电力变压器油纸绝缘热老化研究综述 崔朕铭

电力变压器油纸绝缘热老化研究摘要：电力变压器内部电气元件的绝缘主要是通过油纸来实现的。

本文简要分析了电力变压器内部油纸绝缘的热老化机理，讨论了影响其老化的环境等因素，并对检验其是否老化的检测方法做了总结，期望通过对油纸绝缘性的老化程度来进行电力变压器的排障，进而确保电网系统的稳定运行。

关键词：电力变压器；油纸绝缘；热老化现象；电气特征量引言电网的运行是否稳定直接关系到供电区域的电力供应是否正常，电网一旦遇上严重的鼓掌就会导致供电区域的停电事故，给社会经济造成极大的损失，对公共安全、人们正常的生活和工作带来极大的负面影响。

电力变压器是电网稳定运行的重要设备之一，而其内部绝缘功能是通过油纸绝缘来实现的。

如果油纸因热老化现象而失去绝缘功能，就回导致电力变压器的运行出现问题，进而减少其正常使用年限。

1、电力变压器油纸绝缘的热老化机理变压器内部元器件的绝缘部分主要是由绝缘纸和矿物油组成的，其在长期使用过程中会受到各种环境因素的影响而逐步出现绝缘效果老化的问题，致使变压器内部元器件的绝缘性能的丧失。

经相关实验研究发现，绝缘油经长时间使用后其绝缘性能会发生一定的变化，但仍然可以对其进行净化或更换来解决，这证明其只是电力变压器绝缘性能下降的次要影响因素。

作为固体绝缘部分的纤维纸发生老化问题后，其绝缘性能的下降则是无法挽回的。

由此可见，纤维纸的老化是导致变压器内部元器件绝缘性能丧失的主要原因。

油纸绝缘的老化问题主要是有以下四个方面造成的。

1.1电老化油纸在变压器内部时因长时间处在电场的作用中，导致其逐渐发生相应的物理及化学变化。

放电时产生的各种辐射作用到油纸上，会破坏其内部材质的分子结构，造成其材料结构破裂，导致绝缘材料逐渐失去绝缘功能。

1.2械老化变压器内的绕组在变压器运行时会产生机械振动，也会由于暂时的故障产生瞬间的应力，这些机械应力会导致油纸的绝缘功能逐渐出现老化的现象。

油纸材料中的分子结构会因此出现裂缝并慢慢变大，当量变的积累到一定程度后产生质变时，就会造成油纸绝缘功能的丧失。

油浸式电力变压器老化及寿命评估研究综述摘要：总结了当前油浸式电力变压器中绝缘材料的老化机理、油纸绝缘系统老化时的影响因素，分别归纳了热老化、电老化、机械应力老化以及多应力联合老化时老化机理的特点。

针对老化后的油纸绝缘系统，归纳了电、化学和新型等三类油纸绝缘系统老化特征量。

分析归纳了常用的五类变压器寿命评估模型，并提出了现有模型中理论基础与试验结果不能搭配的问题。

将目前应用的延寿措施分为两大类，指出了目前常用延寿措施不能定量以及缺乏理论基础的两大问题。

还总结了变压器内部热场计算方法，总结了热路法的研究与发展进程，并提出了热路法的研究趋势。

最后提出了变压器老化及寿命评估未来的研究方向，指出物理层面的老化机理以及新的特征量是值得注意的研究重点。

关键词：油浸式变压器; 油纸绝缘; 寿命评估; 老化模型; 热场计算1 前言电力变压器是电力系统中的重要设备，其可靠运行决定了电网的稳定程度。

电力变压器内部材料主要分为绝缘、导电、导磁以及结构材料 4 大类，其中绝缘材料绝大多数为有机材料，如矿物油与纤维纸等。

变压器运行时会受承受多种应力，如电应力、机械应力、热应力和化学应力等。

而有机材料主要承受热应力与电应力，会随着运行时间的增加不断地老化，绝缘性能下降，造成设备故障并引起供电中断。

绝缘状态良好的电力变压器内部材料的绝缘强度大于联合应力。

但当绝缘材料的绝缘强度下降，低于联合应力时，绝缘材料会发生击穿，导致事故的发生。

2 油纸绝缘系统的老化机理和影响因素变压器的绝缘结构分为内绝缘和外绝缘，外绝缘指油箱以外的气体绝缘结构，内绝缘包括套管绝缘、绕组绝缘、引线及分接线开关绝缘。

内部绝缘从结构上又分为纵绝缘和主绝缘。

纵绝缘指同一绕组的不同匝间、层间、段间、引线间、分接开关各部分的绝缘，主要绝缘材料是包在导线上的纸带，匝间、段间的垫块和油道等。

绕组主绝缘是一种油－纸屏障的结构，由作为覆盖层缠在导线上的绝缘纸带、油道和放在导体和接地体间油道中的绝缘纸板所构成。

基于损伤理论的电力变压器绝缘纸热老化机理研究的开题报告一、研究的背景和意义电力变压器作为电力系统的重要组成部分，其稳定运行对电力系统的正常运行起着至关重要的作用。

而电力变压器的可靠性和安全性则取决于其绝缘系统的质量和寿命。

绝缘纸作为电力变压器的主要绝缘材料，其质量和寿命直接影响着电力变压器的可靠性和安全性。

然而，在变压器的运行过程中，会因电磁波、电场强度、湿度、温度等因素作用下，导致绝缘纸热老化，进而影响变压器的安全运行。

因此，对电力变压器绝缘纸的热老化机理进行深入研究，可为电力变压器的可靠性和安全性提升提供重要的理论基础和技术支持。

二、研究的目的和内容本研究旨在基于损伤理论，深入探究电力变压器绝缘纸热老化的机理和规律，为电力变压器的可靠性和安全性提升提供理论依据。

具体研究内容包括：1. 宏观角度下，研究绝缘纸热老化后的力学特性、电学特性和化学特性的变化规律。

2. 微观角度下，研究绝缘纸热老化的机理，包括分析绝缘纸的分子结构变化、分析分子结构变化与宏观特性变化的关系等。

3. 基于实验，验证绝缘纸热老化的机理及其对变压器性能的影响，分析不同老化程度下绝缘纸的特性变化。

三、研究方法和技术路线本研究采用实验和理论相结合的研究方法。

具体包括如下几个步骤：1. 确定实验方案：根据变压器运行环境和绝缘纸的老化机理，确定绝缘纸的老化条件、实验方案和指标体系。

2. 实验研究：利用变压器模拟实验设备，模拟出变压器绝缘纸在不同温度、湿度、电场强度等条件下的老化过程，收集实验数据。

3. 理论分析：通过分析实验数据和文献研究，构建损伤演化模型，对绝缘纸的热老化机理和规律进行理论分析。

4. 结果验证：基于实验，验证损伤演化模型的可靠性和准确性，验证研究结果的可信性和科学性。

四、预期成果和应用前景本研究的预期成果包括：1. 深刻理解电力变压器绝缘纸热老化的机理和规律，为电力变压器的运行和维护提供支持。

2. 建立电力变压器绝缘纸热老化的损伤演化模型，为变压器寿命预测和故障诊断提供技术支持。

《矿用干式变压器Nomex绝缘老化机理及评估方法研究》篇一一、引言随着煤炭工业的快速发展，矿用干式变压器在矿井电力系统中的地位日益重要。

Nomex绝缘材料因其优异的电气性能、高温稳定性和阻燃性，在矿用干式变压器中得到了广泛应用。

然而，绝缘材料的老化问题直接影响着变压器的使用寿命和运行安全。

因此，研究矿用干式变压器Nomex绝缘老化机理及评估方法，对于提高变压器的运行效率和安全性具有重要意义。

二、Nomex绝缘老化机理1. 热老化机理Nomex绝缘材料在高温环境下长期工作，会发生热老化现象。

热老化过程中，绝缘材料内部的化学键会断裂，导致分子量降低，材料性能逐渐恶化。

此外，热老化还会导致绝缘材料表面出现裂纹、变色等现象，进一步降低其绝缘性能。

2. 电老化机理电老化是指在电场作用下，绝缘材料发生电导增加、局部放电等现象，导致绝缘性能下降的过程。

在矿用干式变压器中，电场强度、电压波动等因素都会对Nomex绝缘材料产生电老化作用。

电老化的主要表现是绝缘材料表面出现局部放电痕迹、导电通道形成等。

3. 化学老化机理化学老化是指绝缘材料在化学介质（如氧气、水分等）的作用下发生化学变化，导致性能下降的过程。

在矿用干式变压器中，化学介质主要来自空气中的氧气、水分以及变压器内部的油质等。

这些化学介质会与Nomex绝缘材料发生化学反应，导致其性能降低。

三、Nomex绝缘老化评估方法1. 外观检查法外观检查法是一种直观的评估方法，通过观察Nomex绝缘材料的表面状况，如颜色、裂纹、放电痕迹等，判断其老化程度。

这种方法简单易行，但需结合其他评估方法进行综合判断。

2. 电气性能测试法电气性能测试法是通过测量Nomex绝缘材料的介电常数、介质损耗、击穿电压等参数，评估其绝缘性能的方法。

这些参数能够反映绝缘材料的电气性能和老化程度，是评估绝缘老化的重要依据。

3. 化学分析法化学分析法是通过分析Nomex绝缘材料中的化学成分、结构变化等，判断其老化程度的方法。

电力变压器油纸绝缘老化状态评估方法研摘要：通过分析电力变压器油纸绝缘老化状态，一方面可以通过研究绝缘老化过程发现绝缘老化理化机理，从源头改善变压器的绝缘性能，包括绝缘材料的改良以及制造工艺的改进，从而在根本上抑制或减缓老化速度。

另一方面可以根据变压器油纸绝缘老化状态预测变压器寿命，有助于对运行中变压器采取合理的处理措施：对寿命处于晚期的变压器及时进行退网操作，可有效降低电网事故发生率；对发生事故但绝缘情况良好的变压器有针对性的进行故障处理，可避免盲目更换变压器带来的经济损失及人力消耗。

关键词：电力变压器；油纸绝缘老化；状态评估1变压器绝缘老化产生机理及危害油浸式变压器主要的绝缘材料包括液体绝缘油和固体绝缘纸、板，绝缘材料发生理化反应后其对应的绝缘强度会有不同程度的改变。

绝缘油具有良好的导热性能和绝缘性能，绝缘油受到污染或因油中气体氧化溶解导致的变压器油的绝缘性能下降具有一定的可逆性，可以通过更换绝缘油来实现，但早期油中气体对固体绝缘材料的影响也很大。

变压器固体绝缘的老化会受到电场、温度、氧气、水份等众多因素的影响，且各因素之间会产生协同效应，共同促进老化的发生，这种固体绝缘材料上的劣化导致的绝缘性能下降具有不可逆性。

由于固体绝缘材料绝缘性能的衰退所带来的影响要远远大于绝缘油的影响，且由于固体绝缘材料本身的特性，很难通过脱气过滤等方法来恢复固体绝缘材料的绝缘性能，因此，对固体绝缘的老化分析，是对变压器进行老化状态评估的主要参考因素。

目前，油浸变压器常用的固体绝缘材料是绝缘纸、绝缘板以及连接部件的绝缘卷等，变压器中常用的牛皮纸主要成分是由碳、氢、氧原子组合构成的高分子聚合物纤维素，其聚合度越高，机械强度越好。

纤维素中存在亲水键，很容易使纤维稳定性受到破坏，另外纤维的耐张力、冲压力、撕裂度以及坚韧性都会受到外界因素的影响，变压器运行时会受承受多种应力，如电应力、机械应力、热应力和化学应力等，最终导致绝缘老化进程加剧。

电力变压器油纸绝缘老化特性及机理研究的开题报告一、选题背景随着电力设备的使用年限的不断增长和运行环境的日益恶化，变压器绝缘老化问题越来越引起人们的关注。

而电力变压器的绝缘系统主要采用油纸绝缘结构，油纸绝缘在长期使用过程中，随着时间的推移，存在着纸质、油质相互影响而损坏的情况，从而降低变压器的使用寿命，因此对电力变压器油纸绝缘老化特性及机理的研究具有重要意义。

二、选题意义电力变压器作为电力系统中不可缺少的一环，其电力传输效率和电力质量的保证直接影响着供电质量和电网运行的安全性。

所以，研究电力变压器油纸绝缘老化特性及机理，对于延长电力设备的使用寿命、提高电力系统的可靠性、保障电力系统的安全稳定运行具有重要的实际应用价值。

三、选题目的本文旨在通过对电力变压器油纸绝缘老化特性及机理的研究，深入分析油纸绝缘老化的本质原因和机理，揭示电力变压器油纸绝缘老化的规律和特性，寻求抑制和延缓油纸绝缘老化的方法和途径，为电力系统的安全可靠运行提供技术支持。

四、研究内容和方法1. 研究油纸绝缘重要材料的物理化学特性和绝缘性能，分析油纸绝缘材料老化的机理和影响因素；2. 分析油纸绝缘老化的过程和特性，结合实际的变压器使用状态，探讨变压器油纸绝缘老化的规律；3. 借助实验方法，研究不同条件下油纸绝缘材料老化特性的变化，提出针对油纸绝缘材料老化的治理方法和策略；4. 借助现代检测和分析技术手段，掌握油纸绝缘材料老化原因和机理等关键信息；5. 系统分析电力变压器油纸绝缘老化特性及机理的研究成果，为电力系统的安全运行提供理论和实践参考。

五、预期结果和意义1. 揭示电力变压器油纸绝缘老化规律和机理，提高电力变压器的安全运行水平；2. 确定油纸绝缘材料老化的原因和机理，为电力系统设备维护和管理提供科学依据；3. 发现防治油纸绝缘老化的有效方法和途径，为电力系统的建设和发展提供支撑；4. 提高电力系统的经济效益和社会效益，为电力系统的现代化建设作出贡献。

电力变压器油纸绝缘热老化现象的研究作者：张文吉来源：《科技与创新》2016年第06期摘要：油纸绝缘是电力变压器内部绝缘的主要形式。

分析了电力变压器油纸绝缘的热老化现象，阐述了影响油纸绝缘热老化现象的各类因素，总结了油纸绝缘热老化现象的电气特征量，讨论了电力变压器油纸绝缘热老化现象的机理，以期通过油纸绝缘的热老化程度有效判断电力变压器的故障部位，从而保证电网的安全运行。

关键词：电力变压器；油纸绝缘；热老化现象；电气特征量中图分类号：TM855 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.06.126电力变压器是变配电的核心装置，也是电网运行中最关键的设备之一，其稳定性直接影响着电网的安全运行。

油纸绝缘是电力变压器内部绝缘的主要形式。

如果油纸绝缘出现热老化现象，则会导致电力变压器发生故障，缩短电力变压器的使用寿命，进而对整个电网的安全运行造成影响。

因此，本文对电力变压器油纸绝缘的热老化现象进行了研究，以期为相关单位查找电力变压器的运行故障提供帮助，避免引发更大的电力故障。

1 电力变压器油纸绝缘的热老化机理1.1 绝缘油的老化机理电力变压器的绝缘油主要由烷烃、环烷烃等碳氢化合物组成。

该物质在电弧和局部过热的情况下，会出现碳氢键断裂或碳碳键断裂的现象，断裂的碳原子和氢原子通过复杂的化学反应会重新组合在一起，形成氢气或低分子的烃气。

这种现象会随着过热时间的推移形成大量的碳氢聚合物，进而造成绝缘油热老化。

1.2 绝缘纸的老化机理绝缘纸的主要成分为纤维素，变压器绝缘纸的热老化是指纤维素出现了降解现象。

绝缘纸的老化方式有3种：①水解老化。

绝缘纸接触到的水分越多，纤维素的水解速度就越快，进而导致绝缘纸老化。

②如果变压器的温度过高，则会导致纤维素中的糖键断裂，出现纤维素解体的现象，进而造成绝缘纸热老化。

③氧化作用会使纤维素末端的游离羧基出现氧化还原反应，导致羧基状态不稳定，出现水解现象，最终造成绝缘纸老化。

浅析影响变压器油纸绝缘老化的因素胡章勇【摘要】在整个电力系统中,变压器发挥着重要的作用,因此必须要提高变压器运行的稳定性.但在变压器运行过程中比较容易出现油纸绝缘老化的现象,影响其运行的效率.鉴于此,进行有关变压器油纸绝缘老化影响因素的研究十分必要.【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2016(000)020【总页数】2页(P29,50)【关键词】变压器;油纸;绝缘【作者】胡章勇【作者单位】国网山东省电力公司鄄城县供电公司【正文语种】中文现代社会的发展离不开电能的支持，而社会的发展又促进了电力行业的发展。

在这种情况下，电力行业成为影响我国国民经济发展的重要产业之一。

近些年来，我国电力行业发展的速度比较快，电网建设的规模也在逐渐增大，为人们的生活提供了便利条件。

但与此同时，人们对电力系统的依赖性变得越来越大。

一旦电力系统在运行过程中出现问题，不仅会严重影响到人们的正常生活，同时还将造成不可挽回的损失。

在这种情况下，必须要确保电力系统运行的稳定性。

电力系统是由众多元件、设备组成的，影响其运行稳定性的因素也是比较多的。

变压器是整个电力系统中的核心设备，其运行的状态将会直接影响到电力系统的工作情况。

但就目前的调查情况来看，我国大多数的变压器使用时间都已经超过了二十年，油纸绝缘老化的现象是比较严重的。

在这种情况下，变压器在运行过程中出现故障的可能性是非常大的[1]。

鉴于此，为了确保电力系统运行的稳定性，必须要对变压器油纸绝缘老化的影响因素进行分析和研究，合理控制变压器油纸绝缘老化现象。

变压器油纸绝缘老化可以分成两种类型，一种是变压器油绝缘的老化，另一种是绝缘纸的老化[2]。

下面将具体分析一下其绝缘老化的机理。

首先，分析变压器油绝缘老化的机理。

变压器油是一种混合物，其中含有各种类型的碳氢化合物。

在正常情况下，这些碳氢化合物是不会进行热分解反应的。

但如果变压器内部的环境条件发生了变化，例如温度变化、氧气增加等，则变压器油是会进行热分解反应的。

电力变压器油纸绝缘热老化研究综述摘要：随着社会生产力的快速提高，对电的依赖性越来越大，从而推动了我国电力企业的快速发展。

电力企业的发展，有效的提高了人们的生活水平，与此同时，对电力的稳定性和安全性都有了较高的要求。

由于电力故障给人们带来不便以及严重的经济损失等现象频繁出现，根据统计发现，近年来，大部分的断电事件都跟输变电自身设备上密切相关，整个电力企业的安全性和稳定性都是由电力变压器油纸绝缘热老化引起的。

关键词：电力变压器；油纸绝缘；热老化根据调研发现，电力变压器的的使用寿命都大致在三十年左右，由此可见，对变压器油纸绝缘老化研究的重要性。

变压器油纸绝缘一旦出现老化现象，就会导致变压器绝缘的相关性能急剧下降，最后绝缘能力完全消失，油纸绝缘热老化是其中最重要的老化因子。

文章针对此现状对变压器油纸绝缘老化进行了研究，对其相应的变化规律进行了探讨和分析。

一、分析变压器油纸绝缘老化的影响因素变压器油纸绝缘是利用矿物油、绝缘纸、纸板构造而成。

在变压器内绝缘性能会受变压器运作时间而发生变化，从而导致电气和自身机械性能受到影响。

根据实际经验发现，过分使用绝缘油会改变体积电阻系数和总酸值，为了有效控制这一现象的发生，可以通过净化绝缘油或者更换新油的方式来到达此目的。

这并不代表体积电阻系数和总酸值变化就是导致变压器性能极具减弱的主要原因，其主要原因还在于固体绝缘的纤维纸劣化和纸绝缘的老化的问题上。

1、材料影响纤维素、半纤维素、木质素是绝缘纸的三大主要组成部分，其中纤维束占据着主导地位，通常情况下变压器中还含有牛皮纸化学成分，其中有涉及到百分之九十的纤维素和百分之五的半纤维素以及百分之三的木质素。

变压器在长期的运作状态下，会导致纤维素发生内部化学变化和物理变化，以此同时，外界环境也会加速变压器绝缘老化的速度，例如，氧气，水分，温度等，此外这些各大因素之间还会发生一些反应，加大了绝缘老化的程度，从而存现相关的质量问题。

电力变压器油纸绝缘老化机理分析电力变压器作为电力系统中不可或缺的设备，承载着电能的传输和分配任务。

而变压器的正常运行离不开油纸绝缘的保护。

然而，随着时间的推移，油纸绝缘会逐渐老化，给变压器的稳定运行带来风险。

本文将对电力变压器油纸绝缘老化机理进行分析。

1. 油纸绝缘的作用电力变压器油纸绝缘是变压器内部的一种绝缘材料。

油纸绝缘的作用是使变压器内部的导电部件与外部环境有效隔离，防止电能泄露和短路现象的发生。

同时，油纸绝缘还具备冷却的功能，能够稳定变压器的工作温度，保障变压器的正常运行。

2. 油纸绝缘的老化机理油纸绝缘的老化是指随着时间的推移，由于各种原因导致绝缘材料性能的衰减和失效。

主要的老化机理包括热老化、氧化老化和电场老化。

2.1 热老化热老化是指油纸绝缘在高温环境中长期暴露所致。

当变压器长时间运行，油纸绝缘会受到高温的影响，温度过高会导致绝缘材料的分子链断裂和物理结构的破坏。

同时，高温还会促进绝缘材料中的水分分解，产生酸性物质，导致油纸绝缘的老化加速。

2.2 氧化老化氧化老化是指油纸绝缘在受到氧气的作用下，发生化学反应，导致绝缘材料的性能下降。

由于油纸绝缘一直处于油中，氧气会通过油的渗透作用进入绝缘层，与油中的杂质和水分发生反应，形成有害物质，进而影响绝缘材料的绝缘性能。

2.3 电场老化电场老化是指电力变压器运行时，电场的作用下，油纸绝缘发生的老化。

电场的存在会使油纸绝缘中的极性分子发生定向排列，形成电流通道，从而加速绝缘材料的老化。

特别是在高压、高负荷的情况下，电场强度较大，使得油纸绝缘更容易老化。

3. 油纸绝缘老化的影响油纸绝缘老化会对变压器的正常运行产生严重的影响。

3.1 绝缘性能下降随着油纸绝缘老化，绝缘材料的绝缘性能会逐渐下降。

绝缘性能的下降意味着变压器在高压系统中容易发生电弧和击穿现象，从而引发严重的事故。

3.2 散热能力降低油纸绝缘老化会导致绝缘材料的热导率下降，从而影响变压器的散热能力。