颗粒属性对矿物绝缘油直流击穿特性的影响差异及原因分析

摘要：

换流变压器是超高压/特高压直流输电工程中重中之重的设备.目前,绝缘油中杂质颗粒成为威胁在运换流变压器可靠运行不容忽视的因素.该文首先通过试验研究了不同浓度和不同尺寸的纤维颗粒、金属铜颗粒、纤维与铜混合颗粒对矿物绝缘油直流击穿场强的影响规律,然后联合运用颗粒动力学模型及颗粒积聚模型仿真分析了杂质颗粒在油中的积聚行为及颗粒积聚对电场分布的影响,揭示了颗粒属性对矿物绝缘油直流击穿特性的影响差异及原因.结果表明:颗粒属性决定着绝缘油直流击穿电压变化规律,含单纯纤维或铜金属颗粒油品的直流击穿电压随颗粒浓度增加总体上呈线性递减的趋势,含纤维和金属混合颗粒油品的直流击穿电压随着铜颗粒浓度的增加呈指数衰减的趋势;金属颗粒对油品绝缘性能的劣化程度大于非金属纤维颗粒,混合颗粒对油品绝缘性能的劣化程度大于单一颗粒,纤维颗粒粒径的增加进一步降低了油品直流击穿场强.试验和仿真结果一致表明,直流电场分量作用下油中颗粒积聚成桥,大幅度提升了油品的电导率,导致油中电场分布出现显著畸变.与无预压模式下直流击穿电压相比,直流预压模式下形成的颗粒积聚导致油品直流击穿场强显著下降,下降幅度超30％.

关键词：换流变压器、绝缘油、杂质颗粒、直流击穿场强

所属期刊栏目：34

分类号：TM835(高电压技术)

资助基金：国家重点研发计划2017YFB0902704;中央高校基本科研业务费专项2017CDJZR

在线出版日期：2020-01-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：5270-5281