空间电荷是影响和制约变压器油纸绝缘材料耐电强度,导致其老化和引起绝缘故障的重要因素。对于换流变压器油纸绝缘系统,理解空间电荷对绝缘系统电场分布的畸变尤为重要。为此采用改进的电声脉冲测试系统测试分析了多层结构油纸绝缘混合体系的空间电荷动态迁移特性,运用COMSOL软件对多层油纸绝缘混合体系的电场分布进行了仿真,首次推演了空间电荷在多层结构油纸绝缘混合体系的积聚规律,细致对比研究了空间电荷加入前后对多层油纸绝缘混合体系电场强度分布的影响。结果表明:油隙与油浸纸板交界面处积聚的电荷极性与油浸纸板另一侧积聚的电荷极性相反,根据该2~4层结构油纸绝缘混合体系空间电荷积聚模型,可以推演更多层结构油纸绝缘混合体系的空间电荷积聚行为;考虑空间电荷积聚效应计算所得场强分布与传统基于麦克斯韦尔—瓦格纳方程计算所得的电场分布差异明显,空间电荷的存在明显畸变了油纸绝缘混合体系的电场分布油隙–油浸绝缘纸板”和3层“油浸纸板+油隙+油浸纸板”模型中，油隙厚度0.5mm，纸板厚度1mm，混合油纸绝缘体系施加的平均场强为12kV/mm。由于声波经过厚样品传递时空间电荷在多层结构-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机，会出现声波衰减，目前国内外基于电声脉冲法的空间电荷测试系统均无法实现较厚绝缘系统的空间电荷测试，因此在4层“油隙+油浸纸板+油隙+油浸纸板”模型中，调整油隙厚度为0.27mm，本文由张家港弯管机网站

转载中国知网整理!www.wangaunjimuju.net纸板厚度为0.5mm，混合油纸绝缘体系施加的平均场强为15kV/mm。1.2多层结构油纸绝缘混合体系的电场分布仿真采用COMSOL软件进行多层结构油纸绝缘混图1PEA法基本原理Fig.1PrincipleofPEA图2直流电压下PEA空间电荷测量原理空间电荷在多层结构油纸绝缘混合体系的积聚规律及其对电场分布的影响1975图3多层结构油纸绝缘混合体系模型合体系的电场分布仿真，此电场分布结果依据麦克斯韦尔–瓦格纳方程。仿真模型是基于CIGREA2/D1JWG41建议的变压器油纸绝缘系统模型见图4。仿真所用油纸和油的电导率和电介质常数与上述试验所用材料参数相同，实测性能参数见表1。2实验结果及分析2.1多层结构油纸绝缘混合体系空间电荷积聚规律图5(a)为“油隙+油浸纸板”2层结构油纸绝缘混合体系在平均场强12kV/mm下的空间电荷特性（图中负极为铝板；正极为半导体薄膜），图中黑色竖直实线为正负电极所处位置，正负电极间竖直直线为绝缘油与油浸纸板的界面位置（下同）。图中箭头曲线从末端指向箭头端的变化方向为测量初期到测量结束过程中箭头附近区域空间电荷密度曲线的运动方向（下同）。由于声波在油中和纸中的传播速度不同，下文图中横坐标代表油隙和油浸纸板组合的相对位置，即测试时阴极信号、样品内部电荷信息信号在示波器窗口观察时所处的位置。图5(a)表明，阴极处的空间电荷密度值在加压过程中逐渐减小，意味着负极性空间电荷向样品内部注入和迁移；在绝缘油与油浸纸板界面处，可观察到明显的同号注：图中深灰色区域代表电极，浅灰色区域代表绝缘纸，白色区域代表变压器油。图4变压器典型油纸模型n图5“油隙+油浸纸板”2层结构油纸绝缘混合体系的空间电空间电荷在多层结构-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机本文由张家港弯管机网站 转载中国知网整理!www.wangaunjimuju.net