MYPTJ礦用高壓屏蔽橡套電纜為了研究溫度對(duì)疊加電場(chǎng)作用下油紙絕緣油流的負(fù)荷特性的影響，提出了一種結(jié)構(gòu)變壓器的油紙絕緣模型。用封閉的油循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了疊加電場(chǎng)油流負(fù)荷的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。立了紙油絕緣油流量模型，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論分析。試結(jié)果表明，溫度對(duì)油紙絕緣電流有很大的影響，電流隨溫度的升高先增大后減小。論分析表明，沉淀電流與低溫下紙中負(fù)離子的遷移速度有關(guān)，高溫下的沉淀電流不僅取決于紙中負(fù)離子的遷移速度，而且還有正離子對(duì)地面的吹掃速度。度通過(guò)影響絕緣紙的電導(dǎo)率，變壓器油的電導(dǎo)率和變壓器油的粘度來(lái)影響油流的負(fù)載特性。壓器-轉(zhuǎn)換器是直流輸電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)至關(guān)重要。著傳輸要求的增加，變壓器轉(zhuǎn)換器的電壓電平增加，隔離結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，并且變壓器繞組的油流負(fù)載問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。合油紙絕緣是變壓器變流器的主要絕緣結(jié)構(gòu)，其中變壓器油起著絕緣和冷卻的雙重作用[1]。流負(fù)載是指當(dāng)油流通過(guò)絕緣紙和絕緣紙的表面時(shí)，由于摩擦，油溫和水分而發(fā)生負(fù)載分離。緣紙和絕緣紙帶負(fù)電，變壓器油帶正電。[2]運(yùn)行中的換流變壓器的閥側(cè)繞組的隔離度受交直流疊加電場(chǎng)的影響，因此其油流負(fù)載特性不同于交流電力變壓器。通[3-12]。

　　
　　內(nèi)外尚未對(duì)在疊加電場(chǎng)作用下油紙絕緣子的充油特性進(jìn)行大規(guī)模研究。油中離子轉(zhuǎn)移的機(jī)理進(jìn)行了研究，沒(méi)有得出統(tǒng)一的結(jié)論。尾（H. Miyao），拉德萬(wàn)（R. Radwan），吳（H. Wu）和楊家祥（Yang Jiaxiang）等專家研究了直流電場(chǎng)對(duì)油紙絕緣油充油特性的影響[12-15]，僅在疊加AC-DC電場(chǎng)的充油特性上。供了參考。I.全面研究了交直流疊加電場(chǎng)對(duì)紙-油隔離油流的充電特性的影響[16]，但研究溫度范圍較小，不足以完全反映溫度與油流負(fù)載特性之間的關(guān)系。
　　外，許多國(guó)家的研究人員還對(duì)油紙絕緣問(wèn)題進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。福寶和他的合作者使用變壓器在外部電場(chǎng)下的典型平行油流結(jié)構(gòu)，研究了含油油流溫度和流量的特性。實(shí)驗(yàn)研究的影響和基礎(chǔ)上，通過(guò)有限元方法模擬了相應(yīng)的仿真模型，并獲得了油道內(nèi)部的電場(chǎng)分布[17]。勤學(xué)等研究了油中帶電離子的產(chǎn)生及其在固體表面的吸附過(guò)程[18]。明河和他的合作者研究了溫度對(duì)復(fù)合電場(chǎng)作用下油紙絕緣層中電場(chǎng)分布的影響[19]，廖瑞金和他的合作者研究了油紙絕緣層的形成和遷移特性。紙絕緣中的空間電荷[20]。研究提供了參考。文在實(shí)驗(yàn)室中建立了典型的油紙變壓器平面絕緣模型：疊加和連續(xù)電場(chǎng)下油流帶電的實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，為設(shè)計(jì)提供參考，特高壓變壓器的運(yùn)行和維護(hù)。流測(cè)試系統(tǒng)的各個(gè)組件以及實(shí)驗(yàn)室油流的方向如圖1所示。壓器油在循環(huán)泵的作用下離開(kāi)緩沖罐并進(jìn)入松散的設(shè)備將流量完全釋放到變壓器油中，以確保進(jìn)入油流加注盒的變壓器油處于電中性狀態(tài)。壓器油通過(guò)帶電盒板電極模型時(shí)會(huì)形成電流，然后變壓器油會(huì)進(jìn)入屏蔽測(cè)量盒。電流表（Keithley 6517A）測(cè)量油中的電流，然后變壓器油通過(guò)溫度控制器。后返回緩沖區(qū)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。流加載箱的絕緣模型如圖2所示。極的上下兩極由不銹鋼制成，外層包裹有0.25 mm的厚度在使用NOMEX絕緣紙制成的情況下，上下板之間的間距為5 mm。測(cè)試過(guò)程中，頂板是高壓端，而底板是地。驗(yàn)室中集成的集成的AC / DC電壓生成器設(shè)備如圖2所示。3.直流高壓發(fā)生器和交流高壓發(fā)生器的標(biāo)稱輸出為60 kV / 15 mA。

　　于樣品的絕緣電阻值遠(yuǎn)大于保護(hù)電阻（50MΩ），因此引入保護(hù)電阻器對(duì)疊加電壓和交流電壓的測(cè)量結(jié)果影響很小。
　　正器對(duì)疊加電壓的測(cè)量精度（2％）滿足測(cè)試要求。測(cè)試電路產(chǎn)生的AC-DC疊加電壓的波形在圖2中示出。圖4中，U代表疊加電壓AC-DC的最大值，UDC代表直流電壓分量的幅度。測(cè)試中，λ的可調(diào)范圍在50％至100％之間，這基本上與轉(zhuǎn)換變壓器的實(shí)際工作條件相對(duì)應(yīng)。電壓U的幅值為18kV并且外部和連續(xù)電壓的疊加的占空比λ為67％時(shí)，電纜電流和溫度之間的關(guān)系以不同的速率示出在圖4中。5.如圖5所示，外部施加的交流交直流電壓首先隨著溫度的升高而升高，然后降低，并且最高溫度（絕緣油的相應(yīng)溫度在最高溫度電流）隨流量增加。增加。

　　
　　電壓U的幅值為18kV并且油的流速為0.6m / s時(shí)，在不同的DC水平下在溫度下流動(dòng)的電流的曲線示出。6.如圖6所示，在外部AC和DC疊加電壓下，浪涌電流隨著溫度的升高而增加，而最高溫度隨著DC含量的增加而降低。于絕緣紙和變壓器油結(jié)合電子的能力不同，電纜變壓器油側(cè)的電子將在界面處轉(zhuǎn)移到絕緣紙側(cè)，并會(huì)出現(xiàn)負(fù)離子層。在油-紙絕緣界面的紙側(cè)上形成一個(gè)正離子層，并在變壓器的油側(cè)上形成一個(gè)正離子層。于油紙界面附近的正離子層稱為致密層，正離子層由由于濃度梯度而擴(kuò)散到油中的正離子形成。為擴(kuò)散層離子在油紙界面的分布如圖7所示，結(jié)合變壓器轉(zhuǎn)換器的實(shí)際工作電壓的特性，外部交流電壓中DC含量1的最小值為50。％。這種情況下，絕緣模型的電場(chǎng)始終由高壓電極導(dǎo)向接地電極。于在高壓側(cè)的雙層油紙中的電場(chǎng)方向與施加的電場(chǎng)方向相反，因此絕緣紙的負(fù)離子在施加的電場(chǎng)下朝著高壓電極移動(dòng)，而負(fù)離子在運(yùn)動(dòng)中形成IM遷移電流。于施加的電場(chǎng)的存在，由提取油流驅(qū)動(dòng)的正離子將遷移到地面。圖所示，可以遷移到接地電極的離子形成泄漏電流IL，通過(guò)油流離開(kāi)絕緣模型的離子形成電流TS。示了圖8。以看出，外部電場(chǎng)可以促進(jìn)高壓紙側(cè)界面的雙層正負(fù)離子與出油口之間的界面逸出，使變壓器油在界面處產(chǎn)生新的正離子和負(fù)離子，從而在隔離模型中形成穩(wěn)定形式。流電源會(huì)產(chǎn)生條件。地電極的油紙絕緣層的正負(fù)離子在外部電場(chǎng)作用下遷移到油紙界面，導(dǎo)致正負(fù)電荷在電極的水平上積累。紙界面，阻礙了油和紙之間電荷的轉(zhuǎn)移和耗散，從而防止了油流電荷的出現(xiàn)[21]。

　　此，當(dāng)向油紙絕緣模型施加正DC電壓時(shí)，高壓側(cè)油紙界面雙層中離子的產(chǎn)生和耗散速率決定了電流的大小。
　　據(jù)接地電極中是否存在泄漏電流，將通過(guò)測(cè)試獲得的疊加電場(chǎng)流過(guò)的電流的曲線分為隨溫度升高而增加（上升階段）。隨溫度升高（降低階段）而平行降低。步。著油流量的增加，油流量將油去除，并且紙界面處的雙層電子離子的容量將增強(qiáng)，并且電流會(huì)增加。著施加電場(chǎng)和直流分量強(qiáng)度的增加，油紙側(cè)高壓絕緣界面雙層中的紙側(cè)負(fù)離子可以遷移到高壓電極和離子上正電流遷移到油中，從而為持續(xù)形成浪涌電流創(chuàng)造了條件。是，施加的電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大將導(dǎo)致正離子在電場(chǎng)的作用下遷移到接地電極，從而形成漏電流，從而導(dǎo)致電流減小。

　　度通過(guò)影響絕緣紙的電導(dǎo)率，變壓器油的電導(dǎo)率和變壓器油的粘度來(lái)改變浪涌電流。著溫度的升高，絕緣紙的電導(dǎo)率增加，導(dǎo)致紙側(cè)負(fù)離子在高壓電極側(cè)油紙隔離界面處的雙電層中對(duì)高壓電極的遷移率增加，并且正負(fù)離子在雙電層中的快速消散。時(shí)，溫度的升高導(dǎo)致變壓器油的粘度降低，并且在油的流動(dòng)的作用下更容易引起雙電層的油側(cè)上的正離子的脫離。導(dǎo)致電流增加。而，溫度的升高還增加了在雙電層的油中去除的正離子的遷移率，因此正離子在電場(chǎng)的作用下容易遷移到地面形成電流。漏，導(dǎo)致電流下降。度對(duì)油紙絕緣油流的電荷有顯著影響。度升高將增加隔離界面處正離子和負(fù)離子的遷移速率，這將有助于在界面處生成新離子，這將增加電流但會(huì)提高溫度將增加陽(yáng)離子的釋放速度。致電流減少。涌電流隨著溫度的升高而增加，最高溫度隨著流量的增加而增加，隨著疊加電壓AC-DC中DC分量的負(fù)載因數(shù)的增加而減小。度通過(guò)影響絕緣紙的電導(dǎo)率，變壓器油的電導(dǎo)率和變壓器油的粘度來(lái)影響油流的負(fù)載特性。
　　本文轉(zhuǎn)載自
　　電纜 http://www.ktio.cn