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绝缘纸板表面微纳Al2O3/PTFE复合功能层制备及其对空间电荷注入的影响

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电工技术学报 2020年第18期35卷 3960-3971页

作者：李彦青郝建刘丛廖瑞金杨丽君输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

抑制油浸绝缘纸空间电荷注入和积聚对提升换流变压器油纸绝缘系统稳定性有重要意义。传统抑制油浸绝缘纸空间电荷注入的方法是对绝缘纸进行体掺杂纳米材料改性,但其改性效果受限于纳米颗粒分散程度。与此相比,材料表面改性方法的工艺简... 详细信息

抑制油浸绝缘纸空间电荷注入和积聚对提升换流变压器油纸绝缘系统稳定性有重要意义。传统抑制油浸绝缘纸空间电荷注入的方法是对绝缘纸进行体掺杂纳米材料改性,但其改性效果受限于纳米颗粒分散程度。与此相比,材料表面改性方法的工艺简单、重复性好,在赋予材料新颖特性的同时也能基本保持材料本体的性能。鉴于此,该文首先以射频磁控溅射为技术手段,在绝缘纸板表面构筑Al2O3/PTFE复合功能层,对Al2O3/PTFE复合功能层的组成成分和微观形貌进行表征分析;然后以空白绝缘纸板为参照,测试分析Al2O3/PTFE复合功能层油浸绝缘纸板的空间电荷、直流击穿和陷阱分布特性。结果表明,Al2O3/PTFE复合功能层以微纳结构形式存在于绝缘纸表面;微纳Al2O3/PTFE复合功能层能显著抑制油浸绝缘纸板空间电荷的注入并提升其直流击穿电压;与空白油浸绝缘纸板相比,直流15kV/mm下微纳Al2O3/PTFE复合功能层油浸绝缘纸板内部积聚的电荷总量减少了40%,且由空间电荷积聚引起的电场强度畸变率由33.33%降至6.7%;微纳Al2O3/PTFE复合功能层油浸绝缘纸板的无预压直流击穿电压和预压直流击穿电压分别比空白油浸绝缘纸板提升5.3%和15%;热刺激去极化电流测试结果表明,微纳Al2O3/PTFE复合功能层引入大量深陷阱,这是Al2O3/PTFE复合功能层对绝缘纸板产生空间电荷注入抑制和直流击穿电压提升作用的主要原因。

关键词：绝缘纸板磁控溅射微纳结构复合功能层空间电荷抑制直流击穿

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绝缘纸板的老化对其爬电性能的影响

电工技术学报 2012年第10期27卷 20-25,34页

作者：王伟徐剑峰汪鑫李成榕华北电力大学高压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206

为研究绝缘纸板老化对其爬电性能的影响,采用加速热老化的方法制备了不同老化程度的绝缘纸板,利用球-板和针-板电极模型,观察了不同老化程度绝缘纸板的爬电过程,测量了爬电起始电压、熄灭电压、"白斑"发展速度、爬电耐受时间及击穿通道... 详细信息

为研究绝缘纸板老化对其爬电性能的影响,采用加速热老化的方法制备了不同老化程度的绝缘纸板,利用球-板和针-板电极模型,观察了不同老化程度绝缘纸板的爬电过程,测量了爬电起始电压、熄灭电压、"白斑"发展速度、爬电耐受时间及击穿通道长度,分析了纸板层间的微观结构。研究结果表明:老化对绝缘纸板的爬电起始电压没有明显影响,但会导致纸板爬电熄灭电压的降低;老化绝缘纸板中爬电的发展速度快于未老化纸板,击穿通道的长度长于未老化纸板;老化会显著降低纸板层间方向的爬电性能,其原因在于老化纸板纤维层间结合度的下降及纤维层间孔洞数量和体积的增加。

关键词：变压器老化绝缘纸板爬电

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高性能聚酰亚胺绝缘纸板制备及性能研究

高科技纤维与应用 2025年第1期 25-33页

作者：韩立新李广斌李志强王淑叶庄思杰龙柱连云港工投纤维与复合材料检验检测中心有限公司连云港纤维新材料研究院有限公司江南大学纺织学院

为降低绝缘纸板劣化风险并拓宽非木浆绝缘纸板应用，本文以不同型号聚酰亚胺短切纤维为原料，制备聚酰亚胺绝缘纸板（PI绝缘纸板）。通过在浆料中添加分散剂聚氧化乙烯（PEO）、增强剂阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）及羧基丁苯胶乳，并与芳... 详细信息

为降低绝缘纸板劣化风险并拓宽非木浆绝缘纸板应用，本文以不同型号聚酰亚胺短切纤维为原料，制备聚酰亚胺绝缘纸板（PI绝缘纸板）。通过在浆料中添加分散剂聚氧化乙烯（PEO）、增强剂阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）及羧基丁苯胶乳，并与芳纶浆粕混抄制备原纸，经不同树脂浸渍及多层复合热压结合，获得力学、电气性能优良的PI绝缘纸板。结果表明，当芳纶浆粕用量为6.0%、PEO用量为0.06%、丁苯胶乳用量8.0%,选用K0506型号（细度更小）聚酰亚胺短切纤维，聚酰亚胺树脂浸渍浓度4.0%,热压条件为200℃、5 MPa、5 min时，所制备定量为120 g/m2绝缘纸板的抗张指数达39.996 N·m/g,撕裂指数为43.208 mN·m2/g,挺度为1.424 mN·m,击穿强度为4.471 kV/mm。SEM图显示，热压后纸板表面树脂覆盖均匀，且分解温度Tmax高达616℃,可长期在高温环境下保持优异稳定性。

关键词：聚酰亚胺绝缘纸板树脂浸渍热压工艺耐温性能

温度对不同老化程度的绝缘纸板沿面放电的影响

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高电压技术 2017年第8期43卷 2724-2732页

作者：王永强仲钊谢军张斌王巨伟曹轩华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室保定071003

为研究温度对不同老化程度绝缘纸板局部放电的影响,搭建了油纸绝缘沿面放电模型及其实验平台,并进行了实验。采用热老化方法制备了不同老化程度的纸样试样,实验温度分别选择为40℃、60℃及100℃,采用逐步升压法来加速局部放电;利用局部... 详细信息

为研究温度对不同老化程度绝缘纸板局部放电的影响,搭建了油纸绝缘沿面放电模型及其实验平台,并进行了实验。采用热老化方法制备了不同老化程度的纸样试样,实验温度分别选择为40℃、60℃及100℃,采用逐步升压法来加速局部放电;利用局部放电巡检仪采集不同温度及老化程度下的放电特征量进行对比,对纸板试样碳化部分进行红外Fourier图像分析及显微观察,并结合理论进行电场仿真分析。结果表明:在放电前期,温度对不同老化程度纸板试样局部放电的影响较小,放电主要由电极附近的变压器油产生;在放电后期,放电导致老化纸板试样表面孔隙周围的油分解而产生大量气体,且温度越高对油分解的促进作用就越大,放电也越剧烈,从而使相关放电量增长加快、幅值增大;直径为0.125 mm气泡的最大电场强度比直径为0.25 mm气泡的低,且高电场强度区域更少;实验温度为100℃时的电场强度比实验温度为40℃时增加约1.9~2.5 MV/m,且纸板试样的老化程度越高,其高电场强度的区域就越多。以上实验研究表明,高温对不同老化程度纸板试样沿面放电的影响比低温时更大,在放电后期影响较为明显,且纸板试样老化程度越高,受到温度的影响就越大,高温时纸板试样的老化程度越高其绝缘性能的损坏就越严重。

关键词：绝缘纸板沿面放电温度不同老化程度电场分布微观形貌 Fourier红外图像

变压器绝缘纸板及出线装置等成型绝缘件国产化现状及展望

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电工技术学报 2011年第5期26卷 192-198页

作者：王建宁宣白云泰州绝缘材料总厂泰州225300 泰州魏德曼高压绝缘有限公司泰州225300

概述国内外变压器绝缘纸板和成型绝缘件主要生产企业的简要情况,分析我国绝缘纸板和出线装置等成型绝缘件产品的质量水平,研究超、特高压大型输电设备纸质绝缘材料的国产化现状,提出发展建议。通过对我国绝缘纸板和成型绝缘件主要生产... 详细信息

概述国内外变压器绝缘纸板和成型绝缘件主要生产企业的简要情况,分析我国绝缘纸板和出线装置等成型绝缘件产品的质量水平,研究超、特高压大型输电设备纸质绝缘材料的国产化现状,提出发展建议。通过对我国绝缘纸板和成型绝缘件主要生产企业技术水平及生产能力的分析,论证国产化的可能性。结果表明,我国绝缘纸板的质量水平和生产能力完全满足不同电压等级输电设备的国产化需求,出线装置等成型绝缘件的制造水平满足超高压输电设备的质量要求,但国内成型绝缘件生产企业缺乏设计能力和特高压出线装置的研制经验,通过全行业合作,实现国产化是完全可行的。

关键词：绝缘纸板出线装置国产化输电设备

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用四单元电容传感器测量绝缘纸板微水分分布

大连理工大学学报 2005年第2期45卷 215-219页

作者：戴恒震孙宝元毛范海李万全大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024

由于变压器绝缘纸板中的微水分影响其介电特性,用介电方法可以测量绝缘纸板微水分分布.测量系统采用一种有4个感应深度不等的测量单元的电容式传感器,轮流使用各测量单元可获得绝缘纸板的对应导纳,再利用绝缘纸板截面上分布测点的等效导... 详细信息

由于变压器绝缘纸板中的微水分影响其介电特性,用介电方法可以测量绝缘纸板微水分分布.测量系统采用一种有4个感应深度不等的测量单元的电容式传感器,轮流使用各测量单元可获得绝缘纸板的对应导纳,再利用绝缘纸板截面上分布测点的等效导纳,推导出绝缘纸板不同深度层上的介电特性,通过适当标定后,该测量系统可以用于估算被测绝缘纸板某深度的含水质量分数.试验证明了其使用效果.介绍了传感器的原理、结构及测量系统的构成.

关键词：绝缘纸板水分分布电容传感器电容式传感器测量系统介电特性测量单元水分影响等效导纳使用效果质量分数变压器再利用

纳米TiO_(2)改性纤维素绝缘纸板热老化特性

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高电压技术 2021年第9期47卷 3134-3143页

作者：刘道生郭正阳赵子明周春华江西理工大学电气工程与自动化学院赣州341000

为探究纳米TiO_(2)改性纤维素纸板长期热老化条件下的电气特性,制备了不同质量分数与粒径的纳米TiO_(2)复合绝缘和普通绝缘纸板。利用两参数威布尔(Weibull)分布模型计算纳米复合纸板的绝缘失效率,讨论了击穿电压与TiO_(2)掺杂质量分数... 详细信息

为探究纳米TiO_(2)改性纤维素纸板长期热老化条件下的电气特性,制备了不同质量分数与粒径的纳米TiO_(2)复合绝缘和普通绝缘纸板。利用两参数威布尔(Weibull)分布模型计算纳米复合纸板的绝缘失效率,讨论了击穿电压与TiO_(2)掺杂质量分数之间的关系,确定最佳掺杂质量分数为5%,粒径为10 nm。将样品进行加速热老化试验,测量分析其交直流击穿场强、相对介电常数和电阻率等参数以及油纸颜色和表面微观结构的变化规律;采用有限元软件计算交直流电场分布。仿真结果表明:与未改性绝缘纸板相比,老化后的纳米复合油纸绝缘中,纸板承受的交、直流场强占比更高。试验结果表明:在不同热老化阶段,纳米复合绝缘纸板的交直流电气特性和抗热老化性能始终优于未改性纸板,纳米TiO_(2)减弱了纸板内部纤维素链的极化,降低了载流子迁移率,改善了绝缘纸板内部场强,提高了电气性能,有效延缓了油纸绝缘的热老化过程,与仿真结果一致。

关键词：绝缘纸板纳米TiO_(2) 热老化 Weibull分布有限元分析

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变压器油与绝缘纸板电导特性研究

电网技术 2013年第9期37卷 2527-2533页

作者：周远翔沙彦超陈维江卢理成聂德鑫伍志荣邓建钢电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 国家电网公司北京市西城区100031 国网电力科学研究院湖北省武汉市430074

从电导特性的角度研究了变压器油在高场强下的预击穿过程及机制,将变压器油在不同电场下的电导机制分为3个阶段:①在电场低于0.44 kV mm 1时,电导电流I与外施场强E成正的线性关系,符合欧姆定律;②电场强度在0.44 1.33 kV mm 1范围内时,l... 详细信息

从电导特性的角度研究了变压器油在高场强下的预击穿过程及机制,将变压器油在不同电场下的电导机制分为3个阶段:①在电场低于0.44 kV mm 1时,电导电流I与外施场强E成正的线性关系,符合欧姆定律;②电场强度在0.44 1.33 kV mm 1范围内时,ln(I/E2)1/E成正比,满足Fowler-Nordheim场致发射方程,属于隧道效应电流阶段;③当油中电场强度E>1.33 kV mm 1,I与电压的二次方U2成正比,属于空间电荷限制电流阶段,载流子视在迁移率c约为2.93 10 3cm2/(V s),当外施电场为2 kV mm 1时,载流子流速v为0.586 m s 1,电流体力学迁移率h约为1.5 10 3cm2(V s)1。同时,对影响变压器油电导特性的温度、流体压强、油中含水等因素进行研究,试验结果表明,随着温度的升高、流体压强的减小以及油中含水量的增加,变压器油的电导电流均将明显增加。此外,对工程上关注的不同浸油程度的绝缘纸板的电导和介电特性及其影响因素进行研究,结果表明,随着浸油水平、温度和工作频率的提高,绝缘纸板的电导电流均将相应增加。

关键词：变压器油绝缘纸板直流电压欧姆定律场致发射空间电荷限制电流

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变压器绝缘纸板微水分测量试验研究

大连理工大学学报 2005年第4期45卷 566-569页

作者：李万全孙宝元戴恒震大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连116024

采用介电法与称重法相结合对绝缘纸板在线干燥过程进行了研究.由于绝缘纸板中的微水分影响其介电特性,利用电容传感器测量纸板的对应区域,同时将获得的电信号与称重试验结果进行比较,建立了电信号与被测纸板质量之间的对应关系,并提出... 详细信息

采用介电法与称重法相结合对绝缘纸板在线干燥过程进行了研究.由于绝缘纸板中的微水分影响其介电特性,利用电容传感器测量纸板的对应区域,同时将获得的电信号与称重试验结果进行比较,建立了电信号与被测纸板质量之间的对应关系,并提出一个绝缘纸板干燥过程微水分质量分数指数规律计算公式.研究表明,除湿速率表现为振荡衰减过程,其原因与纸板结构及环境气氛有关.

关键词：绝缘纸板微水分介电拟合