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变压器油纸绝缘介质热老化过程中的空间电荷特性研究

廖瑞金  李伟  杨丽君  唐超  郝建  周欣  
【摘要】:对由25#矿物变压器油和普通植物纤维素绝缘纸组合而成的变压器油浸绝缘纸试品进行加速热老化试验,应用电声脉冲(PEA)法测量了不同热老化程度下试品在20Kv/mm下的空间电荷积聚和消散特性,讨论了热老化程度对试品内部空间电荷密度分布及电荷总量的影响。结果表明:随着变压器油浸绝缘纸试品热老化程度的加深,试品内部深能级陷阱分布密度增大,空间电荷注入总量增大;去压后油浸绝缘纸内部积聚电荷消散所耗用的时间明显增长,试品内部场强畸变时间也增长,将对油纸绝缘的性能构成威胁。研究得到去压后试品内空间电荷密度极值及电荷总量与消散时间呈现指数衰减关系,可用衰减时间常数τ来表征不同老化状态油纸绝缘的电荷消散能力。本文研究成果为进一步评价变压器油浸绝缘纸介质在不同热老化程度下的空间电荷特性提供了参考依据。可以得出:a)随热老化程度加深,加压时油纸绝缘介质内部空间电荷注入量增大,试品中部注入电荷密度到达极值所需时间增加;去压后,试品内积聚电荷消散速率变慢,电荷密度消散至背景噪声数量级所需时间增加。b)热老化会致使试品体内深能级陷阱分布密度增大,去压后将使材料内部场强畸变时间增加。c)衰减时间常数τ可为评估不同热老化状态绝缘油纸的电荷消散能力提供参考。热老化程度越深,τ值越大,绝缘油纸材料消散空间电荷的能力越弱。

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