含水率对复合电场下油纸绝缘电场分布的影响
关于变压器油中水分、气体和杂质的在线处理
关于变压器油中水分、气体和杂质的在线处理一，关于变压器中的水分变压器绝缘系统是由绝缘纸和绝缘油所组成的，二者是不可分离的，水分对绝缘油的危害是十分严重的，油中水分会加速油的劣化，使其电气性能恶化，降低电气强度。
含水量高的油可能降低甚至丧失延缓绝缘纸受潮的功能。
当油纸水分平衡紊乱时，甚至可导致绝缘击穿。
此外，油中水分还会使油的局部放电起始电压降低，局部放电强度增高。
1．油的含水量高会丧失延缓固体绝缘受潮的功能不仅绝缘纸是强吸湿性材料，绝缘油本身也是具有吸湿性的。
有关绝缘油在不同空气湿度和温度下的吸湿情况以及绝缘油在温度为25℃的不同相对湿度下的吸湿特性。
正是因为绝缘油自身也吸湿，因此它不能防止绝缘纸受潮，只能延缓绝缘纸受潮。
根据油纸水分平衡特性，当油中含水量很高时，其延缓绝缘纸受潮的功能也将完全丧失。
也就是说，在变压器密封系统中，若油中含水量高，即使阻断了潮湿入侵的来源，也会因温度的降低，使油中迁移出部分水分而被绝缘纸吸收，使绝缘纸的含水量增加。
变压器绝缘系统中，纤维绝缘的水危害远远大于油中水分的危害，因此，人们限制油中水分的实质是为了控制纤维绝缘材料受潮。
2．水分对绝缘油电气特性的影响油的含水量大于15uL/L后，其击穿电压随着含水量的增加下降极为迅速，这与油中含有固体杂质是有关的。
因为工程油总会含有一定量的固体杂质，如果油未受潮，即使存在固体杂质，因为它的介电系数于油的介电系数相比大不了多少，难以形成小桥，故对油的击穿电压影响不大。
当杂质有水分影响时，则击穿电压会明显降低。
油的击穿电不仅随含水量和含杂质量的增加而降低，而且与所含固体杂质的性质有关。
当水分和纤维杂质同时存在于油中时，对油纸绝缘系统的威胁是最大的。
3．油纸水分平衡紊乱的危害由于油纸水分平衡需在某一稳定的温度下，经较长时间才能实现，然而变压器运行温度大多是周期性变化的，因此往往很难达到真正的平衡状态。
例如，当温度升高，水分从绝缘纸中迁出时，由于受到热动力和强油循环的影响，易于均匀分布在油中，导致纸中水分布呈内湿外干的状态；反之温度降低时，油中析出水分很难均匀进入纸的内层，从而使纸形成外湿内干的状态。
大气水分参数对电力输电线路绝缘子表面电荷的影响分析
大气水分参数对电力输电线路绝缘子表面电荷的影响分析现代社会离不开电力输送，而电力输电线路的正常运行对绝缘子的绝缘能力要求很高。
然而，在实际运行中，绝缘子表面的电荷常常出现异常，导致线路的失效和事故的发生。
近年来，研究发现大气水分参数对绝缘子表面电荷具有一定的影响。
本文将从湿度、雨水和云雾三个方面探讨大气水分参数对电力输电线路绝缘子表面电荷的影响分析。
一、湿度对绝缘子表面电荷的影响湿度是指空气中所含水分的多少，是影响绝缘子表面电荷的重要因素之一。
在干燥的环境下，绝缘子表面的电荷易积聚，并且积聚的电荷迅速达到饱和，导致绝缘子表面电场强度升高，易引发电弧放电，使绝缘子失去绝缘能力。
而在湿润的环境下，绝缘子表面的电荷会受到空气中的水分分子的影响，使得绝缘子表面电导率升高，电荷易被释放，绝缘子保持正常工作状态。
二、雨水对绝缘子表面电荷的影响雨水是一种常见的湿度形式，它在与绝缘子表面接触时，会湿润绝缘子表面并带走积聚的电荷。
适量的雨水能够将绝缘子表面的污秽物冲刷干净，恢复绝缘子的绝缘能力。
但是，雨水过多或过于强劲的冲击会导致绝缘子表面形成细小的水滴，增加了电弧放电的概率。
此外，雨水中含有的杂质和污染物也有可能使绝缘子表面产生导电层，加速电荷积聚，进一步降低绝缘子的工作效果。
三、云雾对绝缘子表面电荷的影响云雾是一种大气水分形式，其含水量较高且分布广泛。
当云雾接触绝缘子表面时，水分子会吸附在绝缘子表面，形成微小的水膜。
这一水膜会降低绝缘子表面的电场强度，使电荷无法积聚，保持绝缘子的正常工作状态。
然而，云雾中的水膜也可能在积聚过多的情况下导致湿漉漉的表面，增加表面渗漏电流，降低绝缘子的绝缘能力。
综上所述，大气水分参数对电力输电线路绝缘子表面电荷具有一定的影响。
湿度、雨水和云雾这三个因素在一定程度上可以调节绝缘子表面电荷的积聚和释放。
合理调控大气水分参数，保持适宜的湿度和雨水量，及时处理积聚的水滴和污染物等问题，可以提高绝缘子的绝缘性能，确保电力输电线路的安全运行。
含水量和温度对变压器油介电性能的影响
虑到空气中水分对变压器油的影响，在对变压器油 进行试验前，再次进行含水率测量，并以此为最终 含水量。 2.2 测试平台
是，无论新油还是经过过滤、净化的油，都含有一 定的微量水分；并且，在运行过程中由于纸板纤维
水分转移规律和含水量变化趋势，提出基于整个老 化过程中油中含水量等变量的老化诊断方法 [8]。
等高分子材料的降解和外部环境中潮气的渗入，油 中的微水含量还将增加 [2]。水分被认为是除温度以
随着数字技术的发展，无损的检测技术越来越 多被应用于在线监测，频域介电谱法 (FDS) 就是其
LIU Li-lan1, PENG Zong-ren1, WANG Zhu2, CHEN Hong-ri2 （1 State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China;
关键词：变压器油；含水量；频域介电谱；直流电导率 中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2018)03-0029-04
Effects of Moisture and Temperature on Dielectric
Properties of Transformer Oil
2 Wuhan Nari Co., Ltd, State Grid Electric Power Research Institute, Wuhan 430074, China） Abstract: Transformer oil is the important liquid insulating dielectric of oil-immersed power transformer. With the exception of temperature, moisture is considered to be one of the most important factors of influence on the transformer insulation. This paper established the high temperature and high voltage dielectric spectroscopy test system and studied on the dependence of frequency on relative permittivity and dielectric loss factor of transformer oil with different moisture content and temperature, based on the frequency domain spectroscopy (FDS) method. According to the test data, the direct current (DC) conductivity was further deduced, and the quantitative relationship among moisture content, temperature and DC conductivity was obtained to provide the basis for the diagnosis of moisture content of transformer oil. Key words: transformer oil; moisture content; frequency domain spectroscopy; direct current conductivity
油纸绝缘电力设备绝缘纸中含水量估算方法、频域介电谱测试案例
11
DL/T××××. ×—2020
附录 F
（资料性附录）
油纸设备频域介电谱测试案例
F.1 500kV 油纸电容式变压器套管频域介电谱（FDS）法测试案例
收集中国南方地区 2015~2019 年 500kV 油纸电容式变压器套管部分介电谱分析案例，对不同套管
故障类型和频域介电谱特征进行说明。表 F.1 为异常套管基本情况及油色谱试验数据：
DL/T××××. ×—2020
附录 E
（资料性附录）
设备绝缘纸中含水量估算方法
E.1 油-纸绝缘介质损耗因数随频率的关系曲线 电容型油纸绝缘设备油-纸绝缘系统的介质损耗因数 tanδ 与频率 f 之间呈典型的“S”形曲线，如
图 E.1 所示。水分影响低频区域和高频区域。曲线的中间，斜率比较陡的部分体现了油的传导性。绝 缘材料的几何形状确定了斜率较陡的左侧“突起”。
(E.2)
测量绝缘纸（板）含水量常采用曲线比对的方法，具体流程如图 E.3 所示，主要包括四个步骤：
（1）制备不同含水量的绝缘纸（板），测量各绝缘纸（板）不同温度下的复介电常数，建立不同
含水量绝缘纸（板）在各温度时的复介电常数数据库。
（2）测量待测试设备的 tanδ-f 曲线，记录测量时的温度 T，并根据绝缘纸（板）与油道的尺寸估 算体积分数 X 和 Y；
电抗器、电磁式电压互感器、电流互感器、电容式套管绝缘结构的等效模型与变压器的相似，只
需要根据绝缘结构调整 X、Y 即可获得。
测量的tanδ-f曲线
数据库
温度T
变压器油 电导率
变压器油 复介电常数
油浸纸板 复介电常数
XY等效模型 复介电常数
比较
计算的tanδ-f曲线
水分对油纸绝缘复合电场击穿特性的影响
哈尔滨理工大学学报JOURNALOFHARBINUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY第25卷第5期2020年10月Vol. 25 No. 5Oct.2020水分对油纸绝缘复合电场击穿特性的影响刘青松打邓 军%,张 良%,王 奇%,陈庆国2,池明赫2(1.南方电网超高压输电公司检修试验中心，广州510663；2.哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室，哈尔滨150080)摘要：为研究水分对油纸绝缘复合电场击穿特性的影响，文章利用试验方法得到了得到了不同含水率下浸油纸板的介电特性、电导特性、介质损耗特性、击穿特性以及油纸组合绝缘的击穿特性。
研究结果显示,水分增多将降低油浸纸板电阻率,同时增加介电常数和介损,油浸纸板的击穿电压随水分增加存在峰值，峰值随外施电压中交流含量的增加向高含水区移动，而油纸复合绝缘击穿电压随纸板中水分增加呈下降趋势。
为分析油浸纸板和油纸组合绝缘击穿电压随水分增加变化差异的原因，对浸油纸板的微观结构进行了观察，分析结果表明油浸纸板可以看成是尺寸极小的油 -纸所组成的复合绝缘结构。
在油浸纸板试样中，由于油和纸的体积分数较为接近，水分对二者均产生了影响；在油纸组合绝缘中，由于油浸纸板和油的体积相差较多，水分主要对油浸纸板绝缘特性产生影响。
由二者对比可知油纸组合绝缘中油浸纸板的特性对整体绝缘起着至关重要的作用，尤其在直流分量较高时。
关键词：换流变压器；油浸纸板；水分；电导特性；击穿DOI ： 10.15938/j. jhust. 2020.05.006 中图分类号：TM855文献标志码：A 文章编号：1007-2683(2020)05-0040-07Effect of Moisture on Breakdown Characteristics of Oil-paperInsulation in Complicated Electric FieldLIU Qing-song', #£TVG Jun 1,Lfang 1, 06 , CHEN 06g-goo 2 , CHI S6g%$2(1. Maintenance and Test Center , CSG EHV Power Transmission Company , Guangzhou 510663 , China ；2. Key Laboratorg of Engineering Dielectrics and Its Application , MOE , Harbin University of Science and Technologz, Harbin , China)Abstract : In order to study the eVect of moisture on breakdown characte/stid of oil-paper insulation incomplee electac field , this paper obtains the dWlectac constant 01x 1:^500 , conductive characteVstica ,dielectac loss characte/stic and breakdown characte/stica of oil-impregnated pressboard and breakdowncharacte/stics of oil-paper insulation via expe/ments. The result shows that the growth of moisture decreases tOe resistivity of oil-impregnated pressboard , increases the relative dWlectac constant and dielectric dissipdion factor. Theaeisabaeakdown peak otoie-impaegnated paesboaad moeingwith themoistuae , whih goestothehigh moistuaearea wiOi the AC content i ncreasing in applied voltage. But the breakdown voltage goes down directly in oil-paperinsulation. To —lyze tOe reason which results in the dWference betwen tOe two insulation structures , tOe micro收稿日期：2018 -07 -11基金项目：南方电网公司科技项目(CGYKJXM00000042)'国家自然科学基金面上项目(51677046)；黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划(UNPYSCT-2016159).作者简介：刘青松(1986-),男，工程师；邓 军(1985-),男，博士研究生,高级工程师.通信作者：池明赫(1985—),男,博士，副教授,E-mail : chiminghe1985@ 163. com.第5期刘青松等:水分对油纸绝缘复合电场击穿特性的影响41structure of oil-impmanated pressboard was boserved.The result shows that the oil-impreanated pressboard can be equaled to a Uny oil-paper insulation.In oil-impreanated pressboard the moisture affects both the paper and the oit Or the volumes of paper and oil arc simPar.But in the oil-paper insulation the moisture mainly affects the paper Or the huge gap between the paper and pring the breakdown voltage between oil-impmanated pTessbord and oil-paper insulation,it can be intred that in oil-paper insulation the paper in more important,especially wiht the high DC content.Keywor/s:converter transOrmcr；oil-impreanated pressboard；moisture；conduction；breakdown0引言流直流输电中的关键设备，其可靠性对直流电网的稳定性具有重要意义［―3*。
水分对复合电场下油纸绝缘局部放电特性的影响
水分对复合电场下油纸绝缘局部放电特性的影响作者：刘青松邓军池明赫陈庆国来源：《哈尔滨理工大学学报》2018年第06期摘;要：为研究水分对复合电场下油纸绝缘局部放电特性的影响，文章进行了不同含水率下的油纸绝缘结构典型电场下局放特性试验，得到了不同含水率下，油纸绝缘在针-板电极和平板电极中的复合电场局放特性。
结果显示，直流分量对局放起始电压及局放量影响较大。
不同含水率下局放量均随电压的升高而增大。
极不均匀电场下，高含水率下的局放量始终大于或等于低含水率时;均匀电场下，高低含水率下的局放曲线随电压升高出现交叉。
经分析得出结论，水分使变压器油电导率增大，易于油水界面空间电荷消散，导致放电量增加。
液体介质中的局部放电除经典的介質中气泡缺陷模型外，还可能存在多水滴融合缺陷模型。
该缺陷是导致平板电极下高低含水率的油纸绝缘放电曲线出现交叉的主要原因。
关键词：换流变压器，油纸绝缘，复合电场，水分，局部放电DOI：10.15938/j.jhust.2018.06.015中图分类号： TM85文献标志码： A文章编号： 1007-2683（2018）06-0082-06Abstract：In order to study the effect of moisture on PD characteristics for oil-paper insulation in complex electric field;PD tests with different moistures were carried out under the typical electric-field of oil-paper insulation.;The PD characteristics under needle-plane electrodes and plane-plane electrodes were obtained sepratedly in complex electric field with different moistures.;The result shows that DC content has a great effect on the inception voltage and PD volume.;All the PD volume grow up with the voltage rises under different moisture.;In severe non-uniform electric field;PD volume in high moisture is always larger than the one in low moisture or equal to it.;In uniform electric field;the PD curve in high moisture crosses with the one in low moisture.Via analyzing;it is concluded that the conductivity in oil is increased by moisture;which makes the space charge disappeared easier from oil-water interface;and then enhances the PD volume.;There may be a bubble combination defects PD model in liquid dielectrics;besides a classic bubble defects PD model.;The bubble combination maybe the major reason which results in the PD curves in high and low moisture crossing over under plane-plane electrodes.Keywords：converter transformer; oil-pressboard insulation; complex electric field; moisture; partial discharge0;引;言随着电网向远距离、高电压、大容量的趋势发展，直流输电（HVDC）的优越性愈发明显[1]。
不同含水量对油纸绝缘老化速率的影响
不同含水量对油纸绝缘老化速率的影响摘要：在变压器内绝缘当中，油纸绝缘是非常重要的组成部分，二者在变压器运行过程中会受外部的机械振动以及内部氧气、水分、电、热等各种因素的共同作用，而慢慢老化，造成变压器绝缘性能的逐步下降，导致变压器无法符合工作要求。
其中水分会导致油、纸绝缘的电气强度大幅度降低，造成绝缘效果下降，油纸快速老化，因此需要重视水分对油纸绝缘老化速率产生的影响。
关键词：含水量；油纸；绝缘老化；速率1绝缘油和绝缘纸的受潮与老化概述1.1 变压器油变压器油干燥纯净，这种油非常容易吸潮。
在变压器油当中，水的存在形式有两种，一种为溶解状态，另一种为悬浮状态。
溶解状态下，水分会快速分散对油的工作压力，不会产生较大影响，而悬浮状态对油的耐压会产生一定的影响，通常而言如果变压器油当中的含水量增加，会影响绝缘油的绝缘性，能造成击穿电压降低。
尤其是在油的融水能力饱和后，水会导致变压器油的绝缘性大幅度下降。
1.2 绝缘纸和纸板变压器油当中如果出现大量水分，不单单会对变压器的绝缘特性产生影响，还会对绝缘纸的性能产生一定的影响，在变压器当中全纸具有非常重要的作用，其主要成分为纤维素卷纸的强度与纤维的强度，纤维的状况以及纤维的化学键息息相关。
在实际应用过程中，变压器的固体绝缘材料受氧气、水分、温度等相关因素的共同影响，纤维素很容易出现水解、氧化、降解、热结等，最终会出现物理化学性能劣化老化。
绝缘老化主要是纤维素大分子在设备运行过程中逐步分解产生 D－葡萄糖单体，这些低葡萄糖单体并不稳定，也会在后续出现分解，因为纤维素分子结构当中具有大量的氢氧根，因此很容易与氢离子结合产生水导致纤维当中含水，与此同时氢氧根也会被一些极性分子所包围，以氢键为基础结合。
这样会导致纤维破坏速度，进一步加快。
在纸受热的条件下，里面的纤维素会逐步降解产生水，如果水分成为游离肽会加快纤维素降解的速度，因此可以发现在绝缘纸当中，如果具有一定的含水量，会导致其液化速度进一步加快，使用寿命缩短。
运行环境对换流变压器油纸绝缘电场分布的影响
第２５卷 第５期２０２１年５月 电 机 与 控 制 学 报Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｃｈｉｎｅｓ ａｎｄ ＣｏｎｔｒｏｌＶｏｌ ２５Ｎｏ ５Ｍａｙ２０２１运行环境对换流变压器油纸绝缘电场分布的影响池明赫１，２，３， 李毅恒１， 罗青林２， 张潮海３， 孙文鑫１， 关毅１， 陈庆国１（１．哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室，哈尔滨１５００８０；２．特变电工股份有限公司，新疆昌吉７５０３０６；３．哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院，哈尔滨１５０００６）摘 要：为研究多环境因素对换流变压器阀侧典型油纸绝缘结构电场分布的影响，在－２０℃～８０℃以温度和含水率为变量对变压器油和浸油纸板进行电导率和相对介电常数的测量。
建立换流变压器阀侧主绝缘模型，利用实测数据建立动态材料属性，通过仿真得到不同温度、含水率在外施电压幅值为８００ｋＶ的纯交流、８３％直流含量、８７．５％直流含量以及纯直流条件下的油纸绝缘结构电场分布。
研究结果表明：当温度为－２０℃或０时浸油纸板电导率随电场强度升高呈先降后升的趋势，而当温度为２０℃或８０℃时浸油纸板电导率随电场强度呈上升趋势。
温度、含水率和外施电压直流含量均会对油纸绝缘电场分布产生影响，最大场强的位置会随外施电压直流分量与浸油纸含水率的变化而改变；运行温度下换流变主绝缘承受的场强高于常温下；水分会使绝缘纸板电导率明显上升甚至高过绝缘油，导致油中场强高于纸板中。
关键词：油纸绝缘；温度；水分；电场分布；动态参数；过渡时间ＤＯＩ：１０．１５９３８／ｊ．ｅｍｃ．２０２１．０５．００９中图分类号：ＴＭ８５文献标志码：Ａ文章编号：１００７－４４９Ｘ（２０２１）０５－００７１－０９收稿日期：２０２０－１０－１４基金项目：国家重点研发计划资助（２０１７ＹＦＢ０９０２７０４）；国家自然科学基金面上项目（５１６７７０４６＆５１８７７０５６）；中国博士后基金（４３ＸＢ３８２２ＸＢ）作者简介：池明赫（１９８５—），男，博士，副教授，研究方向为变压器油纸绝缘特性；李毅恒（１９９５—），男，硕士研究生，研究方向为高电压绝缘技术；罗青林（１９６４—），男，博士，教授级高工，研究方向为变压器类产品绝缘结构研究与新技术开发；张潮海（１９６３—），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电气绝缘、等离子体及其应用技术；孙文鑫（１９９５—），男，硕士，研究方向为高电压绝缘技术；关 毅（１９８７—），女，博士研究生，研究方向为高电压绝缘技术；陈庆国（１９７０—），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为高电压绝缘、电力设备绝缘检测及高电压应用新技术。
运行条件对复合电场下油纸绝缘击穿特性的影响
运行条件对复合电场下油纸绝缘击穿特性的影响换流变压器是直流输电网络中的关键设备之一,由于所受电压与普通交流电力变压器不同,且在特殊环境下运行的技术资料不充足,其阀侧主绝缘在出厂试验和运行中都具有较高的故障率。
国内外专家针对换流变压器绝缘问题开展了大量研究,但研究内容较少涉及换流变压器运行环境对绝缘的影响,因此有必要对运行条件下换流变压器阀侧主绝缘开展更加深入的研究。
为研究温度及水分对复合电场下油纸绝缘电场分布的影响,在不同温度及不同含水量下对变压器油和浸油纸板进行了相对介电常数和体积电阻率的测量,通过曲面拟合的方法得到了水分及温度影响下二者的相对介电常数和体积电阻率表达式。
结合对电路模型的推导,得出了温度及含水量影响下的复合电场分布方程,通过仿真分析了温度及水分对复合电场下典型油纸绝缘结构电场分布的影响。
研究结果表明,随温度及含水量的增加,变压器油和浸油纸板的体积电阻率和相对介电常数均按指数规律下降,但相对介电常数变化不明显。
温度升高将导致纸中电场强度下降和油中电场强度上升,且水分平衡处于非平衡状态过程时油纸绝缘中电场强度的变化幅度比水分平衡时大,交流含量越低该现象越明显。
当水分平衡处于稳定状态时随含水量增加油中场强上升、纸中场强下降;随着含水量的上升,油纸绝缘电场分布的变化呈加速趋势。
经分析后得出结论,变压器油和浸油纸板的体积电阻率在温度(或含水量)影响下变化率不同,导致交流含量较低的复合电压下温度(或含水量)对油纸绝缘电场分布有较大影响。
为进一步分析运行条件对复合电场下油纸绝缘击穿特性的影响,分别在不同温度、含水量以及交流含量的复合电压下对平板电极油纸绝缘模型进行了击穿试验,得到了条件下油纸绝缘的复合电场击穿特性。
总结出复合电场下油纸绝缘击穿电压数学模型,并提出了对复合电场下油纸绝缘结构设计进行优化的可能。
试验结果表明,随温度上升复合电压下油纸绝缘的击穿电压先升后降,但峰值对应的温度点不同,且击穿电压的变化范围也不相同。
水分对变压器油纸绝缘系统老化速率的影响研究
含量的变化曲线
从图 2 可以看出 ：水分含量随着热老化时间的
变化并无显著上升或下降趋势，均在极微小的范围
内上下浮动，因此对于在热老化进程中生成的水分
对聚合度测量数值的影响大体可以不用考虑。
2.2 油纸零阶动力学模型
为了更加准确地评估水分含量对油纸在热老
化过程中降解速率的影响，本文建立油纸老化动
力学模型量化油纸降解速率。国外学者 E m s l e y 和
0 引言
电力系统中担当电能转换和输送角色的最关键 设备是变压器，其中油和纸是构成变压器主绝缘系 统的主要材料。油和纸在长时间使用过程中极易遭
目前针对水分对油纸绝缘的影响这一课题的研
究成果主要分类如下 ：(1) 水分对能够有效精确研 判油纸绝缘情况的电气特征参量的影响研究 [5] ；(2) 水分对油纸绝缘电气强度及性能的影响研究 [6] ；(3) 水分在油 - 纸间动态平衡系统中的变化研究 [7]。其
电工电气 (2021 No.7)
水分对变压器油纸绝缘系统老化速率的影响研究
水分对变压器油纸绝缘系统老化速率的影响研究
汪旭旭
(国家电网有限公司特高压建设分公司，北京 100032)
摘 要 ：油纸绝缘的老化进程在极大程度上会受到水分的影响，为精准研判水分对其老化速率的影响， 在实验室创造试验所需材料和条件制备了 1%、2.5%、4% 3 种不同水分含量的试品，并对 3 种试品开展加速 热老化，且时间均控制为 0、10、20、30、40 天。在清晰掌握多种能够反映油纸绝缘状况特征参数的前提 下选取聚合度来研判水分对油纸绝缘老化速率的影响。研究结果表明 ：随着水分含量的增加，平均降解速 率 k 会增大，而且 k 的增速从 1% 增加至 2.5% 时明显比从 2.5% 增加到 4% 时要大得多。该法为精准分析油 纸受潮状态，研判变压器剩余运行时长提供了一定参照。
一种复合电场下油纸绝缘水分迁移暂态分布的评估方法
一种复合电场下油纸绝缘水分迁移暂态分布的评估方法It is essential to understand the transient distribution of moisture in oil-paper insulation under a composite electric field. This evaluation method plays a crucial role in assessing the insulation performance and reliability of power equipment. The complex interplay between the electric field and moisture migration in the oil-paper insulation system can significantly impact the overall efficiency and operational safety of the equipment.了解复合电场下油纸绝缘的水分迁移暂态分布是至关重要的。
这种评估方法在评估电力设备的绝缘性能和可靠性方面发挥着关键作用。
电场与水分在油纸绝缘系统中的迁移之间复杂的相互作用会显著影响设备的整体效率和运行安全。
One perspective to consider when evaluating the transient distribution of moisture in oil-paper insulation under a composite electric field is the impact on dielectric strength. Moisture migration can lead to localized increases in conductivity, reducing the dielectric strength of the insulation material. This reduction in dielectric strength can result in partial discharge and breakdown of theinsulation system, compromising the overall reliability of the equipment.在评估复合电场下油纸绝缘的水分迁移暂态分布时的一个角度是对介质强度的影响。
含水量对变压器油介电性能影响的研究 张伊旎
含水量对变压器油介电性能影响的研究张伊旎摘要：在电力系统中，变压器是不可或缺的设备之一，其与电力系统的安全性、稳定性有直接关系。
在油浸式变压器中，变压器油是不可或缺的绝缘介质，其不仅具有绝缘的作用，还具有冷却、消弧的作用。
油中含水量会直接影响其绝缘性能，本文对其具体影响情况进行了相关的阐述和分析。
关键词：含水量；变压器油；性能通常，变压器油中并不会出现过多的水分。
这主要是由于水分子属于极性分子，所以油的憎水性较强，导致油中难以出现大量水分。
然而，这并不能保证油内绝地不含有任何水分，大部分情况下，不论是新油，还是净化油，其都含有微量水分，约10-6级。
在油浸式变压器使用的过程中，内部纤维等高分子材料降解会增加变压器油中的水份含量。
不仅如此，外部潮气也时常会进入变压器内部，导致油中含水量增加，进而影响其绝缘性能。
含水量对变压器油介电性能影响的研究理论从上表中可知，随着温度和含水量的升高，电阻率会不断的变小。
造成在这种情况的原因有两种：一种是高温加速离子运动，进而增强导电性能，降低电阻率；另一种是水分将低分子有机酸溶解，进而强化水分子导电能力，最终造成电阻率的减小。
含水量对频域介电性能的影响对频域介电性的影响包括对介电常数的影响、对介损因素的影响两个部分。
在介电常数方面：对不同含水量的油样进行介电常数频谱特性的测量，测量温度各不相同，频率范围在0.01-500Hz之间。
根据测量数据绘制相应的介电常数频谱图，分析图中内容可知，每个图的趋势基本相同，只有介电数值存在一定的差异。
也就是说，在电阻率频率较低的情况下，含水量与介电常数之间呈正比关系，前者增加后者会随之增大。
这主要是因为水比变压器油的介电常数大，而油样并没有出现介电常数的变化。
根据频谱图可知，油样介电常数会按照一定规律进行变化，其与频率的变化息息相关。
也就是说，低频的情况下，温度加大，介电常数也会加大，随着频率的加大，指数会逐渐减小。
如果在高频的范围之中，不论是温度还是频率，其都不会对介电常数产生过多的影响，介电常数比较稳定，不会出现明显变化。
不同含水量对油纸绝缘老化速率的影响
２ １ 变 压器 油 ．
电力变压 器和 与之 配套 的 电抗 器 、 电流互感 器及
电压互感 器等 是 电力 系统最 重要 的 电气 设备 ， 些 充 这 有 矿 物绝 缘 油和 以 纸或 层 压 纸 板 为 绝缘 材 料 的 电气 设 备 的运 行状 态 对 电 力 系统 运 行 的 可 靠性 具有 决定 性意 义 。 目前 ， 内外 对于 油纸 绝缘 的热 老化 、 国 电老化
也会有 Ｃ Ｏ和 Ｃ 生 成 。 Ｏ： 由于纤维 素分 子结 构 中含 有氢 氧根 ， 存在 形成 便 水 的潜在 可 能， 纸纤 维有 含水 的 特性 。 使 此外 ， 些氢 这 氧根 可认 为是 被各 种极性 分 子 （ 酸和 水 ） 围着 的 如 包 中心， 们 以氢 键相 结合 ， 得纤 维 易 受破坏 。 它 使 当绝缘 纸在 受热 状态下 ，纤维 素 自身 降 解生 成水 ，如 果水 份 从绝 缘纸 中游离 出来 ， 则会 更 加促 进纤 维 素 的降解 。 绝缘纸 中含水量越大 ， 其劣化程 度越高 。 劣化过 程是绝
中图分 类 号 ： Ｍ２ ５ ６ Ｔ ５ Ｔ １ ． ； Ｍ８ ５ 文 献 标志 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ９ ２ ９ ２ ０ ）３ ０ ０ ３ １０ —９ ３ （ ０ ８０ —０ ４ —０
Ｅｆ ｅ ｔ ｆ Ｄ ｉ ｆ ｒ ｎｔ ｆ ｃ ｏ ｆ ｅ ｅ Ｍ ｏ ｓ ｕｒ Ｃｏ ｅ ｉｔ ｅ ｎｔ ｎｔ
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出
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反 映绝 缘纸 老化 程度 的重要 指 标。
钛
糠 醛 （ ｕ ｒｒ１是 解聚 后 形成 的一 种主要 氧杂环 Ｆ ｒｕａ ） 化合 物 ， 分子 式 为 Ｃ Ｈ ， Ｏ：学名 是 ａ一呋喃 甲醛 。无 色或 黄 色状 液体 ， 比重 １ １ ８ ． ６ ／ｃ ，沸点 ． ６ ～１ １ ２ ｇ ｍ。 １ ９ ５ １２ ５℃ ， 子量 ９ ． ９ 它 溶解在 绝缘 油 中， ５ ．～ ６ ． 分 ６０ 。
变压器油纸绝缘水分的回复电压分析法
变压器油纸绝缘水分的回复电压分析法摘要：本文通过详细分析变压器油纸绝缘中的水分极化特性，验证了回复电压方法判定固体绝缘水分的质量分数的原理；还试着研究了变压器油纸绝缘水分质量分数与回复电压特征量及极化谱之间的联系。
关键词：变压器；油纸绝缘；回复电压方法1 水分对绝缘老化的影响变压器油纸绝缘材料中水分过多不但会使得绝缘油击穿电压降低、介质损耗因数变大，还会导致绝缘油纸加速老化，这样就不仅会影响了供电的可靠性，还会导致变压器遭到彻底损坏，造成巨大的经济损失。
有研究表明，因为在运行温度下纤维素材料有水解的作用，所以绝缘老化速率便会跟着固体绝缘内水分质量分数的增加而增大。
如果绝缘纸的水分质量分数从0．3％加到1％，老化速率便会增加6倍；增到2％时，老化速率就会增加10倍。
所以，同时投运的同类变压器即使运行条件相同，也会因水分质量分数不同而导致不同的老化程度。
在油纸绝缘系统的水分中，只有少部分是由于制而残留的水分，有很大部分都是因为大气中的水分、绝缘油和纸板老化分解产物带来的。
而绝缘纸板有非常强的吸湿特性，在变压器本体总水分质量分数中，有高达99％的水分都存在于固体绝缘中心，所以评估油浸电力变压器固体中的水分质量分数，并采取相应维修措施，可有效地使电力变压器的绝缘老化得以延缓。
在绝缘受潮之后，绝缘纸板的极化特性也会随着发生改变，水分子是强极性分子，因为绝缘介质中有水分子，所以一旦外电场的作用，就会造成损耗增大，此过程中界面极化有很大的影响。
可以看出，利用绝缘介质的极化特性能有效诊断变压器固体绝缘的水分质量分数，进而诊断变压器的绝缘老化。
2 极化谱测量方法如图1，U表示直流电压源，K是开关，极化谱测量过程如下：（1）将开关K闭合到位置1，电源U对试品进行充电，在充电期间，绝缘介质将被极化，表面出现束缚电荷，内部偶极子按电场方向呈定向排列。
（2）充电一段时间后，将开关K闭合到位置2，试品被短路一段时间（一般为充电时间的一半），绝缘介质去极化，部分电容电荷被释放。
水分对油浸绝缘纸板沿面爬电的影响
水分对油浸绝缘纸板沿面爬电的影响
沿面爬电是变压器中主要放电形式,曾导致多起变压器事故。
水分是影响沿面爬电的重要因素,开展水分对绝缘纸板沿面爬电特性的研究,对于正确认识水分在沿面爬电过程中的作用、预防水分导致的变压器爬电事故具有重要意义。
论文基于油纸间水分平衡原理制备了不同水分含量的油及纸板试样,建立了沿面爬电试验研究平台,试验研究了不同含水量的油试样、纸板试样及含游离态水的长纸板试样的沿面爬电过程。
研究表明,基于空气、油、纸板间水分平衡原理制备试样符合实际变压器中情况；油中水分含量的增加会降低沿面爬电的起始放电电压,40ppm含水油样的起始电压较15ppm油样下降80%,并且油中水分会导致间歇性放电出现；绝缘纸板中水分的增加会显著降低沿面爬电的起始放电电压,水分质量为3.5%的绝缘纸板起始电压较1.2%的绝缘纸板下降35%,绝缘纸板水分的增加会加快沿面爬电速度,游离水的危害最大,其出现会导致低场强、长间隙沿面爬电的快速发展,大幅提高沿面爬电速度。
利用三电极法测量了不同含水量绝缘纸板的电导,利用Ansys软件计算了试验中所用沿面爬电电极模型的电场分布。
建立了沿面爬电电极模型中绝缘纸板电导、2.5mm间隙处场强E2.5、最大场强Emax、高场强区域投影面积S、可击穿场强半径r与沿面爬电特征量间的联系,并据此对不均匀水分分布绝缘纸板的爬电特性进行了仿真。
研究表明,绝缘纸板中水分的增加会导致其电导率增加,游离水会显著提高绝缘纸板电导率；仿真与试验的联系证明E2.5、Emax、S、r能够准确反映沿面爬电的特性；绝缘纸板外层水分大于内层水分,高水分区域靠近电极时,沿面爬电起始电压降低,击穿通道增长,爬电速度加快。
油纸绝缘电力设备绝缘纸中含水量估算方法、频域介电谱测试案例
油色谱数据（μL/L）
无 H2：15.7，CH4：9.4，C2H2： 1.3，C2H4：1.4，C2H6：1.5， CO：321，CO2：335 H2：13785.7，CH4：3041.1， C2H2：2.10，C2H4：1.9，C2H6： 527.0，CO：38.1，CO2：176.1 H2 ： 11798 ， CH4 ： 2081.0 ， C2H2：3.4，C2H4：3.3，C2H6： 442.7，CO：91.3，CO2：330.4 H2：13045.2，CH4：490.0， C2H2：3.4，C2H4：3.9，C2H6： 847.1，CO：105.6，CO2：358.1 H2：104.8，CH4：247.1，C2H2： 725.8，C2H4：759.5，C2H6： 302.7，CO：122.2，CO2：8249.6
对#5 套管进行解体，解体到第 3 屏时，发现绝缘纸表面粘性逐渐增大，靠近导电管纸层上发现粘
稠状蜡状物，呈规律性条状分布，如图 F.5 所示。
图 F.5 电容芯子内部蜡状物 （5）#6 套管返厂试验和解体情况： #6 套管解体前测试主绝缘 8500MΩ，小于规程要求值 10000MΩ；介损 0.791%，较出厂/交接值 0.332%增加 138.3%；套管末屏绝缘 360MΩ，介损 4.86%，超出规程注意值 2%；电容量变化率未超出 规程值。分别从套管顶部取油口取油做试验，试验结果如表 F.9 所示。由表中数据可知，乙炔、总烃、
11
DL/T××××. ×—2020
附录 F
（资料性附录）
油纸设备频域介电谱测试案例
F.1 500kV 油纸电容式变压器套管频域介电谱（FDS）法测试案例
收集中国南方地区 2015~2019 年 500kV 油纸电容式变压器套管部分介电谱分析案例，对不同套管
绝缘油介质中水分含量对其电气性能的影响
绝缘油介质中水分含量对其电气性能的影响发布时间：2022-09-13T08:44:56.087Z 来源：《中国电业与能源》2022年第9期作者：高建和王猛[导读] 变压器油中的水分含量，会对变压器油的交流局部放电、体积电阻率、相对电容率、介质损耗因数、交流击穿电压等造成影响高建和王猛云南红河泸西供电局云南省红河州 652499；云南电力技术有限责任公司云南昆明 650214摘要：变压器油中的水分含量，会对变压器油的交流局部放电、体积电阻率、相对电容率、介质损耗因数、交流击穿电压等造成影响，本文通过试验探究，对不同水分含量下变压器油的性能进行了探究，结果显示随着水分含量的升高，变压器油的电气性能出现了显著下降。
因此在变压器油使用过程中，需要保持其具有较高的纯净度，从而更好的保障电气设备的运行安全。
关键词：绝缘油；水分含量；电气性能；在电力变压器中，变压器油主要起着绝缘和冷却的作用，其质量对于电力变压器的运行安全具有重要意义。
纯净的变压器油的绝缘性能良好，但是如果变压器油中的水分超过一定范围以后，其绝缘性能就会大幅下降。
通过对局部放电进行检测，可以及时发现绝缘材料的状况，及时发现设备内部的绝缘缺陷，预防潜伏性和突发事故的发生。
绝缘油介质中水分含量对于其性能有着比较大的影响，基于此本文对绝缘油介质中水分含量对其电气性能的影响进行了探讨。
1 试验方法1.1 微水含量测定采用IEC 60814：1997中规定的方法来测定微水含量，在进行取样和进样的过程中要做好密封；在进样前，需要对取样注射器进行润洗，具体的方式是用试样油清洗3次；在进样过程中，将注射器的针头插入仪器的反应液中；在进样以后要立刻开始进行分析。
每次分析的进样量通常为1mL，连续分析10次，然后取平均值，得到最终的测试结果。
1.2 交流局部放电试验按照GB/T 17648—1998的方式来进行交流局部放电试验，按照该标准规定的油杯中进行交流局部放电试验，下电极为一个直径为 12.5~ 13 mm的轴承钢球，上电极为尖端曲率半径为3 μm针电极。
含水量对变压器用天然酯绝缘油的影响研究
含水量对变压器用天然酯绝缘油的影响研究发布时间：2021-06-23T16:52:31.940Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：任毓[导读] 摘要：天然酶的专门化是指通过添加抗氧化剂、杀菌剂等而生产的植物油的分离。
国网山西省电力公司吕梁供电公司山西吕梁 033000摘要：天然酶的专门化是指通过添加抗氧化剂、杀菌剂等而生产的植物油的分离。
产自石油产品的植物油主要由甘草酸组成，即甘油和脂肪酸是通过与分子量高、制动点高的酶结合而形成的。
转基因技术可以种植高质量、高质量的油料作物，从而能够大量生产温室气体。
天然酶比化石燃料具有较高的、安全的和可再生的优势，并提供了极好的下降，在意外泄漏的情况下，土壤中的代谢率达到97%，而矿物油仅为1%左右。
关键词：天然酯绝缘油；含水量；热稳定性；电击稳定性；变压器引言高压定向装置（如电压互感器）中的绝缘和热效应导致矿物油由于电力性能高、成本低、用途广泛而应用于变压器。
但是，矿物油的闪电强度较低，无法满足电气设备高防火性能的高要求。
而且生物降解脆弱，一旦发生泄漏，可能严重破坏矿产资源；同时，矿物油是不可再生的，今后的使用和发展受到严重限制。
因此，寻找一种新的、低功耗、可回收和无害环境的介质是很重要的。
1天然酯绝缘油配电变压器试制今天的酶比矿物油短、耗时少，酶分离标准也少，当然各个品牌的性能和参数也有差异。
为了研究酶在电力变换器中的实际应用，总结了酶分离的参数和特性及其对变压器的影响。
采用三种变压器进行常规测试、温度升高等，结合类似参数分析酶保护装置的性能，如。
b .能量变换器，将实际批量生产和同类产品应用于未来的酶保护和天然气变换器。
1.1检验工具获取3种天然酶保护模型，编号为1#、2#、3# .三种绝缘的合理特性见表1。
采用试验手段制备纯乙醇CH3CH2OH（纯度& gt95%）、色谱-甲醇ch3h（99.9%）和纯净水进行分析。
1.2不同含水量及老化程度变压器油的制备该研究考察了新疆克雷默生产的45度变压器油。
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中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ ８ ５ 文 献标 志码 ：Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ７ — ４ ４ ９ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ 一 ｏ ｏ ５ ４ — ０ ７
Ｍｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｏ ｉ ｌ － ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｂ ｏ ａ ｒ ｄ
第 １ ７卷
第 ７期
电 机 与 控 制 学 报
ＥＬＥＣＴＲＩ Ｃ Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥＳ ＡＮＤ Ｃ０ＮＴＲＯＬ
Ｖ０ １ ． １ ７ Ｎｏ ． ７
２ ０ １ ３年 ７月
Ｊ ｕ ｌ ｙ ２ ０ １ ３
含 水 率 对 复 合 电 场 下 油 纸 绝 缘 电场 分 布 的 影 响
陈庆 国 ， 池明赫 ， 王刚 ， 高源 ， 张松 ， 袁驰
（ １ ． 哈尔滨理工大学 工程电介质及其应用 教育部重点实验室 ， 黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ０ ； ２ ． 第二炮兵驻哈尔滨地 区军事代表室 ， 黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ６ ； ３ ． 湖北鄂州供 电公司 ， 湖北 鄂州 ４ ３ ６ ０ ０ ０ ）
（ １ ． Ｍ ０ Ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｄ ｉ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｔ ｓ Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，
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Hale Waihona Puke 摘 要： 为研 究含水 率对换 流 变压 器油纸绝缘 电场分 布的 影 响 ， 以典 型 油纸 绝缘 结 构 为研 究对 象， 首 先根据 典型 油纸 绝缘 结构建 立 了其 等效物 理模 型和 电路 模 型 ， 并得 到 了复 合 电场 下 电场 分布 的 数 学表 达式 。结合 不 同温度 及含 水率 下 变压 器 油和浸 油纸板 绝缘 电 阻率及 相对介 电常数 的 测量结 果， 通过仿 真 分析得 出了复合 电压作 用下 油纸绝缘 中 电场 分 布 与含 水 率及 交流 含 量 的关 系。研 究 结 果表 明 ， 水 分对复合 电压 作 用下油纸 绝缘 的 电场分布有 着显著的 影响 ， 当水分 达到 平衡 状 态 时随 含 水率 的增加 油 中场强增 强 、 浸 油纸板 中场 强减 弱 ； 随着 绝缘 体 系整 体含 水 率 的上 升 ， 油纸 绝缘 电 场 分布 的 变化 呈加速 趋 势 ； 水分 对 油纸 绝缘 电 阻率的影 响远 高于其 对相对 介 电常数 的影响 ， 从 而导 致 水分 对 高直流分 量复合 电压 下的 油纸绝缘 电场 分布 产生较 大影 响。 关键 词 ： 油纸 绝缘 ；复合 电场 ； 含 水率 ； 绝缘 电阻率 ；相对介 电常数