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高密度电工纸板浅析

发布时间:2022-10-25 08:31:53    浏览次数:149次

随着超特高压工程的迅速发展,电网容量不断增大,常规变压器和换流变压器的运行电压等级逐渐提高,其内部绝缘问题越来越受到国内外研究学者的重视。如变压器等关键设备的绝缘破坏是导致电网运行故障的首要原因之一,而80%左右的变压器故障源自内部绝缘结构或绝缘材料的破坏、击穿、闪络等,从而造成设备故障并严重影响供电安全,同时对社会的生产生活带来巨大损失。


大型电力变压器或换流变压器的主绝缘结构为变压器油和高密度绝缘纸板组成的典型油纸复合绝缘。其中,高密度绝缘纸板由天然植物纤维、矿物纤维、合成纤维及其混合物组成,在水或其他流体介质下将纤维素沉积在造纸机上,通过锻压、烘干、打磨等工序形成的薄片状纸材料。它具有伸缩率小、密度高、抗撕裂强度大、绝缘特性优良等特点,因而被广泛地应用于电力变压器、发电机、电容器等电力设备中。

在电力设备的运行过程中,高密度电工纸板会承受多场耦合应力的长时间作用,如温度场、直流电场、交流电场、交直流复合电场及冲击电场等。因此,高密度电工纸板的关键介电特性及其随温度、水分等外界条件的变化规律将直接或间接影响到相关设备的运行可靠性、安全性和使用寿命。

随着国内特高压电网建设步伐的加快,高密度电工绝缘纸板的需求量也逐渐增大,目前国内主流绝缘材料生产企业的产品被广泛应用于交流750kV及以下电压等级的电力设备中,但诸如在特高压工程中的换流变压器等关键电力装备中,高密度纸板等关键绝缘材料却严重依赖于进口,从而增加了设备制造成本和生产应用周期。


现阶段,国家大力推进重大电力装备的国产化进程,而国产电工绝缘纸板性能参差不齐,且缺少与国外竞品的有效对比,如何精确、有效地对其关键介电性能进行评估,以指导绝缘材料的加工制造和应用遴选,并有效地推动其在特高压电力设备中的应用是当前亟待解决的关键问题。

国内外已有研究学者针对电工绝缘纸板相关性能进行研究。但是已有的研究仅仅针对某一种绝缘纸板的某一单独特性,缺乏外界因素对纸板性能影响规律的系统研究、不同种类纸板性能的横向对比研究以及相同种类纸板性能稳定性等关键研究,难以形成完整的纸板性能评价方法和评价体系,无法真正应用到工程实践中。