024年第1期74-76,80,共4页
车载变压器内部油纸绝缘状况是影响动车运行的重要因素,采用FDS法测试了不同受潮程度车载变压器油纸绝缘试样,用修正的Havriliak-Negami介电弛豫模型分析模型参数随水分的变化,利用灰狼算法从模型参数中提取能够表征参量,对水分含量进... 车载变压器内部油纸绝缘状况是影响动车运行的重要因素,采用FDS法测试了不同受潮程度车载变压器油纸绝缘试样,用修正的Havriliak-Negami介电弛豫模型分析模型参数随水分的变化,利用灰狼算法从模型参数中提取能够表征参量,对水分含量进行评估,对测试得到的水分含量为2.40%的车载变压器油纸绝缘样品进行评估。结果表明:提出的方法能够对车载变压器油纸绝缘的水分含量进行有效评估,利用该评估方法与实测值的误差在0.8%,为车载变压器油纸绝缘受潮状态评估提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 车载变压器 油纸绝缘 频域介电谱 Havriliak-Negami模型 灰狼算法
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融合模糊K近邻及证据理论的变压器油纸绝缘状态评估方法 被引量：4
8
作者 邹阳 俞豪奕 金涛 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期55-63,共9页
为实现“双碳”目标,构建新型电力系统已成为电网发展的必然趋势。在此背景下,保障电力变压器的可靠运行具有重要意义。鉴于此,提出融合模糊K近邻(fuzzy K-nearest neighbor,FKNN)及证据理论的变压器油纸绝缘状态评估方法。首先,构建基... 为实现“双碳”目标,构建新型电力系统已成为电网发展的必然趋势。在此背景下,保障电力变压器的可靠运行具有重要意义。鉴于此,提出融合模糊K近邻(fuzzy K-nearest neighbor,FKNN)及证据理论的变压器油纸绝缘状态评估方法。首先,构建基于回复电压法的多特征参量数据库,并基于数据库提出证据的基本概率分配方法。而后,采用组合赋权法综合特征参量的主观权重及客观权重,同时藉由证据折扣因子对证据基本概率进行再分配,避免D-S证据理论的冲突问题。最终,对各证据进行融合推理,获得绝缘状态命题的置信水平。利用提出的方法对变压器实测数据进行验证。结果表明,绝缘状态的置信分布式结果不仅能够准确反映变压器油纸绝缘状态,也能表征出变压器油纸绝缘的劣化趋势,为电力变压器检修策略制定提供了指导。 展开更多
关键词 油纸绝缘 模糊K近邻 D-S证据理论 回复电压 状态综合评估
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基于频谱解构法的油纸绝缘扩展德拜模型参数辨识 被引量：2
9
作者 邹阳 林锦煌 +2 位作者 何津 翁祖辰 金涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期622-632,共11页
扩展德拜模型参数的准确辨识对油纸绝缘设备状态诊断具有重要意义。针对目前扩展模型参数辨识方法存在的不足,该文首次提出频谱解构法实现扩展德拜模型的精准辨识。首先,引入Kramers-Kronig变换对频域介电谱进行解耦,获取绝缘电阻谱线... 扩展德拜模型参数的准确辨识对油纸绝缘设备状态诊断具有重要意义。针对目前扩展模型参数辨识方法存在的不足,该文首次提出频谱解构法实现扩展德拜模型的精准辨识。首先,引入Kramers-Kronig变换对频域介电谱进行解耦,获取绝缘电阻谱线、几何电容谱线及弛豫极化谱线,并利用最小二乘法确定绝缘电阻和几何电容参数。然后,提出频谱微分法对极化复电容实部微分谱线进行逐次分解,根据微分谱线峰值点数和剩余谱线最大峰值点坐标求解极化等效电路参数,从而构建完整、精准的油纸绝缘扩展德拜等效电路模型。最后,通过仿真和实例验证了该方法辨识油纸绝缘扩展德拜模型参数的准确性。该文可为频域介电谱法开展油纸绝缘内部弛豫特性研究提供可靠的物理模型。 展开更多
关键词 油纸绝缘 频域介电谱 扩展德拜模型 参数辨识 频谱解构法
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基于可拓云模型与综合赋权的油纸绝缘阀侧套管状态评估 被引量：1
10
作者 谢庆 齐晨晨 +2 位作者 肖朝轩 谢军 毛航银 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期136-144,共9页
作为换流变压器的关键部件之一,阀侧套管的可靠性事关重大,为精准预测其运行态势,本研究提出了一种综合赋权与可拓云模型相结合的油纸绝缘阀侧套管综合评估模型。首先,根据运行经验及技术导则确定阀侧套管典型故障,总结出有效反映其状... 作为换流变压器的关键部件之一,阀侧套管的可靠性事关重大,为精准预测其运行态势,本研究提出了一种综合赋权与可拓云模型相结合的油纸绝缘阀侧套管综合评估模型。首先,根据运行经验及技术导则确定阀侧套管典型故障,总结出有效反映其状态的评估指标集。然后,计及评估边界的模糊性与随机性,考虑采用可拓层次分析法构建判断矩阵,通过计算具有正分量的归一化特征向量确定主观常权。为规避对专家经验的过分依赖,通过改进熵权法获取客观常权,进而确定综合常权因子。同时,针对个别指标严重劣化而常权无法灵敏反映的情况,提出构造惩罚型状态变权函数,运用变权原理对常权进行修正,使权重分配更加合理。其次,基于可拓云理论建立标准云物元模型,计算待评物元与标准云间的云关联度,实现油纸绝缘阀侧套管的准确评估,并引入置信度因子检验结果的可信度。最后,基于实例进行了验证,结果表明了该方法的有效性和实用性,为油纸绝缘阀侧套管状态维修提供了合理依据。 展开更多
关键词 油纸绝缘 阀侧套管 可拓云模型 综合赋权 状态评估
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基于等级云模型的油纸绝缘老化状态评估 被引量：2
11
作者 刘庆珍 陈俊鸿 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期176-184,共9页
针对油纸绝缘介电响应法中单一特征量老化评估不准确等问题,提出运用等级云模型进行多特征量的油纸绝缘老化状态评估。首先,运用矩阵束算法对等效电路进行参数辨识,提出两个能分别表征几何支路和极化支路老化状态的新时域特征量;然后,... 针对油纸绝缘介电响应法中单一特征量老化评估不准确等问题,提出运用等级云模型进行多特征量的油纸绝缘老化状态评估。首先,运用矩阵束算法对等效电路进行参数辨识,提出两个能分别表征几何支路和极化支路老化状态的新时域特征量;然后,结合主、客观两种不同赋权方法进行综合权重的计算;最后,使用等级云模型来构建设备老化状态的评估模型:根据云模型理论和实测数据得到各标准等级云模型的数字特征,将待评估设备的各项指标与标准等级云模型进行关联度计算,从而得到设备的绝缘老化等级。经若干实例验证,该方法得到的评估结果能正确反映设备的真实情况,具备较高的应用可行性。 展开更多
关键词 油纸绝缘 介电响应法 老化状态评估 矩阵束算法 等级云模型
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基于灰色关联分析和聚类云模型的变压器油纸绝缘状态评估 被引量：1
12
作者 邹阳 林锦茄 +1 位作者 李安娜 张云霄 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期35-43,共9页
电力变压器复合油纸绝缘状态的准确诊断对电力系统安全稳定运行以及设备自身运维具有重要指导意义。针对油纸绝缘介电响应少数特征量评估和未考虑系统随机性导致评估不准确的问题,提出基于灰色关联分析(grey relational analysis,GRA)... 电力变压器复合油纸绝缘状态的准确诊断对电力系统安全稳定运行以及设备自身运维具有重要指导意义。针对油纸绝缘介电响应少数特征量评估和未考虑系统随机性导致评估不准确的问题,提出基于灰色关联分析(grey relational analysis,GRA)与聚类云模型的评估方法。首先,基于回复电压法和扩展德拜模型提取5个相关特征量,建立油纸绝缘状态评估体系。然后,针对多特征量在反映绝缘状态的敏感性差异,采用组合赋权法综合GRA和改进层次分析法,避免了数据信息丢失,使权重分配更加合理。最后,利用云模型雾化特性反映数据随机性,全面考虑评估指标等级分类边界的随机性和模糊性后构建了聚类云模型隶属度选择器。通过多台不同糠醛含量变压器实测数据进行验证表明,该评估方法不仅能够准确反映变压器实际绝缘状态,而且能体现其劣化趋势,为检修策略的制定提供参考依据。 展开更多
关键词 油纸绝缘 时域响应 模糊综合评估 聚类云模型 灰色关联分析 改进层次分析法
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芳纶纳米纤维绝缘纸在新型油纸绝缘中的热老化特性研究 被引量：1
13
作者 赵莉华 陈志杰 +1 位作者 安建国 任俊文 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2023年第3期19-25,共7页
制备了以芳纶纳米纤维为基本结构单元的新型绝缘纸,系统研究了其在天然酯绝缘油及矿物绝缘油中的老化特性,并与商用Nomex T410绝缘纸进行对比分析。结果表明:芳纶纳米纤维基绝缘纸具有更好的热稳定性和耐老化特性,经相同条件的加速热老... 制备了以芳纶纳米纤维为基本结构单元的新型绝缘纸,系统研究了其在天然酯绝缘油及矿物绝缘油中的老化特性,并与商用Nomex T410绝缘纸进行对比分析。结果表明:芳纶纳米纤维基绝缘纸具有更好的热稳定性和耐老化特性,经相同条件的加速热老化实验后,芳纶纳米纤维基绝缘纸的力学性能以及电气特性均优于Nomex T410绝缘纸;由天然酯绝缘油与芳纶纳米纤维基绝缘纸配合形成的新型油纸绝缘系统,可有效延长变压器的寿命,为绿色低碳电工能源装备的绝缘设计及开发提供了参考。 展开更多
关键词 芳纶纳米纤维 热老化 天然酯绝缘油 油纸绝缘
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直流电压下油中空间电场强度对油纸绝缘界面电荷特性的影响研究
14
作者 张书琦 高春嘉 +4 位作者 赵晓林 孙建涛 苏飞洋 齐波 李成榕 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2023年第6期73-81,共9页
直流电压下油纸绝缘界面电荷特性是换流变压器绝缘结构设计的巨大挑战。传统电阻-电容(RC)模型仅考虑由于油、纸材料的介电常数、电导率不同而引起的界面极化电荷,忽略了其他形式来源的电荷及其对空间电场的影响。本文基于Kerr电光效应... 直流电压下油纸绝缘界面电荷特性是换流变压器绝缘结构设计的巨大挑战。传统电阻-电容(RC)模型仅考虑由于油、纸材料的介电常数、电导率不同而引起的界面极化电荷,忽略了其他形式来源的电荷及其对空间电场的影响。本文基于Kerr电光效应原理,搭建了油纸绝缘结构油中空间电场特性非接触式、实时测量平台,针对变压器油-电工绝缘纸、变压器油-变压器纸板组成的复合绝缘结构,获得了不同极性、不同幅值直流电压下油中空间电场特性,计算并分析了界面电荷密度与RC模型计算的极化电荷密度的差异。结果表明:当油中场强较低时,油纸界面电荷以极化电荷为主;随着油中场强的增加,油纸界面电荷密度与RC模型计算极化电荷密度差异逐渐增大,出现了其他形式电荷的积聚,且其在界面总电荷量中占比逐渐增加,对电场强度的影响逐渐增大。 展开更多
关键词 换流变压器 油纸绝缘 直流电压 Kerr电光效应 界面电荷 空间电场
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交直流复合电压下直流预压诱发老化油纸绝缘沿面闪络现象
15
作者 金福宝 周远翔 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期4421-4428,共8页
长期运行换流变压器中老化油纸绝缘界面处的沿面闪络现象将危及设备和电网的安全。在研究交直流复合电压作用下老化油纸绝缘的闪络特性时,发现老化油纸试样在较高幅值直流电压预压的过程中突然出现沿绝缘纸板表面闪络的现象。为此针对... 长期运行换流变压器中老化油纸绝缘界面处的沿面闪络现象将危及设备和电网的安全。在研究交直流复合电压作用下老化油纸绝缘的闪络特性时,发现老化油纸试样在较高幅值直流电压预压的过程中突然出现沿绝缘纸板表面闪络的现象。为此针对直流电压分量和老化程度对交直流复合电压下油纸绝缘的闪络特性影响进行了研究,并基于电子触发极化松弛理论,结合空间电荷特性、老化油纸绝缘的表面形貌、老化产物对产生该现象的机理进行了探究。研究认为诱发直接闪络的主要是由于在直流电场作用下老化后绝缘纸板中空间电荷总量急剧增加,同时老化绝缘纸板表面形貌畸变电场,弱极性及酸性老化产物等因素的综合影响致使载流子迁移运动加快,进而加剧了对老化油纸绝缘空间电荷平衡状态的扰动和破坏,最终引发直流预压过程中沿绝缘纸板表面的闪络现象。 展开更多
关键词 油纸绝缘 老化 交直流复合电压 沿面放电 直流预压
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不同含水率下电-热耦合应力对油纸绝缘界面小分子气体扩散特性的影响机制
16
作者 李云鹏 王靖瑞 +2 位作者 李庆民 吴兴旺 吴杰 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期12-21,共10页
油纸绝缘在实际运行过程中,受到电—热耦合应力作用,其内部产生的气体以气泡的形式从界面处析出,造成局部放电甚至绝缘击穿,危害变压器的运行安全。文中通过搭建油纸绝缘电—热耦合实验平台,分别对不同温度、不同电场强度以及不同含水... 油纸绝缘在实际运行过程中,受到电—热耦合应力作用,其内部产生的气体以气泡的形式从界面处析出,造成局部放电甚至绝缘击穿,危害变压器的运行安全。文中通过搭建油纸绝缘电—热耦合实验平台,分别对不同温度、不同电场强度以及不同含水率条件下的油纸绝缘模型进行实验,实验结果表明,随着电场强度以及含水率的提高,气泡析出的起始温度逐渐下降。由此进一步建立油纸绝缘界面分子动力学仿真模型,以绝缘纸老化裂解过程中产生较多的CO_(2)为例,对其在油纸绝缘界面处的聚集状态、相对浓度,扩散系数,氢键作用以及自由体积分数进行了研究。模拟结果表明,升温提高了自由体积分数,促进了CO_(2)分子的布朗运动,较多CO_(2)分子扩散至界面处与绝缘油中,扩散系数提高了187.96%。相同温度作用下,随着电场强度的增大,CO_(2)分子与其他分子间形成的氢键数量减少,导致CO_(2)受到的分子间作用力减小,290K时,电场从50kV/m增大到200kV/m时,扩散系数平均提高了90.41%;360K时,提高14.02%。含水率的提高使得CO_(2)分子的扩散系数平均提高了367.17%。结果表明,温度和含水率在油纸界面气体分子扩散过程中起主要作用。研究通过微观分子动力学仿真手段,揭示了电—热耦合应力对气体分子扩散的影响机制,为变压器安全运行提供了新的监测评估依据。 展开更多
关键词 油纸绝缘 分子动力学模拟 电热耦合 扩散机制
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牵引变压器油纸绝缘老化机理与寿命预测方法综述
17
作者 齐金平 李鸿伟 +3 位作者 何鹏 薛康 张慧娟 刘晓宇 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2023年第9期14-22,共9页
本文对牵引变压器油纸绝缘的主要老化形式及影响因素进行分析,研究了油纸绝缘的老化机理,总结了当前表征油纸绝缘老化程度的特征参量及主要的剩余寿命预测方法,并分析了每种特征参量及剩余寿命预测方法的优缺点和适用条件。在此基础上,... 本文对牵引变压器油纸绝缘的主要老化形式及影响因素进行分析,研究了油纸绝缘的老化机理,总结了当前表征油纸绝缘老化程度的特征参量及主要的剩余寿命预测方法,并分析了每种特征参量及剩余寿命预测方法的优缺点和适用条件。在此基础上,对油纸绝缘老化状态评估及剩余寿命预测方面存在的主要问题及未来的研究方向进行了探讨。 展开更多
关键词 牵引变压器 油纸绝缘 老化机理 影响因素 剩余寿命预测
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油纸绝缘沿面放电多物理信号发展规律及阶段特征 被引量：3
18
作者 刘阳 董明 +4 位作者 邢亚东 胡一卓 席英杰 任明 高旭泽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1611-1621,共11页
为研究油纸绝缘沿面放电过程中相关物理量的变化规律,明确其与沿面放电发展阶段的关系,该文建立一套能够对放电过程中电、磁、声、光等多物理量进行同步测量的联合检测实验系统。实验对比不同检测方法的有效性,并获得沿面放电过程中多... 为研究油纸绝缘沿面放电过程中相关物理量的变化规律,明确其与沿面放电发展阶段的关系,该文建立一套能够对放电过程中电、磁、声、光等多物理量进行同步测量的联合检测实验系统。实验对比不同检测方法的有效性,并获得沿面放电过程中多物理信号的发展规律。在此基础上,提取不同物理信号的特征参量,通过层次聚类法对沿面放电发展过程进行阶段划分,并给出相应的物理描述和阶段特征。结果表明:沿面放电缺陷下,不同检测方法的灵敏度存在差异,其中超声法的灵敏度最高;基于相应的多物理特征参量,通过聚类可以将沿面放电发展过程划分为放电起始阶段、放电发展阶段和预击穿阶段,整个过程的阶段变化与绝缘状态和电场分布有关;相比于传统单一手段的检测方法,综合利用多物理信号能够更有效地判断故障发展的严重程度。 展开更多
关键词 油纸绝缘 沿面放电 多物理信号 发展规律 阶段划分
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油纸绝缘水分迁移特性研究综述 被引量：2
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作者 吴治诚 周俊杰 +3 位作者 张乔根 张锐 朱文兵 顾朝亮 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期781-792,共12页
油纸绝缘作为电力变压器的主要绝缘形式,其绝缘性能与水分含量密切相关,准确获得油纸绝缘的水分含量对变压器故障预警至关重要。在油浸式变压器内部电场、温度场等多物理场梯度的驱动下,水分始终处于动态迁移过程中,时空分布复杂,难以... 油纸绝缘作为电力变压器的主要绝缘形式,其绝缘性能与水分含量密切相关,准确获得油纸绝缘的水分含量对变压器故障预警至关重要。在油浸式变压器内部电场、温度场等多物理场梯度的驱动下,水分始终处于动态迁移过程中,时空分布复杂,难以直接测量,因此需深入研究水分迁移特性。文中综述了油纸绝缘水分迁移机理、模型及特性研究上取得的成果:水分迁移是不同存在形式的水分子与绝缘油纸微观结构相互作用的过程,受多物理场的影响显著。现有油纸绝缘水分迁移研究多基于Fick定律,利用扩散系数表征水分梯度及温度对水分扩散速度的影响,但未能深入耦合多物理场的作用,不能获得温度梯度下的水分不均匀分布特性。研究获得了材料性质、温度、电场等多因素作用下扩散系数的变化规律及相应水分迁移过程,但将影响因素耦合于扩散系数的方式不能准确描述多物理场对水分迁移的作用,且缺少电场作用下的宏观水分迁移规律研究。根据驱动势平衡原理建立的热湿耦合模型能够描述水分的时空分布,量化电场对水分动态迁移特性的影响。进一步需推进基于水分时空分布无损测量的实验研究,深化多物理场耦合下水分迁移建模,构建多物理场下理论体系,以准确表征油浸式变压器中油纸绝缘水分迁移的时空分布。 展开更多
关键词 油纸绝缘 水分时空分布 迁移机理 水分迁移特性 多物理场模型
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变压器油纸绝缘频域介电响应非线性特性研究 被引量：2
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作者 张明泽 孟繁昊 +3 位作者 刘骥 刘贺千 贾海峰 李璐 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期831-842,共12页
频域介电响应(frequency domain dielectric response,FDS)技术作为变压器油纸绝缘无损评估的重要手段,而油纸绝缘介电性能非线性变化将影响评估的准确性,因此需要开展油纸绝缘FDS非线性变化规律的研究。该文在实验室条件下制备了多组... 频域介电响应(frequency domain dielectric response,FDS)技术作为变压器油纸绝缘无损评估的重要手段,而油纸绝缘介电性能非线性变化将影响评估的准确性,因此需要开展油纸绝缘FDS非线性变化规律的研究。该文在实验室条件下制备了多组不同老化程度、不同含水率的油纸绝缘试样,开展不同温度下油纸绝缘非线性FDS测试。研究发现,测试温度较低、油纸绝缘水分含量较小时,油纸绝缘低频介电响应与电压呈负相关,且随着测试温度的升高,非线性变化区域向高频且损耗因数增大的方向移动,FDS变化规律与测试激励幅值的关系减弱;当测试温度较高、油纸绝缘水分含量较大时,油纸绝缘低频介电响应出现与电压呈正相关的非线性变化规律;同时,根据频温平移计算发现,油纸绝缘的弛豫活化能与交流电导活化能均与其内部水分含量存在线性变化关系,而测试激励幅值对交流电导活化能的影响更为显著。为了消除测试温度对交流电导率的影响,该文建立电导率修正函数,实现了高温、高含水率下油纸绝缘低频交流电导率曲线的平移修正;最后,结合所构建的水分基团迁移率计算模型,定量计算水分含量对老化油纸绝缘频域介电响应非线性变化的影响,其规律与实验结果一致。 展开更多
关键词 油纸绝缘 频域介电响应 非线性 电导率
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