雷电冲击电压作用下变压器油中针板间隙的伏秒特性曲线[范文]

         摘要：在进行生产工作时，电力变压器不仅会较长时间的承受着工作电压的作用，而且，还会承受一些短时的过电压作用。因此进行雷电冲击电压下变压器油绝缘击穿特性试验的研究是十分必要的。对油中针板间隙进行标准雷电的冲击击穿试验，搭建了雷电冲击电压作用下变压器油中针板间隙击穿试验平台。

在本次试验中，对变压器油中针板间隙施加标准雷电波形的电压，从低到高。本次试验选取逐级加压法，电压梯度选择为2kV，每个电压梯度进行15次试验，施加电压从20kV（击穿概率为0%）开始，到30kV(击穿概率为100%)为止。进行多组试验，并记录下击穿时间和加在针板间隙上的最高电压值。通过示波器观测到施加电压、光信号和电流的变化曲线来分析整个击穿过程。通过统计数据，列表整理，画图得到试验所求取的伏秒特性曲线。并对得到的50%伏秒特性曲线进行数学分析得到其数学表达式。

雷电冲击电压作用下变压器油中针板间隙的伏秒特性曲线

1.1研究现状

在生产工作时，电力系统中的变压器大多数时间会处于工作电压下；而且还会遭到一些短时的过电压影响，这些过电压的的波形和参数一般都不相同。变压器产生故障的原因之一就是由于受到了这些过电压的影响。在进行变压器冲击试验时，一般选用标准操作冲击电压和标准雷电冲击电压，根据变压器的击穿电压和击穿时间来得出电力变压器的击穿特性。在本次实验中选取电压波形和参数为标准雷电冲击电压。由于变压器自身的等效参数不同，并且施加电压不同都会对变压器的等效参数产生影响。参数的变化则会导致承受到的冲击电压的波形参数而与IEC标准存在严重的差异。因此在进行变压器击穿特性实验时，对每种波形都进行分别研究是十分重要的。

雷电冲击电压发生器原理电路

经过试验可以得到，在冲击电压作用下，试验条件对液体电介质的击穿特性的影响是很大的。相关试验研究人员在对不同电压波形、电极形状等条件下进行了很多研究，研究了液体电介质的流注产生到失去绝缘能力的过程。液体电介质的击穿试验在国内也有很好的进展：孙振权等、王喆等采用振荡型非标准雷电冲击电压研究了冲击电压波前时间、振荡频率对油纸绝缘模型击穿特性的影响。Sun Potao等根据变压器长期工作受到的影响，对油纸施加了雷电冲击电压，获得并分析其V-N特性以及影响因素。聂德鑫等研究了有缺陷的油纸针板模型在操作冲击电压下的局部放电。周远翔等研究了不同典型缺陷绝缘油纸的的平均放电电压幅值、放电脉冲数随外施雷电冲击电压幅值升高的变化规律。本次试验学习总结了以上试验的经验，对雷电冲击电压下油中针板间隙的伏秒特性进行实验，通过测得最高击穿电压和击穿时间画出对应的伏秒特性曲线。

多级冲击电压发生器的基本电路

1.2研究意义

1.2.1试验背景

在高电压工程技术中，用到了各种各样的电介质，一般称呼这些电介质为绝缘介质或者绝缘材料。根据电介质在自然界中存在形式划分，可以将其分为三种：气体电介质、液体电介质和固体电介质。其中很大一部分的电介质是液体电介质。植物油(蓖麻油)、天然矿物油和人工合成油，这三种液体电介质是工程中常用的。其中，使用最多的油就是的矿物质油，这种油是从石油中提炼出来的，并通过不同程度的二次加工，使用在不同的电气设备中。这些液体电介质不仅仅用于绝缘，还可以用来当做冷却介质或灭弧介质。

标准油杯中测得的油的工频击穿电压与含水率的关系

根据现有的科研水平，对于气体电介质的击穿方式的研究已经十分充分。但是，由于液体电介质的种种特性，对液体电介质击穿机理的研究程度并不如对气体的研究那么透彻，而且液体电介质的品质对液体电介质的击穿特性有着很大的影响作用。因此，在研究液体电介质的击穿特性的时候一定要分清楚纯净液体和不纯净液体，并对两种液体分别进行试验研究。高电压试验技术里，变压器油是使用到最多的液体电介质。变压器油是工程用油，其中含有很多杂质，是不纯净的。本次试验将以变压器油中针板间隙来模拟变压器中的不均匀电场，研究在标准雷电冲击电压作用下油中针板间隙的伏秒特性。

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