【摘要】：礦物絕緣油作為高壓電氣設(shè)備主要液體絕緣介質(zhì)已在電力系統(tǒng)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)以及防火性能的要求越來(lái)越嚴(yán)格,酯類(lèi)液體電介質(zhì)開(kāi)始應(yīng)用到電力設(shè)備絕緣當(dāng)中。目前,以FR3為代表的酯類(lèi)絕緣油以其具有的生物降解性好、燃點(diǎn)高、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn),被視為傳統(tǒng)礦物絕緣油的可能替代品之一。新型絕緣油的絕緣性能研究對(duì)電力設(shè)備及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有極其重要的意義。國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,電力設(shè)備在承受長(zhǎng)時(shí)間工作電壓的同時(shí),還承受各種短時(shí)間的沖擊電壓作用,因此了解絕緣液體在短時(shí)沖擊電壓作用下的絕緣性能十分重要。本文研究了兩種絕緣油(礦物絕緣油KI 25X和植物絕緣油FR3)在正極性標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓作用下,不同流注模式發(fā)展特性及其對(duì)絕緣油擊穿特性的影響,同時(shí)將破壞性效應(yīng)模型應(yīng)用到絕緣油擊穿預(yù)測(cè),作為絕緣性能的評(píng)估工具。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)搭建了用于絕緣油中流注發(fā)展速度和擊穿特性觀測(cè)的沖擊電壓試驗(yàn)平臺(tái),考慮到正極性雷電沖擊電壓下,絕緣油具有更低的擊穿電壓和加速電壓,試驗(yàn)中選用正極性雷電沖擊作為試驗(yàn)電壓波形。同時(shí)本試驗(yàn)主要考核絕緣油自身材料特性,故試驗(yàn)電極選用針-板電極進(jìn)行。試驗(yàn)平臺(tái)利用電容分壓器記錄放電過(guò)程中絕緣油間隙所承受的電壓波形,利用光電倍增管(PMT)記錄放電發(fā)展過(guò)程中流注的光信號(hào),利用高速相機(jī)拍攝流注發(fā)展過(guò)程中的形狀。(2)對(duì)比研究了礦物絕緣油KI 25X和植物絕緣油FR3擊穿過(guò)程中流注發(fā)展和擊穿特性。首先,獲得了礦物絕緣油KI 25X和植物絕緣油FR3的10mm、30mm和48mm針板間隙伏秒特性。然后,根據(jù)間隙距離和擊穿時(shí)間的關(guān)系,對(duì)間隙擊穿過(guò)程中流注平均發(fā)展速度進(jìn)行了計(jì)算,獲得了不同擊穿電壓下的快慢流注發(fā)展模式對(duì)應(yīng)的加速電壓,通過(guò)二參數(shù)-威布爾分布獲得兩種絕緣油在不同間隙距離下的擊穿概率分布規(guī)律和50%擊穿電壓;最后,從50%沖擊擊穿電壓和加速電壓兩方面對(duì)比分析得到礦物絕緣油KI 25X和植物絕緣油FR3中流注發(fā)展和擊穿特性的差異。(3)嘗試?yán)闷茐男孕?yīng)模型開(kāi)展了絕緣油間隙擊穿特性以及放電時(shí)延預(yù)測(cè)研究。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)得到的擊穿試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理計(jì)算,獲得了標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓作用下針板絕緣油間隙DE模型方程DE((),_0,,);根據(jù)DE模型方程預(yù)測(cè)了標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓作用下針板絕緣油間隙的擊穿時(shí)間,并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,分析了預(yù)測(cè)模型的主要影響因素。
【圖文】：

圖 2-2 遮光黑箱內(nèi)部油缸及 PMT2.2 試驗(yàn)油樣和電極2.2.1 礦物絕緣油的制備試驗(yàn)采用克拉瑪依產(chǎn) KI 25X 型礦物絕緣油。為保證各組試驗(yàn)中油樣的初始參數(shù)相近，使得各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有對(duì)比參考作用，，需要對(duì)新變壓器油進(jìn)行預(yù)處理。處理方法與文獻(xiàn)[20]中處理方式一致。首先利用孔徑為 0.45μm 的有機(jī)濾膜過(guò)濾將新變壓器油過(guò)濾一次，去除新油中的顆粒雜質(zhì)，圖 2-3 為試驗(yàn)用隔膜真空過(guò)濾機(jī)。隨后將過(guò)濾好的油樣放置于氣壓低于 133 Pa，溫度恒定在 80 C 的真空干燥箱中持續(xù)干燥 48 小時(shí)，圖 2-4 為試驗(yàn)用真空干燥箱。經(jīng)處理后的油樣，通過(guò)卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀（如圖 2-5）測(cè)試水分含量低于 20mg/L。即得到試驗(yàn)用礦物絕緣油油樣。

隔膜真空過(guò)濾機(jī)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM855

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本文編號(hào)：2666569