變壓器油中硫腐蝕對油紙絕緣特性的影響研究.pdf

1、電力變壓器是電能傳輸和轉(zhuǎn)換的核心，對保障電網(wǎng)安全運行起著極為重要的作用。然而，變壓器會受到各種因素的影響而發(fā)生故障，其中油紙絕緣失效是引發(fā)變壓器故障的重要原因。近年來，發(fā)生多起由絕緣油中腐蝕性硫化物引起的變壓器故障。油中的腐蝕性硫化物會侵蝕變壓器絕緣繞組導致油紙絕緣性能下降，從而給變壓器的運行帶來安全隱患。因此，研究絕緣繞組的硫腐蝕過程與機制，硫腐蝕對油紙絕緣性能的影響，硫腐蝕引發(fā)的變壓器絕緣繞組失效的機制，具有重要的學術(shù)價值與實際意義

2、。
　　論文首先根據(jù)試驗目的搭建了試驗平臺，以礦物油與絕緣繞組作為研究對象，在實驗室條件下開展了繞組的硫腐蝕試驗；其次，通過分析單一熱與電熱聯(lián)合作用下繞組的硫腐蝕差異，研究了交、直流電場及場強大小對硫腐蝕過程的影響，探索了電場作用下的硫腐蝕情況及機制。再次，研究了硫腐蝕沉積物在絕緣繞組中的形成及在油紙絕緣層間的擴散轉(zhuǎn)移規(guī)律，對腐蝕沉積物在繞組絕緣紙層間的擴散轉(zhuǎn)移建立了相應的動力學模型。最后，研究了硫腐蝕過程中油紙絕緣特性參數(shù)的變化

3、規(guī)律，分析了這些特性參數(shù)與硫腐蝕之間的相關性聯(lián)系?；谔匦詤?shù)與硫腐蝕之間的關系對絕緣繞組的失效機制進行了探索。論文取得的主要創(chuàng)新性成果有：
　?、偈状窝芯揩@得了電場作用下繞組的硫腐蝕機制。電場作用下銅導線發(fā)生了電化學腐蝕產(chǎn)生了銅離子，銅離子作為硫腐蝕反應的反應物，促進了腐蝕沉積物硫化亞銅的生成；同時，銅離子加速了油的老化，油老化進一步產(chǎn)生酸，酸促進了DBDS-Cu2的分解從而加速形成了腐蝕沉積物硫化亞銅，其中酸對硫腐蝕的加劇作用

4、很大程度上可間接反映電場對硫腐蝕的加劇作用。
　?、谘芯苛肆蚋g沉積在絕緣繞組中的形成與擴散并提出了基于菲克第二定律的腐蝕沉積物擴散動力學模型。硫腐蝕沉積物主要附著在繞組的最內(nèi)層絕緣紙中，其會因濃度差從內(nèi)層絕緣紙向外層絕緣紙擴散轉(zhuǎn)移。沉積物的擴散主要以DBDS腐蝕銅導線產(chǎn)生的中間產(chǎn)物DBDS-Cu2進行，擴散轉(zhuǎn)移后再降解形成腐蝕沉積物。第二、三與四層紙表面的沉積物主要來自繞組最內(nèi)層絕緣紙中 DBDS-Cu2的擴散轉(zhuǎn)移，最外層絕緣紙

5、表面的沉積物主要來自繞組兩端。基于菲克第二擴散定律對腐蝕沉積物的擴散建立了動力學模型，該擴散模型的表達式為：D?2.17?10?5 exp(?9176.13/T)。
　?、垩芯康玫搅肆蚋g作用下絕緣繞組的失效機制。硫腐蝕生成的導電性物質(zhì)硫化亞銅沉積物附著在紙表面，沉積部位的電場會發(fā)生畸變，硫化亞銅與銅離子又會促使油紙的絕緣電阻下降。電場畸變與絕緣電阻的下降造成繞組容易形成局部放電，放電會對絕緣紙產(chǎn)生不可恢復的損傷。介質(zhì)損耗的增加使