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低频电压下含纤维素颗粒变压器油绝缘特性及影响因素

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1198-1207页

作者：刘云鹏赵家莹刘贺晨赵涛尹子澳华北电力大学河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室保定071003 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平... 详细信息

低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平的变压器油击穿特性。同时,通过仿真及试验分析不同频率下变压器油中纤维素颗粒运动及积聚过程。研究结果表明,交流电压频率对变压器油中纤维素颗粒的成桥特性及击穿电压具有显著影响。随着频率的降低,纤维素颗粒向电极移动速度变慢并难以黏附在电极表面,减缓了纤维素颗粒在电极表面的积聚过程及杂质小桥的形成速度。相同频率交流电压下,变压器油击穿电压均随颗粒物浓度的升高而降低;相同纤维素颗粒浓度下,变压器油击穿电压随着频率的降低而增大。研究结果为低频变压器的设计及运行维护提供了基础数据支撑。

关键词：变压器油交流电压低频输电纤维素颗粒运动

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交流电场下变压器油中贴壁气泡形变特性

高电压技术 2024年第2期50卷 816-824页

作者：张哲滔张锐郭冲张乔根西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049

气泡是油纸绝缘系统的典型缺陷,会显著地降低变压器油的绝缘性能。为了明晰气泡对油纸绝缘系统的危害,搭建了油中贴壁气泡动力学观测平台,研究吸附于电极表面的气泡在交流电场中的形变特性及影响规律。结果发现:油中贴壁气泡沿电场方向... 详细信息

气泡是油纸绝缘系统的典型缺陷,会显著地降低变压器油的绝缘性能。为了明晰气泡对油纸绝缘系统的危害,搭建了油中贴壁气泡动力学观测平台,研究吸附于电极表面的气泡在交流电场中的形变特性及影响规律。结果发现:油中贴壁气泡沿电场方向拉伸并以100 Hz的频率进行脉动变形;随着电场强度、气泡半径和温度的增大,气泡的变形程度也逐渐增大。基于相场方法搭建了气液两相流仿真模型,仿真与实验结果相互验证,揭示了气泡变形的本质为电场力和表面张力作用的平衡。气泡会影响油隙电场分布,其内部场强随气泡沿电场方向的拉伸而降低。该文研究可为深入评估气泡对液体绝缘的危害和变压器的绝缘设计提供参考。

关键词：变压器油交流电场贴壁气泡形变特性相场方法

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变压器油中微生物代谢产物性质研究

绝缘材料 2024年第2期57卷 106-111页

作者：孙冬杜国光倪雪妍赵晓冰曲丹李可可国网吉林省电力有限公司吉林通化134000 国网辽宁省电力有限公司辽宁沈阳125000 东北电力大学吉林吉林132012

随着变压器的长期运行,变压器油中会产生微生物,微生物代谢产物会影响变压器油的品质。本文结合三维荧光光谱(3D-EEM)、紫外光谱和红外光谱(FTIR)分析变压器油中微生物产生的胞外聚合物(EPS)含量、组成及结构的变化,对比分析新油及故障... 详细信息

随着变压器的长期运行,变压器油中会产生微生物,微生物代谢产物会影响变压器油的品质。本文结合三维荧光光谱(3D-EEM)、紫外光谱和红外光谱(FTIR)分析变压器油中微生物产生的胞外聚合物(EPS)含量、组成及结构的变化,对比分析新油及故障油中有机物的种类,考察EPS对变压器油品质的影响。结果表明:变压器油长期运行会生成C=C和C=O特征官能团,颜色加深,在波长为190~400 nm的近紫外区吸光度明显增大。新油、运行油及故障油中蛋白质(PN)含量始终高于多糖(PS)含量,PN是EPS的主要成分,故障油EPS的荧光发射等高圈的数量减少,主要存在O-H、C-H、C=O和不饱和键。与新油相比,故障油中含水量最多增大5倍,酸值提高40倍。

关键词：变压器油微生物代谢产物品质性能

变压器油中的微生物生长规律及污染控制措施研究

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绝缘材料 2024年

作者：杜国光孙冬张博曲丹李妍曹德昆赵晓冰国网吉林省电力有限公司通化供电公司东北电力大学化学工程学院

变压器油在贮存、使用和运输过程中易发生微生物污染，影响其品质和绝缘性能。本研究主要考察温度和湿度对变压器油中微生物的影响，分析变压器油处理前后的品质变化，识别变压器油的官能团结构和有机物种类，提出有效处理变压器油微生... 详细信息

变压器油在贮存、使用和运输过程中易发生微生物污染，影响其品质和绝缘性能。本研究主要考察温度和湿度对变压器油中微生物的影响，分析变压器油处理前后的品质变化，识别变压器油的官能团结构和有机物种类，提出有效处理变压器油微生物污染的方法。结果表明：变压器运行油和故障油中均含有枯草芽孢杆菌、利用糖产酸的杆菌、利用糖产酸产气的杆菌和不利用糖产酸产气的球菌，故障油中的微生物数量远大于运行油，其中枯草芽孢杆菌数量最多；新变压器油中未培养出微生物。高温能够抑制变压器油中微生物的生长，当温度为60℃时，微生物不会完全灭活，一旦温度恢复至37℃，又重新开始生长繁殖。在37℃下，当油水比为99∶1、49∶1、19∶1和9∶1时，4种细菌均存在，且随着油水比升高，细菌数量增大。采用高压灭菌+分子筛粗滤+超滤的再生处理方法可使污染的变压器油变得清澈透明，且检测不到微生物的存在，再生油中主要含有O-H、C-H、C=O键和不饱和键，经过再生处理后，变压器油的击穿电压和体积电阻率分别由25.83 kV和5.70×1010Ω·m升高至49.50 kV和4.68×1011Ω·m，介质损耗因数由5.076%下降至0.215%，满足DL/T 1419—2015的指标要求。

关键词：变压器油微生物温度再生处理枯草芽孢杆菌

变压器油中微生物的生长规律及污染控制措施研究

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绝缘材料 2024年第5期57卷 103-109页

作者：杜国光孙冬张博曲丹李妍曹德昆赵晓冰国网吉林省电力有限公司通化供电公司吉林通化134000 东北电力大学化学工程学院吉林132012

变压器油在贮存、使用和运输过程中易发生微生物污染,影响其品质和绝缘性能。本研究主要考察温度和湿度对变压器油中微生物生长的影响,分析变压器油处理前后的品质变化,识别变压器油的官能团结构和有机物种类,提出有效处理变压器油微生... 详细信息

变压器油在贮存、使用和运输过程中易发生微生物污染,影响其品质和绝缘性能。本研究主要考察温度和湿度对变压器油中微生物生长的影响,分析变压器油处理前后的品质变化,识别变压器油的官能团结构和有机物种类,提出有效处理变压器油微生物污染的方法。结果表明:变压器运行油和故障油中均含有枯草芽孢杆菌、利用糖产酸的杆菌、利用糖产酸产气的杆菌和不利用糖产酸产气的球菌,故障油中的微生物数量远大于运行油,其中枯草芽孢杆菌数量最多;新变压器油中未培养出微生物。高温能够抑制变压器油中微生物的生长,当温度为60℃时,微生物不会完全灭活,一旦温度恢复至37℃,又重新开始生长繁殖。在37℃下,当油水质量比为99∶1、49∶1、19∶1和9∶1时,4种细菌均存在,且随着油水质量比升高,菌株数量增大。采用高压灭菌+分子筛粗滤+超滤的再生处理方法可使污染的变压器油变得清澈透明,且检测不到微生物的存在,再生油中主要含有O-H、C-H、C=O键和不饱和键。经过再生处理后,变压器油的击穿电压和体积电阻率分别由29.67 kV和5.70×10^(10)Ω·m升高至49.50 kV和4.68×10^(11)Ω·m,介质损耗因数由6.052%下降至0.215%,满足DL/T 1419—2015的指标要求。

关键词：变压器油微生物温度再生处理枯草芽孢杆菌

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基于木质素-有机黏土复合水凝胶的固相萃取-SERS联用技术用于变压器油中微量1,2,3-苯并三氮唑的现场分析

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分析测试学报 2024年第4期43卷 532-540页

作者：刘叶余东廖思杰沈爱国何治柯韩方源武汉大学化学与分子科学学院湖北武汉430072 武汉纺织大学生物工程与健康学院湖北武汉430200 广西电网有限责任公司电力科学研究院广西电力装备智能控制与运维重点实验室广西南宁530023

该文以脱碱木质素(DAL)和硅藻土(DE)为原料,通过加入2.5%丙烯酸(AA)、0.75%过硫酸铵(APS)和0.25%N’N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA),基于自由基聚合法制备了DAL/DE水凝胶。利用高效液相色谱法考察了水凝胶对变压器油中1,2,3-苯并三氮唑(BTA)... 详细信息

该文以脱碱木质素(DAL)和硅藻土(DE)为原料,通过加入2.5%丙烯酸(AA)、0.75%过硫酸铵(APS)和0.25%N’N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA),基于自由基聚合法制备了DAL/DE水凝胶。利用高效液相色谱法考察了水凝胶对变压器油中1,2,3-苯并三氮唑(BTA)的吸附性能,随后使用表面增强拉曼散射(SERS)辅以固相萃取技术现场检测了变压器油中的BTA。研究结果表明,在0.6 g DAL/DE水凝胶为固相萃取填料,水为活化剂,BTA变压器油样稀释1倍,洗脱剂为1 mL乙酸的条件下,BTA在776 cm^(-1)处的峰强于1~500 mg/kg范围内与其含量呈良好的线性关系,检出限低至0.28 mg/kg。

关键词：变压器油 1,2,3-苯并三氮唑木质素水凝胶固相萃取表面增强拉曼散射(SERS)

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油柱直径对变压器油燃爆特性影响实验研究

工程爆破 2024年第2期30卷 117-124页

作者：张佳庆黄玉彪马鸿盛刘志宇王昌建汪泉国网安徽省电力有限公司电力科学研究院合肥230601 国家电网公司输变电设施火灾防护实验室合肥230601 电力火灾与安全防护安徽省重点实验室合肥230601 合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

特高压换流变压器管件内的变压器油易蒸发并形成可燃的油气混合物,当点火源存在时,变压器油燃爆会造成电力设备严重破坏。目前,有关变压器油爆炸动力学演化规律的实验研究匮乏,采用压力传感器测压和高速相机记录火焰形状,研究了油柱直... 详细信息

特高压换流变压器管件内的变压器油易蒸发并形成可燃的油气混合物,当点火源存在时,变压器油燃爆会造成电力设备严重破坏。目前,有关变压器油爆炸动力学演化规律的实验研究匮乏,采用压力传感器测压和高速相机记录火焰形状,研究了油柱直径对变压器油爆炸超压演化和火球行为的影响。实验结果表明,随着油柱直径从93 mm增加至350 mm,最大超压和反射超压均呈现先增大后减小的趋势。随着压力测点与爆炸中心之间的距离增大,最大超压呈现逐渐下降的趋势。当油柱直径从153 mm变化至350 mm时,炸药爆炸诱导的变压器油火球行为相似,爆炸火球的传播以竖直向上扩展为主。变压器油爆燃火球的最大高度和最大面积随着油柱直径增加呈现先增大后减小的变化趋势。

关键词：变压器油油雾抛洒超压演化爆炸火球

Mn掺杂SnS二维材料吸附变压器油中特征气体的机理研究

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高压电器 2024年第7期60卷 182-190页

作者：谢醉冰李欣曾林平程程宋朝晖刘敏国家电网有限公司西北分部西安710048 国网陕西省电力有限公司西安710046

为了研究适用于变压器油中特征气体监测的气体传感器气敏材料,基于密度泛函理论研究了一种新型过渡金属掺杂的二维材料对变压器油特征气体的吸附机理。首先构建了Mn掺杂的SnS二维材料模型,并计算了6种特征气体(H_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)... 详细信息

为了研究适用于变压器油中特征气体监测的气体传感器气敏材料,基于密度泛函理论研究了一种新型过渡金属掺杂的二维材料对变压器油特征气体的吸附机理。首先构建了Mn掺杂的SnS二维材料模型,并计算了6种特征气体(H_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6))在该改性二维材料上的吸附模型。通过分析吸附能和吸附距离,发现CO、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)3种气体的吸附能更大且吸附距离更近,表现出更强的吸附特性。而H_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(6)3种气体的吸附能较小,且吸附距离较远,表现为典型的物理吸附。进一步通过态密度分析,前线轨道分析了吸附的化学机理,可以发现CO、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)3种气体的吸附显著改变了体系的电子结构,在占据轨道能级中表现出正值的重叠布局态密度,同时在前线轨道上形成了轨道耦合,表明这3种特征气体的吸附过程为化学相互作用。而H_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(6)则未表现出显著的轨道耦合和电子结构变化,其主要为范德华力主导的物理吸附作用。最后通过能隙和吸附能分析了Mn掺杂SnS二维材料电导率和脱附时间的变化,发现该材料是一种性能优异的气敏材料,从理论上论证了其应用于变压器油特征气体CO、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)检测的可能性。

关键词：变压器油气敏传感器油中溶解气体分析密度泛函理论 SnS二维材料

基于膜脱气的光声光谱系统在线实时监测变压器油中溶解气体含量的方法构建

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理化检验（化学分册） 2024年第6期60卷 549-555页

作者：刘启迪吴哲施运杏王天伟韩毓旺南京工业大学化学与分子工程学院南京210000 南京专能光电技术有限公司南京210000

对变压器油中溶解气体含量进行快速实时监测可以有效对变压器潜在故障做出预警诊断,因此进行了题示研究。利用高透气性的Teflon-AF2400膜组件与高灵敏光声光谱检测器搭建了一套油中溶解气体在线监测系统,系统最短检测时间为2.5 min。构... 详细信息

对变压器油中溶解气体含量进行快速实时监测可以有效对变压器潜在故障做出预警诊断,因此进行了题示研究。利用高透气性的Teflon-AF2400膜组件与高灵敏光声光谱检测器搭建了一套油中溶解气体在线监测系统,系统最短检测时间为2.5 min。构建了理论脱气模型并从气室体积、油温和油中常见变压器故障气体(CO、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、CH_(4))体积分数角度论证了模型的准确度。模型可在20 min内实现故障气体脱气平衡体积分数的预测,缩小气室体积或升高油温,该时间还可进一步减小。当变压器油中故障气体体积分数急剧变化,20 min内所建模型所得的预测平衡体积分数和实测平衡体积分数的相对偏差小于7.0%。

关键词：变压器油溶解气体油气分离膜光声光谱模型在线实时监测