变压器油纸介电强度绝缘局部放电

   绝缘纸厚度参考110kV变压器纠结连续式绕组方式的匝间绝缘厚度，设定模型的总绝缘厚度为1.35mm，由多张单层厚度为0.08mm的绝缘纸叠加而成，绝缘纸宽度30mm，长度110mm；该绝缘纸可作为额定电压不大于500kV的电力变压器、电抗器等的匝间绝缘用纸。

   模型模拟变压器纠结连续式绕组方式的匝间放电，模型由高压条形铜电极、变压器匝间绝缘纸和低压铜条形电极组成，如图3-1所示。高压电极和低压电极尺寸相同，两扁条形电极尺寸均为长度80mm，宽度18mm，厚度4mm规格，所有表面均经过倒角打磨光滑处理，倒角半径0.2mm。

局部放电引起介质劣化和损伤的机理是多方面的，主要包括三种效应：①带电质点（电子和正、负离子）对介质表面的撞击，切断分子构造；②由于带电质点撞击介质，在放电点引起介质局部温度上升，使介质加速氧化，导致材料的机械、电气性能下降；③局部放电产生的活性生成物对介质的氧化作用使介质逐渐劣化。

   局部放电不仅是变压器设备绝缘劣化的先兆和表现形式，而且能够引起绝缘的进一步劣化，致使变压器内部油纸绝缘的电气绝缘性能逐渐降低，最终导致绝缘击穿或沿面闪络，因此局部放电信号的幅度大小、放电次数、相位分布以及其他统计特征可能隐含着变压器的绝缘状态和放电严重程度等综合信息。

采用一个50Ω的无感电阻加上自动保护装置经屏蔽后作为超宽带电流传感器接入高压试验回路，获得的信号利用50Ω同轴电缆至采集系统。经过试验测试，采用的超宽带电流传感器的监测带宽小于65MHz。

   油纸绝缘变压器的油-纸绝缘系统吸潮会使介质损耗增加，绝缘电阻降低，局部放电起始电压和击穿电压也随之下降。根据GB/T7595-2000《运行中变压器油质量标准》可知，为了保证变压器的稳定可靠运行，变压器油中微水含量应达到相应的检验质量标准，根据变压器电压等级的不同，处理合格的变压器油含水量一般10~15ppm以下，绝缘纸板中的含水量一般在0.2%~0.5%以下。

油中微水含量的选择

   选用示波器采集特高频检波信号和常规脉冲电流信号，带宽200MHz，采样率2HGz/s，存储深度2500；示波器采集宽带脉冲电流波形信号，带宽200MHz，采样率2GHz/s，存储深度2500。

   本章对变压器油纸绝缘绕组匝间局部放电在不同温度和不同微水条件下的放电发展的过程特征进行了研究，采用照相方法对纸板表面的爬电痕迹进行了记录，通过研究常规脉冲电流、特高频、超宽带脉冲电流特征量的统计规律获得了变压器油纸绝缘绕组匝间局部放电发展的阶段进行了划分，并且归纳了不同放电发展阶段的特征。最后，根据放电不同发展阶段的现象和特征，探索了油纸绝缘绕组匝间局部放电发展的可能的物理过程。

   为了研究了变压器油中微水对绕组匝间放电发展过程的影响，在试验时采用不同微水含量变压器油进行长期试验，通过试验结果对比分析微水对变压器油约绝缘匝间放电发展过程的影响，在此所采用的正常变压器油微水含量为13ppm，异常变压器油的微水含量为28.6ppm。

局部放电信号采集系统

可知，两电极电场分布除边缘外电场分布均匀，在两电极边缘位置，电场分布不均匀，电极最外侧靠近绝缘纸位置的电场强度。

数据采集与保存程序

   局部放电使电介质长时间击穿电压常常不到短时击穿电压的几分之一，已经成为电力变压器绝缘劣化的重要原因。

数字示波器

   示波器通过vSB端口，将采集到的数据传送到计算机进行保存。使用语言编写数据采集程序，实现示波器与计算机之间的通信。数据采集软件包括文件保存路径、文件名、文件名编号等参数设置控件和采样率、水平分辨率、数据长度等采集信息显示控件，可以将需要采第3章油纸绝缘绕组匝间局部放电发展的过程及特征

试验参数选择

   局部放电信号采集系统主要由两部分组成：硬件部分和软件部分。其中硬件部分主要包括数字示波器、计算机；软件部分主要包括数据采集与保存程序。

试验模型

   为了研究该模型的电场强度分布，采用ANASYS电场计算软件对模型进行电场分布模拟如图3-2所示，其中图3-2（a）为两电极间等势面分布示意图，图3-2（b）为两电极间电场分布示意图，图3-2为高压电极边缘的局部电场分布放大后所得到的电场分布图。