變壓器絕緣紙中酸值測試及其時效老化特徵分析

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來源 | 網路

關鍵詞：變壓器；變壓器絕緣；絕緣老化；技術乾貨

變壓器絕緣紙中酸值測試及其時效老化特徵分析

李慶民，周勇，閆江燕，王兆東

研究背景

對油紙絕緣系統特別是絕緣紙進行老化程度評估和壽命預測，對於保障油浸式電力變壓器安全可靠運行以及減少盲目更換變壓器帶來的經濟損失具有重要意義。傳統表徵絕緣紙老化程度的特徵量如聚合度、糠醛、油中溶解氣體等，也具有各自的局限性，探索新的絕緣紙老化程度表徵參量是目前的研究熱點之一。絕緣紙老化會產生甲酸、乙酸和乙醯丙酸等多種小分子酸，一般吸附在絕緣紙表面，小分子酸與水結合電離出氫離子將會進一步加劇絕緣紙的老化，因此絕緣紙中酸值與絕緣紙老化密切相關。作者研究團隊提出一種變壓器絕緣紙中酸值的測量方法，並通過對比實驗得到了實施測量的最佳溫度、時間等環境條件。依據該測試方法，獲得了油紙絕緣系統老化過程中紙中酸值的變化規律，並與油中酸值和油紙中水分進行對比分析，初步揭示了紙中小分子酸、水分與纖維素的反應作用機理，為進一步獲得水分-酸聯合作用對油紙絕緣老化的影響機制奠定了實驗方法基礎。

主要創新點

（1）通過對萃取劑類型、時間、測量溫度等進行大量的實驗對比，提出了油浸式電力變壓器絕緣紙中酸值的測量方法，依據該測試方法可較好地反映絕緣紙老化過程中的酸值變化。

（2）基於提出的紙中酸值測試方法，獲得了加速老化過程中的絕緣紙中酸值，揭示了紙中酸值隨老化時間的變化規律。

（3）通過比較分析紙中酸值與油紙中水分的相關性，初步揭示了紙中酸、水分與絕緣紙纖維素的相互反應作用機制。

部分圖表：

表1紙中酸值測量所需試劑和儀器

圖1油紙中酸值與時間關係曲線

圖2油、紙中酸值關係曲線

圖3油紙中水分與老化時間變化曲線

結 論

解決的問題：

1）目前國內外儘管提出了多種紙中酸值的概念性測量方法，但並沒有就其測試環境及條件進行系統標定，缺少紙中酸值測試的標準方法。本文工作重點在於有效解決該問題。

2）紙中小分子酸是絕緣紙降解的重要產物，同時也是加劇絕緣紙進一步劣化的重要因素，與絕緣紙老化密切相關，但因缺少準確合理的紙中酸值測試方法，紙中酸值與老化程度的量化關係鮮有報道。

3）油紙絕緣系統中水分-小分子酸的聯合作用，是加劇絕緣紙老化的關鍵因素，但關於水分、小分子酸與絕緣紙纖維素大分子之間的相互反應機制，尚缺少深入研究。這也是本文探索研究的重要目標。

意義：

本文提出的紙中酸值測試方法，以及根據該測試方法獲得的絕緣紙中酸值與油紙中水分的關聯特性，為深化研究小分子酸和水的協同作用對絕緣紙老化的影響機制，進而建立絕緣紙老化程度的定量評估新方法奠定了實驗基礎。

後續研究內容

水-酸協同作用下的絕緣紙老化機制，絕緣紙老化程度的定量評估方法，變壓器油中多重化腐蝕性硫對老化特性的影響機理。

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