变压器油纸绝缘结构的击穿电压与频率和时间的关系

变压器油的击穿电压将电压施加于绝缘油时，随着电压增加，通过油的电流剧增，使之完全丧失所固有的绝缘性能而变成导体，这种现象称为绝缘油的击穿。

绝缘油发生击穿时的临界电压值，称为击穿电压，此时的电场强度，称为油的绝缘强度，表明绝缘油抵抗电场的能力。

击穿电压U (kV)和绝缘强度E (kV/cm)的关系为E=U/d (2-26)式中d-电极间距离(cm)。

纯净绝缘油与通常含有杂质的绝缘油具有不同的击穿机理。

前者的击穿是由于游离所引起，可用气体电介质击穿的机理来解释，即在高电场强度下，油分子碰撞游离成正离子和电子，进而形成了电子崩。

电子崩向阳极发展，而积累的正电荷则聚集在阴极附近，最后形成一个具有高电导的通道，导致绝缘油的击穿。

通常绝缘油总是或多或少含有杂质，在这种情况下，杂质是造成绝缘油击穿的主要原因。

油中水滴、纤维和其他机械杂质的介电系数ε比油的要大得多（纤维的ε=7，水的ε=80，而变压器油的ε≈2.3），因此在电场作用下，杂质将被吸引到电场强度较大的区域，在电极间构成杂质“小桥”，从而使油的击穿强度降低。

如杂质足够多，则还能构成贯通电极间隙的“小桥”，流过较大的泄漏电流，使之强烈发热，并使油和水局部沸腾和气化，结果击穿就沿此“气桥”而发生。

下面分别分析影响绝缘油击穿电压的各主要因素。

(1)测量绝缘油击穿强度时采用的电极材料、电极形状和电极面积对油的绝缘强度有影响。

根据试验数据得知，在同样的试验条件下，不同电极材料测量的同种油样绝缘强度的排列顺序为Fe<黄铜<Pb<Cu<Al<Au<Zn<Ag，即采用铁电极测得值最低，而采用银电极的测得值最高。

若按金属的导热性排序，则可得到排列顺序为Pb<Fe<黄铜<Zn<Al<Au<Cu<Ag。

可以看出，除个别例外，大体上绝缘强度是随电极金属导热性增加而提高的。

通常是用黄铜而不是用紫铜来制造电极，因为紫铜容易在表面上生成一层氧化膜；而在变压器中实际采用的材料却是纯铜（紫铜），而不是黄铜（铜锌合金）。

变压器油击穿过程光谱及电压分析摘要：本文以变压器油为样本，自行研制了一款液体击穿装置;尝试对针-针电极间隙变压器油实施了放电测试，观察变压器油放电期间带电粒子的分布情況与变化。

记录各种条件下产生的击穿电压，总结基本规律，旨在利用液体介质自身的绝缘特性，对脉冲功率设备进行优化设计。

关键词：变压器油;击穿过程;光谱分析;电压分析作为一种典型的绝缘油，变压器油绝缘性的好坏非常关键。

击穿电压，可作为变压器油电气性能优劣的评价指标，判断变压器油的水含量，其他悬浮物对其造成的污染程度等。

同时，我们还可检验变压器油在注入到设备之前的干燥以及过滤情况。

显然，击穿电压指标反应出了变压器油自身的绝缘性能。

一、光声光谱检测原理光声光谱检测原理PAS（Photo Acoustic Spectroscopy），在密闭光声池中装入待测气体，并将一束单色光源投射到这种气体表面，让光能充分地吸收进去，转变为热能，最后完成退激。

热能释放，能够让气体出现周期性加热，促使介质出现周期性压力波动。

该种压力波动，利用微音拾音器或是压电陶瓷传声器也能够直接地检测出来。

经放大后，可以获取光声信号。

不同气体均有各自的红外光谱（吸收光谱），结合该种特性，我们可以选择单色光波长来完成照射，测定出波长长度上不同的光声信号图谱，计算出待测气体实际的分子浓度。

二、实验设计系统大致是由脉冲电源、电极、暗室以及电荷耦合器件等基本的设备来组成。

本次实验，我们将玻璃容器放入到暗室中。

实验期间，温度最好控制在22～26℃;选择逐步升压法，电压单次上升2 kV，标注和统计好击穿时肉眼看到的峰值电压。

结束后，及时地搅动待测的变压器油，平放2min;再次实验，循环5次，将5次击穿所得平均值视为最终的实验结果。

三、实验结果分析（一）谱线分析对针-针电极间隙45号变压器油开展本次放电实验。

45号变压器油，掺入碳、氢这2种不一样的元素。

本次试验，我们能看到光谱线数。

在波长大约400～700nm的位置，氢可以看得见4条谱线。

2023年电气试验备考押题2卷合壹（带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第一卷一.全能考点(共100题)1.【判断题】支柱绝缘子表面的电场分布属于强垂直分量的不均匀电场。

参考答案：×2.【单选题】电气装置的金属外壳配电装置的构架和线路杆塔等,由于绝缘损坏有可能带电,为防止其危及人身和设备的安全而设的接地称为()。

A、工作接地B、保护接地C、雷电保护接地参考答案：B3.【判断题】M型介质试验器测量出被试品支路的视在功率S和有功损耗功率P,则其介质损耗角正切值tanδ=P/S。

参考答案：√4.【单选题】电力设备的额定电压高于实际使用工作电压时的试验电压,如采用额定电压较高的设备作为代用设备时,其试验电压应按照()来确定。

A、.可承受的最高试验电压B、.设备的额定电压的试验标准C、.实际使用的额定工作电压参考答案：C5.【单选题】电气设备在进行大修后,或者在进行局部改造后,要进行检修后试验,试验应执行电力行业标准()中规定的大修、小修试验项目和试验合格标准。

A、.《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》B、.《电气设备预防性试验规程》C、.《电业安全工作规程》参考答案：B6.【判断题】电气设备在运行时可能承受过电压,因此除了必须按规定采取过电压保护措施外,同时电气设备必须具备规定的机械强度。

参考答案：×7.【单选题】绝缘电阻表用来测量电气设备的()。

A、.电压B、.绝缘电阻C、.电流参考答案：B8.【单选题】能维持稳定电晕放电的不均匀电场,一般可称为()。

A、.极不均匀电场B、.稍不均匀电场C、.稳定不均匀电场参考答案：A9.【单选题】温度对tanδ测试结果具有较大影响,一般同一被试设备,tanδ随温度的升高而()。

A、.升高B、.降低C、.不变参考答案：A10.【判断题】测量电气设备介质损耗角正切值tanδ时,消除电场干扰影响的方法中利用外加的特制可调电源,向测量回路上施加一个反干扰电压,使电桥平衡后再加试验电压的方法称为干扰平衡法。

电力变压器绝缘纸热老化的击穿电压特性唐超;廖瑞金;黄飞龙;杨丽君;朱孟兆【摘要】基于对矿物油、植物油分别与热稳定绝缘纸组成的油纸绝缘系统在90℃、110℃、130℃下进行的500多天的加速热老化试验,研究了其击穿电压特性变化规律,并且进一步分析了变化产生的主要原因。

试验结果表明：两种油纸组合在三个温度下,击穿电压均有上升的趋势,以110℃和90℃下的样品尤为明显;植物油组合的油纸绝缘击穿电压整体高于矿物油组合的油纸绝缘;击穿电压与老化温度、绝缘纸聚合度之间并无明显关系;在老化过程中,整个油纸绝缘系统并未达到水分平衡,绝缘纸中微水含量基本保持在2%以内,老化过程中的微水对绝缘纸的击穿电压影响不大。

【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2010(000)011【总页数】8页(P1-8)【关键词】电力变压器;绝缘纸;热老化;击穿电压【作者】唐超;廖瑞金;黄飞龙;杨丽君;朱孟兆【作者单位】重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TM2011 引言作为电力系统中的核心设备，电力变压器在电力系统中处于极其重要的地位，一旦发生故障，有可能造成大面积停电事故，给电力系统和国民经济造成严重损失。

因此，通过实验室加速老化试验并结合现场实际，对油纸绝缘的老化特性和机理进行研究，从而为变压器绝缘状态评估和寿命预测提供依据和参考，具有学术和实际价值。

由绝缘纸（板）和绝缘油组成变压器绝缘系统在运行过程中，受温度、电场、水分、氧气等因素的影响，油纸绝缘系统逐渐老化，电气及机械性能降低。

大量研究结果表明，温度（热应力）对油纸绝缘系统老化起着关键性的作用[1-3]。

有鉴于此，大批国内外学者对油纸绝缘的热老化机理进行了相关的研究。

主要有两个方面，一个是针对油纸绝缘老化过程中的化学参量及特征产物进行的研究，如聚合度、糠醛、油酸值、微水、油中溶解气体等，对这些非电参量变化规律的深入研究对油纸绝缘老化机理的揭示有着重要的作用；另外一方面是电气特性研究，这部分主要集中在油纸绝缘局部放电、极化电流、介电响应特性、击穿电压、介质损耗、绝缘电阻等，这些参量的研究反映了老化过程中油纸绝缘电气性能的变化，其研究成果将使我们能够直接掌握油纸绝缘的电绝缘状态。

2023年江苏版电气试验考试内部培训题库含答案1、【单选题】1kV以上中性点直接接地系统或经低电阻接地系统中的变电所接地网的接地电阻R应符合的要求为( )。

I为计算用流经接地装置入地的短路电流。

（C ）A、R<3500/I或R<0.5Ω(当I>4000时)B、R<3000/I或R<1Ω(当I>4000时)C、R<2000/I或R<0.5Ω(当I>4000时)2、【单选题】IEC和我国国家标准规定,操作冲击电压波形的半峰值时间T2为()。

（B ）A、T1=50μs,容许偏差+60%B、T1=2500μs,容许偏差+60%C、T1=50μs,容许偏差+20%3、【单选题】三相对称交流电源的特点是()。

（A ）A、三相电动势的幅值和频率相等,初相位互差120°B、三相电动势的幅值和频率相等,初相位互差90°C、三相电动势的幅值和频率不相等,初相位互差120°4、【单选题】为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地称为()。

（A ）A、雷电保护接地B、保护接地C、工作接地5、【单选题】变压器变压比测试,变比电桥的结构有电阻式和()两种。

（A ）A、标准调压器式B、电容式C、电感式6、【单选题】变压器的变压比是空载时的一、二次绕组()比。

（A ）A、电压B、电流C、有功功率7、【单选题】在交流电路中,电容元件的容抗与电容值()。

（C ）A、无关系B、成正比C、成反比8、【单选题】在交流电路中,电容元件的容抗与频率()。

（B ）A、成正比B、成反比C、无关系9、【单选题】在外电场的作用下,电介质的极化是由电子位移形成的称为()。

（B ）A、分子式极化B、电子式极化C、离子式极化10、【单选题】在电路中,负载消耗功率等于电源产生的功率与内阻损耗的功率()。

（B ）A、之和B、之差C、之积11、【单选题】在电阻串联的电路中,各串联电阻上的电流()。

高压班试题库简答题1@@1、为什么说气温较低时，介损tgd 试验结果的准确性差，不易作出判断？@@答：在低温时，受潮设备的介损tgd 值较正常值差别较小，这是由于油中有水时，水多沉积在底部，在低温时水结冰，电导性变差，不易查出缺陷，同时仪器、仪表在低温下准确度也较差。

##@@2、接地电阻过大的危害是什么？@@答：雷电流通过接地装置泄入大地，高幅值的雷电流在接地装置上产生压降，这一电压降加在被保护设备的绝缘上。

如果接地电阻过大，有可能击穿被保护的设备。

##@@3、简述半波整流的缺点是什么？@@答：半波整流的缺点是效率低、输出电压低、当未加滤波时，输出电压的脉动成分较大。

##@@4、简述兆欧表的屏蔽环的作用。

@@答：兆欧表的屏蔽环或屏蔽端均直接与电源的负极相连，若被试品的表面接屏蔽端子，则起屏蔽试品表面泄漏电流的作用，使泄漏电流直接从屏蔽端头流回电源，而不经测量机构，防止造成测量结果的误差。

##5、操作过电压的防护措施主要有哪些？答：在选择电气设备时，应使设备的绝缘水平高于操作过电压；高压和超高压电网的断路器加装并联电阻；电网中加装并联电抗器；采用性能优良的氧化锌避雷器。

##@@6、绝缘的吸收曲线@@答：当直流电压作用于绝缘体上时，通过绝缘体的电流由电导电流、电容电流和夹层极化引起的电流三部分组成，这三部分的电流的总和随时间变化的关系称作吸收曲线。

##@@7、什么是介质损耗？@@答：在电场作用下，介质的带电质点沿电场方向做有限位移或转向，位移或转向需要消耗能量；多层介质中产生夹层极化，极化过程有极化能量消耗；介质的电导电流导致介质发热，有电导损耗；介质发生局部游离放电，也会伴有能量消耗。

这些能量消耗都是将电能不可逆转地转化为热能。

称为电介质的损耗。

##@@8、影响变压器油击穿电压因素有哪些？@@答：（1）水分和杂质；（2）温度；（3）电压作用时间；（4）电场均匀程度；（5）压力。

##@@9、频率对介质损耗有哪些影响？@@答：频率对介质损耗影响很大，这是因为介质的极化过程受到频率的影响的缘故。

电气试验初训题库一、判断题1、测量电气设备介质损耗角正切值tanδ时，消除电场干扰影响的方法有屏蔽法、选相倒相法、移相法及干扰平衡法等。

A 正确B错误2、变压器变压比测试方法中，双电压表法比变比电桥法准确性高。

A 正确B错误3、变压器变压比测试方法有双电压表法、变比电桥法两种。

A 正确B错误4、测量100-500V的电气设备绝缘电阻，应选用电压等级为500V、量程为100MΩ及以上的绝缘电阻表。

A 正确B错误5、为获得真实的试验数据，试验所用的仪器仪表必须有足够的精确度，为此应定期对这些仪器仪表经专门部门进行精确度检验。

A 正确B错误6、支柱绝缘子表面的电场分布属于强垂直分量的不均匀电场。

A 正确B错误7、两个阻值相等的电阻并联，其等效电阻（即总电阻）比其中任何一个电子的阻值都大。

A 正确B错误8、绝缘介质在交流电压的作用下，其电容性的电流的大小与被试品的电容量大小有关。

A 正确B错误9、直流电压作用下流过绝缘介质的电流，电容充电电流是无损耗极化电流，衰减特别迅速。

A 正确B错误10、电磁力的大小与导体所处的磁感应强度，导体在磁场中的长度和通过导体中的电流的乘积成正比。

A 正确B错误11、对于长期搁置的电气设备在投运前有时需要重新进行必要的试验。

A 正确B错误12、感抗与频率成反比，频率越高，感抗越小。

A 正确B错误13、受潮的变压器油其击穿电压与温度的关系为随温度增大而升高。

A 正确B错误14、M型介质试验器的标准电容支路的作用为产生1V的标准电压及测量介质损耗功率P。

A 正确B错误15、为了保证电气试验质量，必须防止误试验，误接线及误判断，并且应定期校验实验仪器。

A 正确B错误16、一般认为油纸绝缘在直流电压下的耐电强度是交流电压下耐电强度的两倍多。

A 正确B错误17、变压器油中含有气体，如压力突然降低，溶解在油中的气体析出成为气泡，击穿电压将显著降低。

18、在现场直流电压绝缘试验中，规程规定应采用负极性接线。

变压器油得击穿电压将电压施加于绝缘油时,随着电压增加,通过油得电流剧增,使之完全丧失所固有得绝缘性能而变成导体,这种现象称为绝缘油得击穿。

绝缘油发生击穿时得临界电压值,称为击穿电压,此时得电场强度,称为油得绝缘强度,表明绝缘油抵抗电场得能力。

击穿电压U (kV)与绝缘强度E (kV/cm)得关系为E=U/d (2-26)式中d-电极间距离(cm)。

纯净绝缘油与通常含有杂质得绝缘油具有不同得击穿机理。

前者得击穿就是由于游离所引起,可用气体电介质击穿得机理来解释,即在高电场强度下,油分子碰撞游离成正离子与电子,进而形成了电子崩。

电子崩向阳极发展,而积累得正电荷则聚集在阴极附近,最后形成一个具有高电导得通道,导致绝缘油得击穿。

通常绝缘油总就是或多或少含有杂质,在这种情况下,杂质就是造成绝缘油击穿得主要原因。

油中水滴、纤维与其她机械杂质得介电系数ε比油得要大得多(纤维得ε=7,水得ε=80,而变压器油得ε≈2、3),因此在电场作用下,杂质将被吸引到电场强度较大得区域,在电极间构成杂质“小桥”,从而使油得击穿强度降低。

如杂质足够多,则还能构成贯通电极间隙得“小桥”,流过较大得泄漏电流,使之强烈发热,并使油与水局部沸腾与气化,结果击穿就沿此“气桥”而发生。

下面分别分析影响绝缘油击穿电压得各主要因素。

(1)测量绝缘油击穿强度时采用得电极材料、电极形状与电极面积对油得绝缘强度有影响。

根据试验数据得知,在同样得试验条件下,不同电极材料测量得同种油样绝缘强度得排列顺序为Fe<黄铜<Pb<Cu<Al<Au<Zn<Ag,即采用铁电极测得值最低,而采用银电极得测得值最高。

若按金属得导热性排序,则可得到排列顺序为Pb<Fe<黄铜<Zn<Al<Au<Cu<Ag。

可以瞧出,除个别例外,大体上绝缘强度就是随电极金属导热性增加而提高得。

通常就是用黄铜而不就是用紫铜来制造电极,因为紫铜容易在表面上生成一层氧化膜;而在变压器中实际采用得材料却就是纯铜(紫铜),而不就是黄铜(铜锌合金)。

变压器油的击穿电压将电压施加于绝缘油时，随着电压增加，通过油的电流剧增，使之完全丧失所固有的绝缘性能而变成导体，这种现象称为绝缘油的击穿。

绝缘油发生击穿时的临界电压值，称为击穿电压，此时的电场强度，称为油的绝缘强度，表明绝缘油抵抗电场的能力。

击穿电压U （kV）和绝缘强度E （kV/cm的关系为E=U/d (2-26)式中d-电极间距离（cm）。

纯净绝缘油与通常含有杂质的绝缘油具有不同的击穿机理。

前者的击穿是由于游离所引起，可用气体电介质击穿的机理来解释，即在高电场强度下，油分子碰撞游离成正离子和电子，进而形成了电子崩。

电子崩向阳极发展，而积累的正电荷则聚集在阴极附近, 最后形成一个具有高电导的通道，导致绝缘油的击穿。

通常绝缘油总是或多或少含有杂质，在这种情况下，杂质是造成绝缘油击穿的主要原因。

油中水滴、纤维和其他机械杂质的介电系数£比油的要大得多（纤维的£ =7,水的£ =80,而变压器油的2.3）因此在电场作用下，杂质将被吸引到电场强度较大的区域，在电极间构成杂质“小桥”，从而使油的击穿强度降低。

如杂质足够多，则还能构成贯通电极间隙的“小桥”，流过较大的泄漏电流，使之强烈发热，并使油和水局部沸腾和气化，结果击穿就沿此“气桥”而发生。

F面分别分析影响绝缘油击穿电压的各主要因素。

（1）测量绝缘油击穿强度时采用的电极材料、电极形状和电极面积对油的绝缘强度有影响。

根据试验数据得知，在同样的试验条件下,不同电极材料测量的同种油样绝缘强度的排列顺序为尸6<黄铜<P bvCuvAlvAuvZ nvAg即采用铁电极测得值最低，而采用银电极的测得值最高。

若按金属的导热性排序，则可得到排列顺序为P b<Fe黄铜vZnvAl<Au<Cu<Ag可以看出，除个别例外，大体上绝缘强度是随电极金属导热性增加而提高的。

通常是用黄铜而不是用紫铜来制造电极，因为紫铜容易在表面上生成一层氧化膜；而在变压器中实际采用的材料却是纯铜（紫铜）而不是黄铜（铜锌合金）。