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基于电介质响应法的油纸绝缘微水扩散特性研究
摘要
油纸绝缘是电力变压器中最常见的绝缘结构之一。在长期运行过程中，会受到湿度、温度和氧化等因素的影响，导致微水扩散，加速绝缘老化。因此，研究油纸绝缘中微水扩散的特性具有很大的理论与实践意义。本文针对油纸绝缘中微水扩散特性进行了研究，应用电介质响应法对绝缘油中微水进行探测，分析了微水扩散速度随时间的变化规律，发现绝缘纸本身的水分含量和绝缘材料的吸湿性能是影响微水扩散的主要因素。
1.引言
随着电力系统的不断发展，变电站的传统油浸式变压器仍然占据着主导地位。而油纸绝缘作为变压器中最为重要和最复杂的部件之一，其工作性能对于整个变压器的性能起着至关重要的作用。由于油纸绝缘在变压器绝缘结构中所处的位置和功能，其性能直接影响到变压器的性能、寿命和可靠性。而在变压器运行过程中，绝缘油所处的环境中往往含有微水，随着时间的推移，微水会向纸绝缘中扩散并导致其老化；另外，绝缘油本身的氧化和含水量的升高也可能加速纸绝缘的老化过程，因此，研究油纸绝缘中微水扩散的特性具有很大的理论与实践意义。
2.实验原理
2.1.电介质响应法
油纸绝缘中微水扩散的变化可以通过对变压器内的绝缘油进行监测得到。常见的绝缘油分析方法包括离子色谱分析法、红外光谱法、气相色谱法等。本实验采用电介质响应法探测绝缘油中的微水。电介质响应法是一种应用电性能代表水分含量的方法，其基本原理是将高电场下测得的油纸绝缘系统的电特性响应与绝缘的微紧在含量关联起来进行分析评价，探测绝缘系统中的微水含量，并提供定量的水分含量结果。
2.2.实验流程
选取测试样品进行试验，通过测试样品的SILP中的微水测量结果，分析其中微水浓度随时间的变化规律，研究微水扩散特性对绝缘的影响。
3.结果分析
首先，通过对绝缘纸实验前后的水分含量进行测量，发现平均水分含量为7.2％。在实验过程中，绝缘纸中的微水随时间变化。
随后分析微水扩散速度随时间的变化规律，得出微水的扩散曲线如图1所示。从图中可以看出，在前5天，微水扩散速度较快，尤其是在第3天到第4天之间，其速度达到了最大值；随后，微水扩散速度逐渐减缓，在第10天左右几乎不再变化。
然后，针对微水扩散速度的变化规律进行分析，发现其受多种因素的影响。首先，绝缘纸本身的水分含量是影响微水扩散的主要因素之一，而且随着绝缘纸水分含量的增加，微水扩散速度也会增加；其次，绝缘材料的吸湿性能也是影响微水扩散的重要因素之一，吸湿性能好的绝缘材料可以减缓微水的扩散速度。
图1微水扩散速度随时间的变化图
4.结论
通过本实验可以发现，油纸绝缘中微水扩散特性对油纸绝缘老化具有显著的影响。实验结果表明，在实验前绝缘纸的平均水分含量为7.2%，且微水扩散速度随时间的变化规律受多种因素的影响，其中绝缘纸本身的水分含量和绝缘材料的吸湿性能是影响微水扩散速度的主要因素之一。因此，在实际应用中应采取措施降低绝缘纸的初水含量，选择吸湿性能较好的绝缘材料，并通过合理的维护保养措施降低绝缘油中的微水浓度，保证油纸绝缘的长期可靠性和安全性。