影响变压器绝缘的主要因素有
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发布时间:2024-09-06 17:05
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热心网友
时间:2024-09-28 22:13
在变压器的运行过程中,绝缘材料的性能会受到多种因素的影响,其中包括温度、湿度、油保护方式以及过电压效应。为了确保变压器的稳定运行,这些影响因素需要被严格控制。以下是各个因素对变压器绝缘材料影响的详细解析:
1. 温度的影响
电力变压器通常采用油纸绝缘材料,这种材料在不同温度下的水分平衡曲线各异。随着温度的升高,纸中的水分倾向于向油中释放;而在温度下降时,水分则从油中吸收回纸张。因此,温度升高会导致变压器中绝缘油的水分含量增加。此外,温度变化还会影响纤维素溶解和断链的程度,以及伴随气体(如一氧化碳和二氧化碳)的产生。这些气体的含量与时间的关系可以用来评估绝缘纸的热老化状况,进而判断变压器密封是否异常。
变压器的使用寿命与其绝缘材料的老化程度密切相关,而老化程度又受工作温度的影响。例如,在额定负载下,油浸式变压器的绕组平均温度约为65℃,最高温度约为78℃。如果环境温度为20°C,最热点温度可达98°C。根据国际电工委员会(IEC)的规定,温度每升高6℃,A级绝缘变压器的有效寿命大约加倍,这一规律被称为“6°C规则”。
2. 湿度的影响
水分对纸纤维素材料的降解具有加速作用,因此,一氧化碳和二氧化碳的产生与纤维素的水分含量有关。当湿度保持恒定时,含水量越高,二氧化碳的产生量越大;反之,水含量越低,一氧化碳的产生量越大。绝缘油中微量的水分对绝缘介质的电气和物理化学性能有显著危害,会降低绝缘油的火花放电电压,增加介质损耗,促进绝缘油老化,从而导致绝缘性能下降。
3. 油保护方式的影响
变压器油中氧的作用会加速绝缘分解反应,而油的保护方式与氧的含量有关。此外,不同类型的油池对一氧化碳和二氧化碳在油中的溶解和扩散特性也不同。例如,开式变压器中一氧化碳的体积分数通常不超过300x10^-6,因为CO容易扩散到油面空间中。而对于密封变压器,由于油面与空气隔离,一氧化碳和二氧化碳不易挥发,因此含量较高。
4. 过电压的影响
过电压对变压器绝缘的影响包括:
- 瞬态过电压:在单相故障时,中性点接地系统的主绝缘电压会增加30%,而不接地系统的主绝缘电压会增加73%,可能导致绝缘损坏。
- 雷电过电压:由于其波形陡峭,会导致纵向绝缘上的电压分布不均,可能在绝缘上留下放电痕迹,破坏固体绝缘。
- 工作过电压:由于波形较平滑,电压分布近似线性,可能导致主绝缘或相间绝缘劣化。
5. 短路电动势的影响
出线短路时产生的电动势可能导致变压器绕组变形,引起引出线位移,改变原有的绝缘距离,导致绝缘发热、加速老化或损坏,可能引发放电、拉弧或短路故障。
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时间:2024-09-28 22:15
在变压器的运行过程中,绝缘材料的性能会受到多种因素的影响,其中包括温度、湿度、油保护方式以及过电压效应。为了确保变压器的稳定运行,这些影响因素需要被严格控制。以下是各个因素对变压器绝缘材料影响的详细解析:
1. 温度的影响
电力变压器通常采用油纸绝缘材料,这种材料在不同温度下的水分平衡曲线各异。随着温度的升高,纸中的水分倾向于向油中释放;而在温度下降时,水分则从油中吸收回纸张。因此,温度升高会导致变压器中绝缘油的水分含量增加。此外,温度变化还会影响纤维素溶解和断链的程度,以及伴随气体(如一氧化碳和二氧化碳)的产生。这些气体的含量与时间的关系可以用来评估绝缘纸的热老化状况,进而判断变压器密封是否异常。
变压器的使用寿命与其绝缘材料的老化程度密切相关,而老化程度又受工作温度的影响。例如,在额定负载下,油浸式变压器的绕组平均温度约为65℃,最高温度约为78℃。如果环境温度为20°C,最热点温度可达98°C。根据国际电工委员会(IEC)的规定,温度每升高6℃,A级绝缘变压器的有效寿命大约加倍,这一规律被称为“6°C规则”。
2. 湿度的影响
水分对纸纤维素材料的降解具有加速作用,因此,一氧化碳和二氧化碳的产生与纤维素的水分含量有关。当湿度保持恒定时,含水量越高,二氧化碳的产生量越大;反之,水含量越低,一氧化碳的产生量越大。绝缘油中微量的水分对绝缘介质的电气和物理化学性能有显著危害,会降低绝缘油的火花放电电压,增加介质损耗,促进绝缘油老化,从而导致绝缘性能下降。
3. 油保护方式的影响
变压器油中氧的作用会加速绝缘分解反应,而油的保护方式与氧的含量有关。此外,不同类型的油池对一氧化碳和二氧化碳在油中的溶解和扩散特性也不同。例如,开式变压器中一氧化碳的体积分数通常不超过300x10^-6,因为CO容易扩散到油面空间中。而对于密封变压器,由于油面与空气隔离,一氧化碳和二氧化碳不易挥发,因此含量较高。
4. 过电压的影响
过电压对变压器绝缘的影响包括:
- 瞬态过电压:在单相故障时,中性点接地系统的主绝缘电压会增加30%,而不接地系统的主绝缘电压会增加73%,可能导致绝缘损坏。
- 雷电过电压:由于其波形陡峭,会导致纵向绝缘上的电压分布不均,可能在绝缘上留下放电痕迹,破坏固体绝缘。
- 工作过电压:由于波形较平滑,电压分布近似线性,可能导致主绝缘或相间绝缘劣化。
5. 短路电动势的影响
出线短路时产生的电动势可能导致变压器绕组变形,引起引出线位移,改变原有的绝缘距离,导致绝缘发热、加速老化或损坏,可能引发放电、拉弧或短路故障。