關(guān)于固體絕緣材料熱老化電氣特性的分析

陳井玉

（河北太乙機電安裝工程有限公司，河北 石家莊 050000）

由于絕緣紙大多天然纖維為生產(chǎn)原料，在高溫環(huán)境下絕緣紙高分子鏈容易發(fā)生裂變，降低絕緣材料自身的硬度和聚合度，從而加快變壓器的絕緣老化速度，縮短變壓器的使用壽命。為有效提升變壓器中絕緣紙的耐高溫性能，可通過對固體絕緣材料熱老化電氣特性的研究，對其使用性能進行不斷的改良和優(yōu)化。

1 固體絕緣材料熱老化電氣特性的測試

擊穿場強是表征絕緣材料自身耐電強度的標準電氣參數(shù)，在對變壓器中絕緣材料熱老化特性進行測試的過程中，由于絕緣材料自身介電常數(shù)的改變會對絕緣電場的分布造成較大的影響，還會進一步導致高低壓繞組對匝間電容與對地電容兩者出現(xiàn)不同程度的變化，從而對繞組波的過程產(chǎn)生不利的影響效果。這種情況下，就油浸式變壓器絕緣紙的熱老化電氣特性而言，為有效提高變壓器固體絕緣材料的耐高溫性能，需對變壓器固體絕緣材料的介質(zhì)損耗提高重視，一旦絕緣材料出現(xiàn)較大的介質(zhì)損耗，則很容易導致變壓器局部出現(xiàn)高溫現(xiàn)象，嚴重時會擊穿材料，影響變壓器的使用壽命。對此，想要進一步明確固體絕緣材料熱老化電氣特性，可通過對材料熱老化之前和熱老化之后相關(guān)介質(zhì)損耗、介電常數(shù)以及擊穿場強等一系列參數(shù)的對比進行科學分析。

2 固體絕緣材料熱老化電氣特性測試結(jié)果的分析

2.1 聚碳酸酯測試結(jié)果分析

通過對各個熱老化階段聚碳酸酯介質(zhì)損耗因數(shù)以及介電常數(shù)與溫度變化之間關(guān)系的分析來看，熱老化之后的聚碳酸酯與熱老化之前的聚碳酸酯相比，其介電常數(shù)的變化程度相對較小。在溫度相對較低的熱老化測試范圍內(nèi)，如果增加固體絕緣材料的熱老化時間，聚碳酸酯的介電常數(shù)會呈現(xiàn)先變小、后變大的現(xiàn)象；如果在溫度相對較高的熱老化測試范圍內(nèi)，增加固體絕緣材料的熱老化時間，則熱老化之后的絕緣材料的介電常數(shù)與之前相比整體變化不大。此外，在對絕緣材料進行熱老化的初期以及沒有熱老化的時期，絕緣材料的階段常數(shù)通常會隨著溫度的提升而逐漸出現(xiàn)較大的變化，一段時間之后會逐漸變小。

2.2 聚酯薄膜測試結(jié)果分析

利用聚脂薄膜相對介電常數(shù)以及介質(zhì)損耗因數(shù)變化情況，對固體絕緣材料的熱老化電氣特性展開測試時，主要是通過對常溫狀態(tài)下聚脂薄膜相對介電常數(shù)基于老化時間的改變，以及在各個熱老化時期中聚脂薄膜自身介質(zhì)損耗因數(shù)基于溫度變化的分析，以此來對固體絕緣材料的熱老化電氣特性進行明確。在實際的固體絕緣材料熱老化特性測試過程中，為了更好地觀察聚脂薄膜的相關(guān)測試結(jié)果，需將測試溫度控制在20～130℃。在室溫下聚脂薄膜熱老化初期的介電常數(shù)，會隨著熱老化時間的延長而不斷變大，并在240h之后達到最大數(shù)值，在此之后的熱老化時間中，聚脂薄膜的介電常數(shù)數(shù)值會逐漸變小。

2.3 聚苯硫醚測試結(jié)果分析

在測試溫度相對較低的情況下，處于熱老化初期聚苯硫醚的介電常數(shù)會隨著熱老化時間的延長而不斷增大，然而基于進化的老化，會進一步降低聚苯硫醚的介電常數(shù)增加幅度；在測試溫度相對較高的情況下，聚苯硫醚介電常數(shù)會隨著溫度的變化而逐漸變大，并且斜率的變化規(guī)律會呈現(xiàn)出先變大、后變小的趨勢。在之后的熱老化時期中，聚苯硫醚的介質(zhì)損耗先是在高溫區(qū)測試范圍內(nèi)出現(xiàn)最大值逐漸降低的現(xiàn)象，在經(jīng)過向高溫區(qū)移動20℃之后，聚苯硫醚自身的介質(zhì)損耗因數(shù)變化逐漸平緩。

3 總結(jié)

綜上所述，在未進行熱老化測試之前，變壓器絕緣紙的相對介電常數(shù)及介質(zhì)損耗因數(shù)，會隨溫度的不斷上升而逐漸變大，其中聚苯硫醚與聚脂薄膜的相對介質(zhì)損耗在低溫環(huán)境下變化不大，在溫度超過90℃時聚碳酸酯的相對介電常數(shù)與介質(zhì)損耗因數(shù)變化相對較小。而經(jīng)過熱老化之后，聚酯薄膜與聚苯硫醚的相對介電常數(shù)以及介質(zhì)損耗因數(shù)與未老化之前相似，聚碳酸酯介質(zhì)損耗因數(shù)所有下降。