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变压器油纸绝缘老化的综述作者姓名：马博班级：钱学森91学号系方式：18792863651925907862@变压器油纸绝缘老化的综述钱学森91 马博摘要：电网安全运行是保证电力供应稳定、可靠的基础。而由内绝缘老化问题引发的变压器故障是变压器事故的重要部分。针对油浸式电力变压器，本文首先介绍了变压器油纸绝缘老化的定义，并分别介绍了变压器油的老化和绝缘纸的老化，其次介绍了变压器油纸绝缘老化的常见形式，最后，本文从化学特征量诊断以及电气特征量诊断两个方面着重介绍了变压器油纸绝缘老化的研究机理。关键词：变压器；油纸绝缘；老化；化学特征量；电气特征量1国内外研究动态关于油浸式电力变压器老化的研究已有几十年历史，国内外研究学者对变压器老化的特征量和测量手段以及基于特征量的寿命预测方法进行了大量的研究，并取得了一定的成果。比如，重庆大学高压实验室廖瑞金[1]教授等对油纸绝缘老化状态的局部放电特征量进行了研究，通过聚类分析等能够划分和识别不同的老化阶段；Shroff [2]等报道了绝缘纸加速老化试验中糠醛的形成，发现了油中糠醛含量与绝缘纸聚合度间存在近似对数关系；Gafvert[3]等比较了时域和频域的介质响应诊断方法，指出频域谱法是现场试验的最好方法。但这些手段只是对变压器内绝缘老化程度的表征，不能对内绝缘老化降解的机理进行深入、详细的分析，直到目前还没有形成内绝缘老化方面系统而成熟的理论。可以根据特征量类型将变压器老化研究技术分为化学特征量诊断技术和电特征量诊断技术两大类。其中以化学特征量的研究最为成熟，电特征量则是近十年来才发展起来的，仍然处于研究阶段，还没有得到广泛的应用[4]。2变压器油纸绝缘老化机理2.1.定义变压器在运行过程中受到热、水分、氧气等因素的作用，油纸绝缘复合电介质的微观结构会发生变化，进而导致其介电特性也发生变化，这种现象叫做变压器油纸绝缘的老化[5]。2.2 变压器油的老化变压器油是天然石油经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油。由烷烃、环烷烃、芳香烃等碳氢化合物组成的混合物。其中环烷烃占总量的80%以上，还有少量的烷烃、芳香烃等。环烷烃是环状闭合结构，性质较稳定；芳香烃是指含苯环的烃类;烷烃为是线型分子结构。变压器油中的环烷烃具有较好的介电稳定性和化学稳定性，粘度基本不随温度的变化，适用温度范围较广、凝固点低、介电强度高、介质损耗因数小，具有良好的电气特性、吸气性、化学稳定性，但抗氧化性能稍差[6]。变压器油的老化过程，是指变压器油在光、热、氧、电弧、电场、磁场、辐射等的物理化学因素的作用下，颜色、气味、运动粘度及介质损耗因数等物理性能发生了变化，其介电性能逐渐下降或变坏的过程。这是一个比较复杂的物理、化学变化过程。变压器油的老化过程基本上可分为热氧化和电气老化两种，这两种老化的作用机理不同，老化的后果对油的介电性能产生较大的影响[7]。2.2.1热氧老化热氧老化是指变压器油暴露在光、热、辐射线及氧气或氧化性气体等活性物质中受到氧化作用，或者由于绕组、铁心及固体绝缘的发热作用而导致变压器油产生的老化。一方面，光和辐射线等高频电磁波对变压器油的老化产生重要的影响，而且波长越短的射线，其能量越强，对油的老化作用越强。它能够切断分子链及交联作用力，从而使绝缘油的粘度增加，使油浑浊，产生悬浮物及沉淀。另一方面，在光、热、射线和氧化等的作用下，变压器油内部发生着自动氧化的游离基链式反应过程。2.2.2电气老化电气老化是指变压器油在运行过程中由于电场、磁场、电弧或者电晕等游离放电的电离作用，导致液体电介质电性能下降或物理、化学性能逐渐变坏的过程。电气老化主要是电介质内部微观游离放电对变压器油的作用和影响；其次，一般的电导电流引起的焦耳热效应、介质损耗引起的热效应、高场强下电子冷发射对介质的微观放电作用、高场强下电介质内部带电质点的剧烈运动所引发的微观碰撞轰击和微观游离放电，都是引起电气老化的重要原因；而浸渍在油中的固体的发热和电磁场共同的作用，也加速了变压器油的电气老化过程。2.3绝缘纸的老化缘纸是由许多纤维素纤维彼此相互交织、相互结合而成。成品绝缘纸包含约89%-90%的纤维素、6%-8%的半纤维素以及3 %-4%的木质素。纤维之间存在较强的结合力，这就是纤维的结合。结合力即有机械的互相扭结，也有物理的相互吸引，但主要的还是纤维素氢键的结合力。纤维素的结合力决定了纸页机械强度和其他的一些性质。油纸绝缘混合介质在长期运行过程中逐渐老化，导致绝缘性能下降[8]。绝缘纸在老化过程中要经受电、热、机械、化学等诸多应力的综合作用, 主要产生热降解、水解和氧化降解[9,10]。绝缘纸热降解是由大分子链的纤维素聚合物发生降解产生较小的分子链，CO,，以及呋喃化合物，产生的较小的分子链会继续生成焦油和各种复合物。绝缘纸水解