电力变压器油污染的预击穿特性.doc

1电力变压器油污染的预击穿特性电力变压器油污染的预击穿特性摘要：本文研究了预击穿特性的变压器油中存在的不同污染水平污染物是纤 维粉尘用于高电压变压器的绝缘纸板本污染水平调查在研究范围从 0.0025 到 0.0075%的重量内传导电流直流电压下记录和桥接效应并使用光学图像监 测已发现的传导电流通常会增加应用电压，时间的电压的应用水平和污染 光学图像显示，桥接发生当石油受到电压和桥尺寸增加的污染程度和持续时间 本双球电极之间流动的电流密切与桥接动力学1、、简介简介变压器油在电力变压器的绝缘和传热中扮演着重要角色，最近几十年有很 多研究来了解物理和分子特性，以获得耐高温的变压器油，等等 虽然污染化合物已从变压器油的生产过程中被除去，但它也有可能在运输 和储藏中被污染变压器油被生产出厂后，其中会参杂许多固体材料，比如， 绝缘纸，金属铁芯等此外，在使用过程中，杂质（即纤维素纸）也会由于热 应力溶解于变压器油由于变压器内存在高电压，污染物会集中在介电强度较 高的部位由于存在导电粒子，电流经过电桥，变压器油被击穿不再绝缘因 此，这将引起变压器油故障然而，不导电粒子对有的影响没有得到很好的研 究众所周知，变压器油的击穿受悬浮固体颗粒物的影响，取决于固体悬浮颗 粒物的性质、大小、浓度以及他们的形状。

本文进行了对变压器油不同程度污染的调查污染物是变压器绝缘板的纤 维粉尘本污染水平调查在研究范围从 0.0025 到 0.0075%的重量内传导电流 直流电压下记录和桥接效应并使用光学图像监测2、、实验细节实验细节2.1 样品制备样品制备在一个真正的高压变压器内模拟污染物的存在，绝缘板的准备本实验中 的污染物等级为是 0.0025%，0.0050%和 0.0075%这三个污染物的研究应是 质量而不是数量高电压变压器的绝缘纸板圆片样品作为纸板尘埃准备这些 污染物被添加到 300ml 变压器油样品中 在应用高电压电极球前，确保没有颗粒污染物集中在一个特定区域，变压 器油搅拌彻底开始下一个测试之后一个完整的桥之间的差距，变压器油搅拌 一次使污染物分散在样品管避免外部灰尘，水分或污染物进入样品，用保鲜 膜盖样品池在保鲜膜被除去之前观察样品 样品池由玻璃制成，将直径 10 毫米的球形电极放在中间样品池中可以 加 500ml 的液体，但在实验中，只有变压器油（球形电极完全淹没在 300ml 变2压器油中）对所有的实验，电极之间的距离固定为 10mm2.2 直流测试直流测试直流电压为 20kV 球形电极，各种预定水平的污染物由三个高电压样品池供 应。

三种电压分别为 2kV，7.5kV 和 15kV通过电极间隙间的电流用吉时利皮 安计测量能观察到一个完整的桥间距时测试结束2.3 实验装置实验装置（包括显微镜、数码相机、样品池、光纤电源和一台个人电脑）3 结果与讨论结果与讨论3.1 低污染程度（低污染程度（0.0025%））在电源开关，该污染物颗粒来回移动的差距电极之间这种现象有关充电 和放电粒子在直流电场一段时间后，这些粒子开始重视双电极，以自己的形 式连接到一部分桥梁在电极表面的在 2.5 千伏，90 秒全桥开始形成然后继续 集结至薄细长的形状厚度随时间的增加，直到桥全桥是观察到 600 显示图 2（一），即桥梁没有明显变化的后观察 当外加电压增加到 7.5，所有变压器油活动是加强在一个完整的桥是在 大约 30 秒后，速度比之前的试验快此后，桥梁的厚度随着时间的推移慢慢增 加到一个完整的桥；大概 600 秒后如图 2 所示（乙）它已被注意到，厚度较3大的桥梁表面的电极的厚度桥在中点的差距当 15 应用于变压器油时 20 秒后隙薄细长的桥出现由于高电压的应用导 致较高的电场的电极之间，更粒子被吸引的差距，因此厚桥的观察在这个测 试中，单一的桥梁与同一厚度沿电极之间的差距是创建的。

一个完整的厚桥是 建立在 300 s 为图 2 所示（丙）4电流流经的间隙后，开关 2 如图 3 所示它显示了一个最初快提高电流其 次是逐步上升快速电流与 polairsation它已被注意到，目前流经的间隙逐渐 增加至整个测试期间，0.5x10-9a 到 0.8x10-9a由于这一事实，桥的形成在这 个测试不是很重要结果在一个小而逐渐上升此外，目前的增长率测试和时间， 因此，该电流饱和约 600 秒强调指出，目前只有在一个完整的饱和桥的形成， 表明之间的密切联系他们 当外加电压的增大，电流流经的间隙增加同时有 2 个特征时，电压增加 首先，所需的时间，达到饱和的程度其次，饱和电流规模增加非线性与电压 的关系它是还注意到，一旦桥增长速度变慢这可能是每一个粒子相关的电 特性差异虽然本研究中很难区分他们，据认为，一些粒子可能有一个稍高的 电导率那些具有较高的电导率将初步形成桥梁由于强介电，因此，使主要贡 献的电流随后增加不导电粒子的桥梁，发挥小作用的传导电流3.2 中等污染程度（中等污染程度（0.0050%））在开始的 90 秒，第一开关，污染物粒子被吸引到间隙，附于该电极表面 桥梁的创造在 150 秒后和拉长的部分厚度的桥梁建设直到他们联合起来，形成 完整的桥梁在 300 秒后。

该桥是厚在电极表面的和细化了它到达中点的间隙 本桥过程如图 4 所示（一）为 25当外加电压增加到 7.5， 30 秒后很快表面上出现多个分桥厚度的桥梁建 设，形成多个电极之间的桥梁 90 秒后然后，这些桥合并在一起，建立一个 固体厚桥的间隙，完成在 600 秒后，为图 4 所示（乙） 在 15k V，多偏桥中分出来电极表面的电压后，在 10 秒后连接部分桥梁 共同合作形成完整的桥梁连接两根电极，浓密的树枝近表面的电极和变薄的中 点的差距随着时间的推移桥梁，然后结合在一起，创造一个坚实的桥梁的差 距（图 4（d）） 一般来说，目前的规模流经的间隙增加的水平污染当前显示类似的方式 中油与水平低的污染一个典型的电流与时间后，开关上的直流电压 7.5 k V 示于图 5在这种情况下，极化电流小于稳定传导电流此外，时间稳定电流 随污染程度的油63.3 高污染程度（高污染程度（0.00750%））开关 2，高浓度的颗粒污染物进入间隙许多薄部分桥梁分支沿表面该电极 在 90 秒后几座桥梁连接电极形成在粉和积累颗粒污染物持续到厚桥形成在 300 s厚度桥继续增加如图 6 所示（一） 当电压提高到 7.5，许多长薄的桥梁，在 30 秒后连接电极构造很快。

在 90 秒后，那些多桥合并在一起，形成一个坚实的桥梁随着时间的推移，该桥 梁厚度的建设从表面的电极和走向中点的间隙直到一个完整的桥梁，几乎涵盖 了所有的空间这个差距是在 600 秒后 当 15 应用到间隙，细长的部分桥梁在表面形成的电极接近立即和桥梁不 断扩展延伸到多个连接的桥梁电极构造在 20 秒后厚度增加很快，在这个阶 段的桥梁直到桥连接在一起形成一个坚实的桥梁在 60 秒后然后桥梁厚度的 增加率减少，直到饱和电流后，一个完整的桥形成的过程说明在 300 秒后图 6（丙） 一个典型的 2 伏直流电压应用到间隙中存在高水平的污染图 7 所示目前 的测量之间的电极的大幅增加从 0.6x10-9a 到 1.6x10-9a 整个观察在这个测 试， 电流的增加几乎呈线性时间虽然有一种倾向，增值率目前在 600 秒后图 8 概述之间的关系目前，在变压器油污染水平目前在最后的测试使用 很显然，在一个固定的电压电流流经间隙线性增加与污染程度然而，在一个 固定的污染水平，目前的非线性变化随外加电压例如，在 0.005%，这电流7增加非常迅速，适用电压这是有关的桥接作用对由经验丰富的颗粒一个粒 子不是线性的情况介电电泳。

4 结论结论本研究做了解电力变压器油预击穿特性，可以得出以下结论： 它显示在经过一定时间以形成一个完整的桥梁上的间隙直流电压随着越 来越多的污染物颗粒厚桥的形成它提供了一个路径的电流进行 在长期的电流流过的间隙，它几乎呈线性增加的污染水平和非线性与外加 电压更多的重要的是，目前是密切相关的动态行为的桥梁之间形成的间隙。