變壓器油紙介電強度絕緣局部放電

絕緣紙厚度參考110kV變壓器糾結連續式繞組方式的匝間絕緣厚度，設定模型的總絕緣厚度為1.35mm，由多張單層厚度為0.08mm的絕緣紙疊加而成，絕緣紙寬度30mm，長度110mm；該絕緣紙可作為額定電壓不大于500kV的電力變壓器、電抗器等的匝間絕緣用紙。

模型模擬變壓器糾結連續式繞組方式的匝間放電，模型由高壓條形銅電極、變壓器匝間絕緣紙和低壓銅條形電極組成，如圖3-1所示。高壓電極和低壓電極尺寸相同，兩扁條形電極尺寸均為長度80mm，寬度18mm，厚度4mm規格，所有表面均經過倒角打磨光滑處理，倒角半徑0.2mm。

局部放電引起介質劣化和損傷的機理是多方面的，主要包括三種效應：①帶電質點（電子和正、負離子）對介質表面的撞擊，切斷分子構造；②由于帶電質點撞擊介質，在放電點引起介質局部溫度上升，使介質加速氧化，導致材料的機械、電氣性能下降；③局部放電產生的活性生成物對介質的氧化作用使介質逐漸劣化。

局部放電不僅是變壓器設備絕緣劣化的先兆和表現形式，而且能夠引起絕緣的進一步劣化，致使變壓器內部油紙絕緣的電氣絕緣性能逐漸降低，最終導致絕緣擊穿或沿面閃絡，因此局部放電信號的幅度大小、放電次數、相位分布以及其他統計特征可能隱含著變壓器的絕緣狀態和放電嚴重程度等綜合信息。

采用一個50Ω的無感電阻加上自動保護裝置經屏蔽后作為超寬帶電流傳感器接入高壓試驗回路，獲得的信號利用50Ω同軸電纜至采集系統。經過試驗測試，采用的超寬帶電流傳感器的監測帶寬小于65MHz。

油紙絕緣變壓器的油-紙絕緣系統吸潮會使介質損耗增加，絕緣電阻降低，局部放電起始電壓和擊穿電壓也隨之下降。根據GB/T7595-2000《運行中變壓器油質量標準》可知，為了保證變壓器的穩定可靠運行，變壓器油中微水含量應達到相應的檢驗質量標準，根據變壓器電壓等級的不同，處理合格的變壓器油含水量一般10~15ppm以下，絕緣紙板中的含水量一般在0.2%~0.5%以下。

油中微水含量的選擇

選用示波器采集特高頻檢波信號和常規脈沖電流信號，帶寬200MHz，采樣率2HGz/s，存儲深度2500；示波器采集寬帶脈沖電流波形信號，帶寬200MHz，采樣率2GHz/s，存儲深度2500。

本章對變壓器油紙絕緣繞組匝間局部放電在不同溫度和不同微水條件下的放電發展的過程特征進行了研究，采用照相方法對紙板表面的爬電痕跡進行了記錄，通過研究常規脈沖電流、特高頻、超寬帶脈沖電流特征量的統計規律獲得了變壓器油紙絕緣繞組匝間局部放電發展的階段進行了劃分，并且歸納了不同放電發展階段的特征。最后，根據放電不同發展階段的現象和特征，探索了油紙絕緣繞組匝間局部放電發展的可能的物理過程。

為了研究了變壓器油中微水對繞組匝間放電發展過程的影響，在試驗時采用不同微水含量變壓器油進行長期試驗，通過試驗結果對比分析微水對變壓器油約絕緣匝間放電發展過程的影響，在此所采用的正常變壓器油微水含量為13ppm，異常變壓器油的微水含量為28.6ppm。

局部放電信號采集系統

可知，兩電極電場分布除邊緣外電場分布均勻，在兩電極邊緣位置，電場分布不均勻，電極最外側靠近絕緣紙位置的電場強度。

數據采集與保存程序

局部放電使電介質長時間擊穿電壓常常不到短時擊穿電壓的幾分之一，已經成為電力變壓器絕緣劣化的重要原因。

數字示波器

示波器通過vSB端口，將采集到的數據傳送到計算機進行保存。使用語言編寫數據采集程序，實現示波器與計算機之間的通信。數據采集軟件包括文件保存路徑、文件名、文件名編號等參數設置控件和采樣率、水平分辨率、數據長度等采集信息顯示控件，可以將需要采第3章油紙絕緣繞組匝間局部放電發展的過程及特征

試驗參數選擇

局部放電信號采集系統主要由兩部分組成：硬件部分和軟件部分。其中硬件部分主要包括數字示波器、計算機；軟件部分主要包括數據采集與保存程序。

試驗模型

為了研究該模型的電場強度分布，采用ANASYS電場計算軟件對模型進行電場分布模擬如圖3-2所示，其中圖3-2（a）為兩電極間等勢面分布示意圖，圖3-2（b）為兩電極間電場分布示意圖，圖3-2為高壓電極邊緣的局部電場分布放大后所得到的電場分布圖。