固体绝缘纸老化及在线检测法

配电变压器的老化原因有电场、热、光、水、盐等。老化的表现形式中，以绝缘强度下降最为突出。首先根据变压器的结构及材料找出老化的所有形式，研究老化的主要原因和对变压器材料的影响。然后按表1～3的标准，分别评出“出现频率”、“严重程度”、“检查难易程度”，选定出“危险性级别”是由上述三个标准的分数乘积来评定。

柱上变压器的FMEA法在表上造定“危险性级别”高的老化方式用“○”符号表示。由表中可见，“危险性级别”高的老化材料是绝缘纸和绝缘油。老化过程。线圈的绝缘纸是由纤维分子构成的；由于热和氧气的作用而老化。在老化过程中，纤维的分子低分子变化，平均聚合度降低而产生CO2、CO和H2O等。绝缘油因氧气的存在而变化，另一方面由于油温上升以及和铜、铁等金属的接触而更加速老化进程，结果分解出气体和产生油渣。

固体纸绝缘是油浸变压器绝缘的主要部分之一，包括：绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷、绝缘绑扎带等，其主要成分是纤维素，化学表达式为(C6H10O6)n，式中n为聚合度。一般新纸的聚合度为1300左右，当下降至250左右，其机械强度已下降了一半以上，极度老化致使寿命终止的聚合度为150～200。绝缘纸老化后，其聚合度和抗张强度将逐渐降低，并生成水、CO、CO2，其次还有糠醛(呋喃甲醛)。这些老化产物大都对电气设备有害，会使绝缘纸的击穿电压和体积电阻率降低、介损增大、抗拉强度下降，甚致腐蚀设备中的金属材料。固体绝缘具有不可逆转的老化特性，其机械和电气强度的老化降低都是不能恢复的。变压器的寿命主要取决于绝缘材料的寿命，因此油浸变压器固体绝缘材料，应既具有良好的电绝缘性能和机械特性，而且长年累月的运行后，其性能下降较慢，即老化特性好。

为了寻找在线检测老化的方法，将组成柱上变压器的材料——绝缘纸、线圈、铁芯等，按实物同一比例密封于容器内，进行加速热老化试验，观察绝缘纸的热老化特性及溶于油中的气体的变化情况.试验条件：a)加热温度125℃，b)加热时间2个月; 4个月、 6个月。试验方法，将3个取样装入恒温槽内加热，经2个月、4个月、6个月时间分别取出一个取样、测定绝缘纸、绝缘油以及老化生成物的特性变化情况。另外将一个取样在常温放置2个月后进行与加热取样相同的测试，其结果作为0个月的初始值。 

试验结果表明，随着热老化时间加长，绝缘油的酸值明显增大，但看不出击穿电压有明显下降的趋势，而且试样之间无多大区别。绝缘纸的拉伸强度，聚合度都下降，但击穿电压基本不降低。CO2+CO的生成量明显增加。通常，绝缘纸的聚合度到达20%时，低的机械强度就基本消失了，因此可将此值作为寿命标准。但考虑到安全裕量，实际上是以聚合度为30%作为判断老化的标准。

为测定绝缘纸的聚合度而从运行着的变压器中取出绝缘纸是不可能的。但是，在热老化时生成的气体则是很容易知道的。根据多种研究证明，CO2，CO的生成量和绝缘纸的聚合度有非常密切的关系。因此，可利用这种对应关系，通过CO2、CO的生成量来换算聚合度.其结果是聚合度为30%时，对应的CO2十CO的生成量是1.0ml/g(毫升/克)。因此，可以1.0ml/g作为判断老化的标准。由此可见，变压器老化的在线检测，只要检测老化过程中CO2+ CO的生成量就可以了。

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