环保节能型绝缘技术及绝缘材料的发展

第一篇：环保节能型绝缘技术及绝缘材料的发展

第十届绝缘材料与绝缘技术学术交流会论文集 环保节能型绝缘技术及绝缘材料的发展詹 超 １ 引 言 采用超导电力技术，不仅可以大大提高单机容量 和电网的输送容量，并能大大降低电网损耗，可 以明显改善电能的质量、提高系统运行的稳定性 和可靠性、降低电压等级、降低电网造价和占地 面积，使超大规模电网的建设变成现实。据统计资料显示美国每年在输电线路上的损 失高达４００亿美元。如果使用高温超导线材，同 样的直径和普通铜线相比，导电能提高约１００倍。因为其损耗小，制成器件的体积小、重量轻、效 率高，若用它制造变压器、电缆、电机将会对电 力工业带来划时代的革命。根据预测，到２０１０年我国的装机容量将达到 ５５０ＧＷ。而目前国内燃煤发电约占总发电量的 ７５％，水电约占２３％，核电、风电和太阳能发电 约占２％。其中水电集中在西部和南部地区，燃煤 我国正处于工业化的中期阶段，还需要经历 一个资源消耗阶段，投资率高，原材料工业增长 速度快，特别是粗放型经济增长方式没有根本改 变，资源浪费大，单位产值的污染物排放量高。因而必须注重两端，一方面从资源开采、生产消 耗出发，提高资源利用效率；另一方面在减少资 源消耗的同时，相应地削减废物的产生量。因此，中国发展循环经济是产业生态化与污染治理产业 化、动脉产业与静脉产业协调发展的有机统一。循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为 核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可 持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。作为我国绝缘材料与绝缘技术产业的发展在 以下方面应该以予重视，尽快赶上世界发达国家 的水平。发电集中在煤炭丰富的地区。电能的消耗主要是电动机，它约占总发电量的６０％～７０％，而负荷 中心大多数在中东部及沿海地区。然而常规电力设备和系统存在一些自身缺 ２提高电力系统的输电能力和系统的稳定性是 世界范围内电力系统迫切需要解决的问题 国内外均存在巨大的市场需求。常规电力设 备和系统存在一些自身的缺陷，严重阻碍了电力 系统的发展，从材料角度来说效率受到铜、铝等 基本导电材料的限制，要进一步提高难度很大。陷，严重阻碍了电力系统的发展。①随着电网容 量的增加和规模的不断扩大，电力系统的短路容 量越来越大，不加限制的短路电流对电气设备和 正常工业生产带来很大危害。目前对付短路故障 的办法是用最先进的六氟化硫（ＳＦ６）断路器直接断 开故障线路，最高开断容量为６３ｋＡ，要进一步提 高其开断容量非常困难。②常规电力技术缺乏快 作者简介：唐超（１９６５一），男，四川人。高级工程师，博士，主要从事绝缘技术与绝缘材料的研究，（电子信 箱）ｓｅｄｃｔｃｈａｏ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｔｏｎｉ。速功率调节技术。这就使得电力系统的功率只能 维持基本的相对平衡。因此，一旦电力系统发生 较大的短路故障，可能导致严重的功率平衡，从 第十属绝缘材料与绝缘技术学术交渡会论文集 而引起系统崩溃对电力系统产生破坏性的危害。＠常规电力系统的效率受到铜、铝等基本导电材 料的限制．要进一步提高难度很大。我国电同的 功率损耗约占总发电量的８ ５％。④常规电气设备 占地面积大，而人口密度太的城市是负荷中心。人口集中的东中部地区电阿占地需求越来越大，要解挑这一矛盾．电力系统必须发生根本性变化。＠可再生能源（太阳能、风能）发电的能量密度低． 择易受到气候的彤响，要使这种能源得到充分有效的利用．必须采用新的技术改善其品质．使其 的高温超导限流器 能更为有嵇地与大电网连接。要解决以上问题． 必须大力发展高温超导电力技术。２ １故障电流限制器的开发 目前我国最大的电力系统容量已超过 １００００ＭＷ，蛀高输电电压为５５０ｋＶ．最大发电设 备容量超过６００ＭＷ．发电量和装机容量均已位居世界第二。系统一旦发生故障，故障电流将迅速 增加．一般可达到额定电流的１｛２４）倍。巨大的电 流将产生很高的机械和热成力，系统中所有电气设备必须承受电流所造成的影响，保证在２０～ ３００ｍｓ内无任何损坏．以后电阿中的断略器会切 断电流．保护整个系统。由于断路电流的增加，系统中设备的技术指标均要增加．大丈提高了系统的建设成本，特别是断路器的费用增加最多，崮此必须采取有效措施限制联台电力系统中的断２ 髫２中科院电Ｉ所研制的高蹦导琨藏器２超导储能装置 为了更有效地利用能源，必须设置能岳的储 存系统。现有电力系统中的电力储存技术主要是 抽水赭能。抽水储能电厂一般都建在远离负荷地 点的山问，必嵩长距离的送变电设备。在储能效率仅６５％～７０％较为低下的基础上，长距离输送 路电流水平．保证电阿的安全和经济运行。超导限流器在系统正常运行时无电阻（超导 体处于超导状态），系统短路时，迅速产生高电阻（超导体处于失超状态）．将故障电流限制到较低水平。当线路故障捧１５采后，超导限流器可自动恢复 又要损耗不少电能．与分散型电力储存系统相比是极为不利的。超导态为再次限制短路电流做好准备。超导故障 限流嚣集检溟Ｉ、触发和限流于一身，是电力系统最理想的限流装置。图１为德国Ｓｉｅｍｅｎｓ公司制造 超导储能（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ简称ＳＭＥＳ）是利用超导线刚通过壮流 逆变嚣将电网ｉ＝￡剩的能量以电磁能形式储存起 的屯阻型故障限漉器，图２为中科院电工所研制 来．庄需要时再通过整流逆变器将能罱馈送给电 第十届绝缘材料与绝缘技术学术交流会论文羹 同或作其他用选。由于超导线圈在超导状态下无 焦耳热损耗逗行，同时其电流密度比一般常规线 圈高Ｉ～２个数量级。因此它不仅能长时问无损耗 地储存能最，而且能达到很高的储能密度。它的 储娩教宰高．响应逮度快也是其它类型储能装置 无法比拟的。嘶着高温超导材料研究逐步走向实 用化．高温超导储能（简称ＨＴ￥．ＳＭＥＳ）也成为 一个研究方向．井有相应的微型样机问世。圈３为德国ＩＴＰ研制的２００ｋＪ／１６０ｋＷ超导储能系统．图４ ２ ３超导变压嚣 在传统的变压器中．绕组中的铜损占变压器 满负荷运行时总损耗的绝大部分．采用高温超导 绕组可以太大降低这部分损耗．同时，随着城镇 用电负荷日趋增大，必须使用体积更为庞大的大 容量变压器来满足用户的蔼求。许多现有变电站 都面临重建的问题，由于在相同容量下超导变压 器的体积比常规变压器小４０舯６０％，超导变压器可直接安装在现有的变电站内．从而节省丈笔 建设经费。中国科学院电工研究所日前成功研制出我国 酋台三相高温超导变压器样机，并顾利通过检测。在传统的变压器中，绕组中的铜损占变压器满负 荷运行时总损耗的绝大部分．而采用高温超导绕 组即可大大降低这部分损耗．大大提高变压器运 行的经济性。同时，由于在相同容量下超导变压 为华中科技大学和西北有色金属研究院合作研制 的３５ｋＪ／７ｋｗ超导储能系统。器的体积比常规变压器小４０％～６０％．因此．超导变压器可直接安装在现有变电站内，从而节省 重建经费。正因为超导变压器具有效率高、体积 小、无环境污染隐患等优点，它被公认为最有可 能取代常规变压器的高新技术。日前．由株洲电力机车有限公司承担的国家 “十五”婿间８６３计划超导材料与技术专项课题 ?３００ｋＶＡ电动车组高温超导变压嚣课题．顺利通 过国家科技部专家验收。专家认定．电动车组高 温超导变压器的研发在国内处于领先水平。这种 电动车组高温超导变压器与目前投入运行的机车 牵引变压器相比，具有不污染环境、无毒、无味、无燃垮危险．而且极具节能效果．图５为Ｗａｕｋｔｓｈａ圈４华中科技大学和西北有色叠■研究院古作酐嗣 公司１０ＭＶ?Ａ超导变压器，圈６为中科院电工所２６ｋＶ?Ａ超导ｊ￡压器。的３蜘ｍｗ超导储赶髯竞 第十届绝缘材料与绝缘技术学术交流会论文羹 输电方式，用低电压大电流传输屯娩。因此高温 超导电缆可大大降低电力系统的损耗，提高电力 系统的总效率．具有可观的经济效益。图７为日 本Ｓｕｐ盯Ａｃｅ超导电缆．留８为北京英纳超导公司云电电缆． 圈６中科院电Ｉ所２６ｋｖ?Ａ超导变压■ ２ ４ ＨＴＳ传输电蟪 ＦＩＴＳ电缆的传输损耗仅为传输功率的０．５％，比常规电缆５８％的搅耗要低得多，在重量尺寸相 同的情况下．与常规电力电缆ｊ｛ｉ比．ＨＴＳ屯缆的 田８北京荚蝻超导盛司ｉ电电曩 我国１０ｋＶ及以上ＸＬｐＥ电力屯缆的年需求量 容量可提高３．５倍．损耗下降６０％，可明显地节 约为１０万公里．如果其总量的５％被高温超导电约占地面积和空同，节省宝贵的ｊ．地资源，用ＨＴＳ 缆所取代．则高温超导电缆在我心每ｆｆ：需求总置将会选到５（Ｘ｝Ｏ公里，那时就会显示出巨大的社会 经济效益。以平均每公里２００万元计算．潜在的 电埋改装现有地下电缆，能将传输霉量提高３倍 以上．且能将盛费用降低２０％，并可改变传统的 第十届绝缘材料与鲍缘技术学术交流会论文羹 市场约为１００亿元。据预涮ＨＴＳ电缆市场前景广阔．预铡到２０２０ 制造设计所器的技术数据等。图９为美国２ ５ＭＷ超导电机。年世界超导技术应用市场将达到２枷亿美元，ＨＴＳ电缆约占５％的份额。挑战与机遇并存，我 酋电线电缆行业应紧紧抓住这一良机，整合改组． 占领ＨＴＳ电缆高科技阵地这一广阔的应用前景，带来十分可观的经济效益，振＊我国电线电缆行 业排除器性无序竞争。２ ５超导发电机和电动机 超导技术可以使发电机和电动机小型化，而 功率更强太，工作性能更稳定，以取代目前庞大 笨重的授电设施，也为电动机的低噪声化和军用 提供可能性。各国都在开发超导发电机，但是研 制安装在转动体上的超导线圈是研究的关键。由 日本一些大的电机、电线制造和电力公司组成了 越导发电机器和材科技术研究机构。高温超导电动机采用高温超导材料来制作电 流传输等零部件．应用超导材科降低了电阻，可 以减少电能损耗．具有节能、高教的特点．德冒 和美嗣先后开发成功５００马力和６５００马力的高温 超导电动机． 韩国电气研究院和斗山重工业公司计划在 ２００７年和２０１１年前先后开发出节能２５％以上、功 睾选１３（：０马力和６５００马力高温超导电动机．井 从２００８年开始将其推向市场，用作抽水机和船用动力等。噩９凳田２￥ＭＷ越导屯机 ３新型环保节能型绝缘材料的研究和推广应用 作为电机电器的核心关键材料的绝缘材辩在 发电和用电的各个领域起到了极其重要的作用，从性能方面来说将向耐热等级高、不古有毒有害 物质、固化时间短、固化时尽量减少有毒有害物 质的产生和捧放方向发展。３ １ 节麓环保型快速固化云母带粘台荆的研究开发 目前国内大、中型高压电机所用的主绝缘材 书Ｉ——Ｆ级环氧桐马多胶静云母带，与国外多腔糟 云母带相比，肖存在腔化时间不穗定、固化时向 长、贮存时问短及热态机械强度低等差距。如： 国内Ｆ级环氧桐马绝缘材料ｋ大约只有７６～８７℃，而犀外一些公司的Ｆ级环氧绝缘结构矗大约 １５０～１６０＂Ｃ：国内Ｆ级环氧桐马多胶粉云母带的 模压保温时同需２ｌｌ以上，而国外的Ｆ级糟云母带 的模压保温时间只需我们国内材料的ｔ／２～１／３（以 三峡为万千瓦机组为例，至少可节约工时１０００ｈ）； 此外，在云母带的贮存时间上．国内云母带在室 温（２０～２５＂Ｃ）下但能贮存１个月．而嗣外云母带可 超导发电机较常规发电机可实现小型化、轻 量化、降低制造和建设成本、提高运行效率、减 少煤耗和Ｃ０２捧放量。目前日本、美国、俄国、德国等对超导发电帆的技术开发虽有一定成果，但要选到实用、大容量化还需进行深入的研究和 试验。主要研究谭题有：单机容量的增大，提高 临界送电能力和与常规发电机并列运行的能力，系统事故时的稳定性，长时问运行，丈容量机组 第十届绝缘材料与绝缘技术学术交流会论文集 贮存３个月以上。进一步提高国内Ｆ极多胶云母带的性能质量（特别是热态机械强度），缩短模压保温时间，节约 能源，提高电机生产效率，降低制造成本，是摆 在我们面前亟待解决的课题。为此，节能环保型 快速固化云母带粘合剂的研究开发和推广具有很 重要的意义。３．２导磁板的开发和推广 如何降低电机运行时的损耗和提高电机效 率，已成为国内外电机制造业中急待解决的关键 问题之一。目前大多数电机的定子采用齿槽结构 放置电枢绕组，用绝缘槽楔来固定绕组。由于绝 缘槽楔不能导磁，电机损耗较大，温升较高，运 行的振动和噪声较大，电机效率较低。解决上述 问题最有效的方法是用导磁材料制备的磁性槽楔 取代绝缘槽楔。为此，需制备具有一定导磁性能 和力学性能的导磁板材。国内外各大电机制造厂 商纷纷从电机结构设计和电机的槽楔材料选用等 方面采取措施来解决问题。目前日本、美国和欧相对磁导率，｜Ｊ 磁感应强度，Ｔ 表１导磁板的技术要求 项目 垂直层向弯曲强度ＭＰａ 指标值 ≥２８０ ≥１８０ ≥４０ Ａ：常态Ｅ－１／１５０：１５０±５℃平行层向冲击强度（简支梁法），ｋＪ／ｍ２ 体积电阻率，Ｑ?ｍ 密度，ｇ／ｃｍ３ 温度指数ｆｒｌ）玻璃化转变温度，℃ Ａｔ ５００Ａ／ｃｍ ≥ｎ×１０＂９ ≥３．Ｏ（１５５）≥（１６０）≥（Ｏ．１５）≥ｆ０．２４）≥（０．２７）≥（３．５０）≥（２．９５）≥（２．３９）≤０．１０ Ａｔ ｌＯｏｏＡ／ｃｍ Ａｔ １５００Ａ／ｃｍ Ａｔ０．０５ Ａｔ０．１０ Ａｔ０．２０ 吸水率Ｄ．２４／２３．％ 颜色 ４ｍｍ厚 灰黑色 电机槽楔用多相复合导磁层压板材可解决国 洲等发达国家已普遍在电机中采用导磁复合材料 内电机行业长期所需的槽楔用导磁复合材料的磁 槽楔，对导磁板的技术要求见表ｌ。性能低、加工性差的问题，为电机行业提供优质 但国内的导磁板与国外导磁板相比，性能上 的复合导磁层压板材，提高我国电机制造业的整 有较大差距：磁导率一般较低，测试方法不正确，弯曲强度仅１５０ＭＰａ左右。由于材料力学性能差导 在齿槽电机定子槽口使用复合导磁层压板材 致机械加工性变坏，磁性槽楔的废品率很高：磁 后，可降低电动机的空载损耗２０％～４０％，降低 楔在电机运行过程中易分层损坏，影响电机运行。铁耗４０％－－一６０％，降低电动机的空载电流５％～ 另外，磁性槽楔的力学性能和磁性能的分散性大，１０％，降低温升１０％＂－３５％，降低噪音３分贝左右，质量不稳定。产品的外观质量也差，厚度公差难 提高电动机效率平均２％左右，不但提高电机使用 以控制，生产成本高。由于上述原因，致使我国 寿命和运行稳定性，还可以节约大量的能源，产 的部分电机企业不得不高价从国外进口电机槽楔 生更大的社会经济效益。以广泛使用的中小型异 专用导磁层压复合材料，部分电机企业仍然沿用 步电机运行５０００ｈ／年计算，每千瓦容量的电机年 绝缘磁楔，限制了我国电机行业技术水平的提高。平均节电可达７６ｋＷ／ｈ。为此，我国应进行高性能导磁层压复合材料的研 一些特殊要求场合如坦克、军舰、潜艇等所 究开发，以提高电机效率和电机行业的技术水平。６ 体技术水平。第十届绝缘材料与绝缘技术学术交流会论文集 用的齿槽电机采用槽楔导磁复合材料后，能够减 少武器系统的振动和噪声，提高武器系统运行的 稳定性和服役寿命，更显示了应用导磁材料的重 要性和必要性。３．３环保型绝缘漆的推广 电工绝缘浸渍漆作为电机电器行业的专用配 套特种涂料，近年来国内外在发展高固体份有溶 剂浸渍漆（少溶剂漆）、无溶剂型和环保型漆方面发 展。所谓环保漆，是指环境污染小，环境亲和力 强的油漆类产品。应大量选用代替苯乙烯和甲苯 类有毒溶剂的环保型高沸点、低挥发的新型单体，具有低毒、无臭，气味小的突出特点，具有干燥 速度快，固化温度低等优点，同时具有粘接性好、渗透填充好、绝缘质量高的特性；制成能够快干 节能的绿色环保型漆料产品。国内绝大多数无溶剂漆含有３０％＇－－＇４０％苯乙 烯，有些Ｈ级无溶剂连续沉浸漆苯乙烯含量甚至 超过５０％。苯乙烯只能部分参与交联反应，其余 是挥发到空气中，不仅会造成资源浪费，而且污 年增长率达１３＂－＇１４％。近年来，交流变频调速仍 以高速发展。实践与研究均已证实，匝间绝缘（电 磁线绝缘）的损坏是变频电机绝缘损坏的主要因 素，其损坏概率约占８０％以上普通的复合电磁线 的绝缘性能已经不能满足交流变频电机用电磁线 对绝缘的耐高频脉冲特性特殊要求，适合于交流 变频电机用的匝间绝缘材料（电磁线漆）的研究是 交流变频技术推广应用的关键材料。国内变频漆包线漆大多采用纳米材料通过表 面活性剂改性后机械加入，这使得较长时间储存 后纳米材料沉降，在漆液中分散不匀，使得漆膜 的耐电晕性能分散性大。而国外特别是杜邦都是 采用纳米材料和有机树脂形成螯合物的新技术，纳米材料与高分子树脂通过化学键紧密地结合，不会出现分层和分项的现象，漆膜性能稳定。３．５无卤阻燃绝缘材料的开发 欧盟委员会于实施的两指令，要求在新投放 市场的电子电器设备中，禁止使用铅、汞、镉、六价铬、多溴二苯醚（ＰＢＤＥ）和多溴联苯ｆＰＢＢ）等有 害物质。丽我国这两类产品的阻燃性能绝大多数 是靠含卤素化合物的加入来实现的。我国出口的 电子、电器产品中绝大多数零部件、元器件都不 同程度的含有禁令中所规定的有害物质，而这些 零部件、元器件大部分涉及到绝缘材料和电子材 料。随着欧盟禁令的实施，我国电子、电器的出 口面临巨大的非贸易技术壁垒。因此尽快开发无 卤阻燃绝缘材料对我国绝缘材料行业来说十分重 要。特别是氮系列阻燃剂产业化生产和使用。３．６环保型高压绝缘油的开发 日本的日石公司，东芝电气公司，美国的ＧＥ 等大公司都在致力于开发超高压绝缘油。德国研 究开发合成有机酯（Ｍｉｄｅｌ ７１３１）和矿物油（ＳｈｅｌｌＤｉａｌａ 染环境，损害职工健康。连续沉浸漆的固化挥发份一般为２５％＇－＇３５％，也就是说占总量的２０％以 上的苯乙烯会挥发损失（部分产品含少量挥发性惰 性溶剂），最终浸渍漆的可利用率不到７０％。国外 环保漆采用高沸点、低挥发的新型单体，固化过 程中，单体全部参与交联反应，基本上无挥发损 失。固化挥发份在５％以内，相当于可利用率达到 ９５％以上。３．４变频漆包线漆的技术的提高和推广 供电系统６０％以上的电能为电动机所消耗，电机节能是缓解能源矛盾的重要手段，采用交流 变频技术的电机具有显著的节能效果，交流变频 技术的出现，为节约能源提供了一条有效途径。随着电力电子技术的发展，变频调速技术得到了 迅速推进，８０年代后五年，世界交频调速传动的７ Ｄ），相对介电常数ｅ可达到２．６以上。耐压 等级和相对介电常数高，生物降解能力强的超高 第十届绝缘材料与绝缘技术学术交流会论文集 压绝缘油被广泛用于军事基地、核潜艇、航空母 舰上用变压器、电容器和互感器中。国内绝缘油的研究工作进展缓慢，先后西安 将有大量的甲苯、丙酮、甲醇、酒精、苯乙烯、ＮＭＰ和ＤＭＦ等有毒有害有机溶剂产生，国内绝 缘材料生产企业大部分为直排，以年产绝缘材料 ４０万吨计算，约有近１０万吨的有机溶剂排放到大 气中，若将其燃烧后作能源利用，可节煤约５万 吨，在保护环境的同时节约大量能源。全国生产层压板产品以３万吨计算，压机冷 却水若全部循环使用，可节约水资源３５万吨。所 以我国绝缘材料企业的环保和节能潜力相当巨 大。因此，绝缘材料行业企业杜绝直排，„全面使 用废气焚烧处理装置和工业用水循环系统的推广 是迫在眉睫急需解决的问题。交通大学和沈阳变压器研究所作了一些研究。克拉玛依石化公司４５号超高压变压器油，属国内领 先水平。绝缘强度大于６０ｋＶ／２．５ｍｍ，酸值小于 ０．０３ｒａｇ．ＫＯＨ／ｇ，闪点大于１３０＂Ｃ，凝固点低于 －４５℃，不能生物降解，离国外先进国家的水平相 距还较大，因此相同容量的变压器要比日本的产 品体积大１／３＂－－１／２。超高压绝缘油的发展趋势为耐压等级和相对 介电常数高，低燃烧性，耐辐射，同时在低温、潮湿和高温条件下能长期稳定工作，有一定的生 物降解能力。３．７ 环保节能焚烧处理装置和工业用水循环系 统的建设 绝缘材料生产如层压板上胶布、云母带上胶、４结束语 坚持科学发展观，利用清洁生产工艺大力开 发环保节能型绝缘材料和绝缘技术，是未来５＂－＇１０ 年绝缘材料行业发展的重中之重。复合材料上胶、ＳＭＣ和ＤＭＣ、油漆的生产过程中 ８ 环保节能型绝缘技术及绝缘材料的发展作者： 作者单位： 唐超 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6868138.aspx 授权使用：国家图书馆(gjtsg)，授权号：51c02b76-acc2-4ba6-9529-9e6300f3920b 下载时间：2011年1月6日

第二篇：绝缘知识

一、绝缘材料的电气性能

绝缘材料的电气性能主要表现在电场作用下材料的导电性能、介电性能及绝缘强度。它们分别以绝缘电阻率ρ(或电导γ)、相对介电常数εr、介质损耗角tanδ及击穿强度EB四个参数来表示。1.绝缘电阻率和绝缘电阻

任何电介质都不可能是绝对的绝缘体，总存在一些带电质点，主要为本征离子和杂质离子。在电场的作用下，它们可作有方向的运动，形成漏导电流，通常又称为泄漏电流。在外加电压作用下的绝缘材料的等效电路如图2-1a所示；在直流电压作用下的电流如图2-1b所示。图中，电阻支路的电流Ii即为漏导电流；流经电容和电阻串联支路的电流Ia称为吸收电流，是由缓慢极化和离子体积电荷形成的电流；电容支路的电流 IC 称为充电电流，是由几何电容等效应构成的电流。

(1)在正常工作时（稳态），漏导电流决定了绝缘材料的导电性，因此，漏导支路的电阻越大，说明材料的绝缘性能越好。

（2）温度、湿度、杂质含量、电磁场强度的增加都会降低电介质材料的电阻率。2.介电常数

介电常数是表明电介质极化特征的性能参数。介电常数愈大，电介质极化能力愈强，产生的束缚电荷就愈多。束缚电荷也产生电场，且该电场总是削弱外电场的。现用电容器来说明介电常数的物理意义。设电容器极板间为真空时，其电容量为 Co，而当极板间充满某种电介质时，其电容量变为C，则C与Co的比值即该电介质的相对介电常数，即：

在填充电介质以后，由于电介质的极化，使靠近电介质表面处出现了束缚电荷，与其对应，在极板上的自由电荷也相应增加，即填充电介质之后，极板上容纳了更多的自由电荷，说明电容被增大。因此，可以看出，相对介电常数总是大于1的。绝缘材料的介电常数受电源频率、温度、湿度等因素而产生变化。频率增加，介电常数减小。温度增加，介电常数增大；但当温度超过某一限度后，由于热运动加剧，极化反而困难一些，介电常数减小。湿度增加，电介质的介电常数明显增加，因此，通过测量介电常数，能够判断电介质受潮程度。大气压力对气体材料的介电常数有明显影响，压力增大，密度就增大，相对介电增大。

3.介质损耗

在交流电压作用下，电介质中的部分电能不可逆地转变成热能，这部分能量叫做介质损耗。单位时间内消耗的能量叫做介质损耗功率。介质损耗使介质发热，是电介质热击穿的根源。施加交流电压时，电流、电压的相量关系 总电流与电压的相位差φ，即电介质的功率因数角。功率因数角的余角δ称为介质损耗角。根据相量图，不难求出单位体积内介质损耗功率为

式中 : ω——电源角频率 , ω =2 π f;ε——电介质介电常数;E ——电介质内电场强度;tans 一一介质损耗角正切。

由于P值与试验电压、试品尺寸等因素有关，难于用来对介质品质作严密的比较，所以，通常是以tanδ 来衡量电介质的介质损耗性能。总结：

①介质损耗将使介质发热，是介质热击穿的根源。

②电气设备中使用的电介质，要求它的tanδ值愈小愈好。而当绝缘受潮或劣化时，因有功电流明显增加，会使tanδ值剧烈上升。也就是说，tanδ能敏感地反映绝缘质量。因此，在要求高的场合，需进行介质损耗试验。

③ 影响绝缘材料介质损耗的因素主要有频率、温度、湿度、电场强度和辐射。影响过程比较复杂，从总的趋势上来说，随着上述因素的增强，介质损耗增加。

二、绝缘的破坏 1.绝缘击穿

绝缘材料所具备的绝缘性能一般是指其承受的电压在一定范围内所具备的性能。当承受的电压超出了相应的范围时，就会出现击穿现象。电介质击穿是指电介质在强电场作用下遭到急剧破坏，丧失绝缘性能的现象。击穿电压是指使电介质产生击穿的最小电压。击穿强度是指使电介质产生击穿的最小电场强度（也叫耐压强度）。对于电介质通常用平均击穿强度表示：EB=UB/d(KV/cm)UB:击穿电压 d:击穿处绝缘厚度

(1)气体电介质的击穿

气体击穿是由碰撞电离导致的电击穿。在强电场中，带电质点(主要是电子)在电场中获得足够的动能，当它与气体分子发生碰撞时，能够使中性分子电离为正离子和电子。新形成的电子又在电场中积累能量而碰撞其他分子，使其电离，这就是碰撞电离。碰撞电离过程是一个连锁反应过程，每一个电子碰撞产生一系列新电子，因而形成电子崩。电子崩向阳极发展，最后形成一条具有高电导的通道，导致气体击穿。(2)液体电介质的击穿 液体电介质的击穿特性与其纯净度有关，一般认为纯净液体的击穿与气体的击穿机理相似，是由电子碰撞电离最后导致击穿。但液体的密度大，电子自由行程短，积聚能量小，因此击穿场强比气体高。

工程上液体绝缘材料不可避免地含有气体、液体和固体杂质。在强电场的作用下定向排列，运动到电场强度最高处联成小桥，小桥贯穿两电极间引起电导剧增，局部温度骤升，最后导致击穿。为了保证绝缘质量，在液体绝缘材料使用之前，必须对其进行纯化、脱水、脱气处理；在使用过程中应避免这些杂质的侵入。液体电介质击穿后，绝缘性能在一定程度上可以得到恢复。(3)固体电介质的击穿

固体电介质的击穿有电击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿等形式。绝缘结构发生击穿，往往是电、热、放电、电化学等多种形式同时存在，很难截然分开。一般来说，在采用tanδ值大、耐热性差的电介质的低压电气设备，在工作温度高、散热条件差时，热击穿较为多见。而在高压电气设备中，放电击穿的概率就大些。脉冲电压下的击穿一般属于电击穿。当电压作用时间达数十小时乃至数年时，大多数属于电化学击穿。

2.绝缘老化

电气设备在运行过程中,其绝缘材料由于受热、电、光、氧、机械力(包括超声波)、辐射线、微生物等因素的长期作用，产生一系列不可逆的物理变化和化学变化，导致绝缘材料的电气性能和机械性能的劣化。绝缘老化过程十分复杂。主要是热老化和电老化。

(1)热老化。一般在低压电气设备中，促使绝缘材料老化的主要因素是热。其热源可能是内部的也可能是外部的。每种绝缘材料都有其极限耐热温度，当超过这一极限温度时，其老化将加剧，电气设备的寿命就缩短。

(2)电老化。它主要是由局部放电引起的。在高压电气设备中，促使绝缘材料老化的主要原因是局部放电。局部放电时产生的臭氧、氮氧化物、高速粒子都会降低绝缘材料的性能，局部放电还会使材料局部发热，促使材料性能 恶化。3.绝缘损坏

绝缘损坏是指由于不正确选用绝缘材料，不正确地进行电气设备及线路的安装，不合理地使用电气设备等，导致绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀，或受到外界热源、机械因素的作用，在较短或很短的时间内失去其电气性能或机械性能的现象。对策：

（1）避开有腐蚀性物质和外界高温的场所；

（2）正确使用和安装电气设备和线路，保持过流、过热保护装置的完好；（3）严禁乱拉乱扯，防止机械性损伤绝缘物；（4）应采取防止小动物损伤绝缘的措施。

三、绝缘检测和绝缘试验 绝缘检测和绝缘试验的目的是检查电气设备或线路的绝缘指标是否符合要求。绝缘检测和绝缘试验主要包括绝缘电阻试验、耐压试验、泄漏电流试验和介质损耗试验等。1.绝缘电阻试验

绝缘电阻是衡量绝缘性能的最基本指标。通过绝缘电阻的测定，可以在一定程度上判定某些电气设备的绝缘好坏，判断某些电气设备(如电机、变压器)的受潮情况等，以防因绝缘电阻降低或损坏而造成漏电、短路、电击等电气事故。（1）绝缘材料的电阻常用兆欧表(摇表)测量。

兆欧表主要由作为电源的手摇发电机(或其他直流电源)和作为测量机构的磁电式流比计(双动线圈流比计)组成。测量时，实际上是给被测物加上直流电压，测量其通过的泄漏电流，在表的盘面上读到的是经过换算的绝缘电阻值。磁电式流比汁的工作原理如上图所示。在同一转轴上装有两个交叉的线圈，当两线圈通有电流时，两个线圈分别产生互为相反方向的转矩。其大小分别为

M1 = K1f1（α）I1

M2= K2f2（α）I2

式中 : K1 K2 ——比例常数； I1,I2 ——通过两个线圈的电流； α——线圈带动指针偏转的偏转角。

当M1≠M2时，线圈转动，指针偏转。当M1=M2时，线圈停止转动，指针停止偏转，且两电流之比与α偏转角满足如下的函数关系，即

在接入被测电阻 Rx 后，构成了两条相互并联的支路，当摇动手摇发电机时，两个支路分别通过电流 I1 和 I2。可以看出

考虑到两电流之比与偏转角满足的函数关系，不难得出 α =f(Rx)可见，指针的偏转角α仅仅是被测绝缘电阻 Rx 的函数，而与电源电压没有直接关系。

2． 吸收比的测定 吸收比是加压测量开始后 60S时读取的绝缘电阻值与加压测量开始后15S时读取的绝缘电阻值之比。吸收比测量的目的是判断绝缘材料受潮程度和内部有无缺陷。因此，高压变压器、电动机和电力电容器等都应按规定测量吸收比。3． 绝缘电阻指标

绝缘电阻随线路和设备的不同，其指标要求也不一样。就一般而言，高压较低压要求高；新设备较老设备要求高；室外设备较室内设备要求高；移动设备较固定设备要求高等。绝缘电阻应按规定进行定期测量，电动机的测量周期为1年，其它低压设备或线路为1—2年。

第三篇：2012年绝缘技术监督工作总结

海拉尔热电厂绝缘技术监督2012年工作总结

一、技术监督体系的建设 1.技术监督组织机构的建设

海拉尔热电厂在厂级领导的正确领导和组织下，经过强化管理，实现了绝缘技术监督管理的三级监督管理网络体系。厂部级由主管生产的领导为第一级管理层，具体监督业务由生技部专业专工实施技术监督和指导；车间部门为第二级，由专业专工负责技术监督的监督和指导；班组为第三级，在班长负责制下，技术员为技术监督员负责开展技术监督的具体业务。

全年严格安装监督计划进行工作，从计划到年终总结实现了技术监督的闭环管理。利用现有设备大力开展了红外测温、变压器油在线监测、GIS气体微水在线监督管理工作等。2．技术监督体系控制文件

目前电厂制定了绝缘监督管理制度、高压组岗位职责、预防性试验规程。

班组制定了绝缘监督安全工作制度、高压班工器具管理使用制度、高压班技术培训制度、库房管理制度、红外诊断技术及管理规范。3．技术监督体系控制文件

1）本专业日常技术监督工作需要配备一台数码照相机，和红外成像仪配套使用，记录红外成像资料，使红外成像记录更全。

4.试验室及仪器配备:2012年高压试验室进一步装修完善，以初具规模另外今年高压组又

购买了两台试验仪器，使得有些试验我们不用去兄弟单位请人帮忙。购买仪器如下表

本专业还需要购置2台仪器，明细如下表：

5.人员培训及持证上岗

高压试验人员只2人取得绝缘监督上岗证，人员经过学习和工作锻炼，人员水平水平有很大提高。

二、本技术监督计划及指标的完成情况

1．2012年技术监督计划完成情况：

1、完成了海拉尔热电厂#1机C修、#2机发电机A修、变压器、高压电动机A修及低压电动机，断路器预试工作。

2、完成了热电分厂发电机C修，变压器及外围变压器、高、低压电动机预试工作。

2．绝缘监督指标的完成情况：

全部完成了5台发电机的计划绝缘监督任务，由于人员少，公用系统及部分外委设备还有的没有完成，将在2013年完成。

三、技术监督的持续改进

1．系统及设备存在的运行安全问题及对策

我们作为预试单位绝缘监督双重身份，严把质量关，在预试过程中，共发现2项缺陷，消除2项，新厂6KV开关合闸时间没有达到厂家要求，已与厂家联系，全部整改完成。

2．系统及设备设计存在的缺陷问题及对策1、2011年#2机#1真空泵电动机定子绕组直流电阻不合格。经合厂家联系，以经更换

3．日常监督存在的问题及对策

220KV升压站的等值严密工作在西安热工院专家指导下已经开展，避雷器测试工作已能自己进行试验，不许外单位请人帮忙。

4．技术监督档案及设备管理

现在各试验报告及检修试验记录都建立了电子版台帐，外绝缘台账开始完善。

5．整改项完成情况

西安热工院2012年提出5项整改问题截至2012年10月20日已完成整改项4条。两项主要问题

1、GIS设备冬季六氟化硫气体压力下降（未完成）2013年完成。

2、厂内蓄电池接头全部裸露（已完成）一般问题3项。

1、#2主变低压侧a项套管渗油（已完成）

2、没有建立设备外绝缘台账（以按西安热工院专家要求进行整改）

3、发电机大修试验空载特性试验没有加到1.1倍的额定电压（结合大修已完成）

6．其它问题

四、对非计划停运原因的分析及对策

本无绝缘方面发生的非停

五、2013重点工作打算

1、电气高压组人员已明显感到技术力量不足，在今后的空余时间应加强技术培训，尤其在线监测方面，各方面在领导和有关技术人员关心和指导下有了长足的进步。

2、进行好试验仪器的校验、保养和维修工作。

3、积极开展在线监测、红外测温工作，确保主设备的健康运行。

4、认真做好安全性评价的整改工作，对照安全性评价中查出的问题，做到认真落实，逐一整改。

5、做好2013年5台发电机检修及热电分厂设备的技术监督工作。

7、在2013年内完成技术监督提出的整改项目。

高压组

2012年11月5日

第四篇：2011年绝缘技术监督工作总结[上报材料]

2011年绝缘监督工作总结

一、2011年技术监督工作完成情况

1、技术监督制度建设、组织保障体系、监督管理档案及监督网络活动开展的情况。

根据集团公司和中国电力技术监督管理制度的要求，绝缘预试完成率完成100%，绝缘缺陷消除率完成100%。主要是工作做了变压器色谱试验、介损试验，发电机试验。

2、主要受监督设备安全运营情况。

发电机（6台）、变压器（主变6台、高厂变6台、高公变2台、联变1台、电抗器6台、高备变3台）、断路器（27组）、CT（31组）、PT（3组）、CVT（18组）、避雷器（15组）等高压电气设备运行良好，为保证以上高压电气设备的安全运行，做到了在机组小修和变电站设备停电时，督促高压试验人员及时进行高压试验工作，保证预试不超试验周期，以上设备全部达到每年一次的高压试验，达到逢停必扫同时高压试验的严格要求，实现了超前控制和预防，避免由于减少监督项目、降低监督指标、标准而造成不良后果。有力的保证了试验的及时性。3、2011年技术监督指标（按附件1格式要求报送）完成情况。按照对标管理要求与2010年指标进行对比，根据行业规程、今年指标变化情况进行详细的分析和阐述，找出问题所在，并结合设备管理、检修运行、技术改造管理等提出问题的根源和解决问题的方法。

绝缘预试完成率完成100%，绝缘缺陷消除率完成100%。今后我们还要加强坚持逢停必扫同时进行高压试验的严格要求，保证机组的安全运行。

4、与电科院签订技术监督合同执行情况。电科院按照合同要求，定期监督、专项检查、技术支持、发现问题、提出建议并跟踪解决设备实际问题情况。电科院能够完成合同的要求，定期监督符合要求，专项检查需要增加重点项目，技术支持上存在人员的业务素质需要加强问题，分析问题和解决设备实际问题的能力不强。

5、结合本单位生产情况，针对劣质煤、热工、电气、锅炉“四管”泄漏、脱硫设备管理、新机安全等重点难点问题，从技术监督角度开展技术攻关和技术改造，机组安全、经济性指标改进情况。

针对电气影响机组安全问题，加强高压电气设备清扫，提高供电可靠性，防止因此发生的停机或人身事故，落实安全性评价和25项反措中的有关要求，提高系统的绝缘强度，保证了高压电气设备的安全运行。

6、检修公司驻厂维护项目部对发电公司技术服务和支持情况。绝缘试验人员少，维护电气专业绝缘试验人员的培训力度亟待提高，否则、将影响绝缘专业工作的开展；不利于绝缘试验工作顺利进行。

7、“十一五”环保目标分解计划制订及环保排放指标落实情况，经济性评估及节能减排工作实际收效情况。

8、与技术监督密切相关的领域，包括25项反措落实、安全性评价、涉网专项监督检查、设备隐患治理、春秋季安全大检查、机组计划性检修等工作中，技术监督工作发挥作用的情况。

对安全性评价、设备隐患治理、春秋检、机组大小修等工作中，绝缘监督发现重大设备问题及处理情况如下： #

3、#4发电机由于结构设计原因，其固有频率不合适，造成端部出现振动摩擦现象，端部环氧绝缘材料被摩擦出黄色粉末，对绝缘产生破坏作用，对此采取了在每年的小修中仍须加强监督检查，必须进行直流电阻和直流耐压试验，对定子铁芯松动问题加大检查力度，保证发电机设备绝缘状况处于良好状态，由于发电机存在设计上的先天缺陷，在资金允许的情况下，进行发电机整体技术改造。9、2011年技术监督遗留问题及下一步整改落实计划情况（按附件2格式要求报送）。

2011年绝缘监督遗留问题已按要求进行了落实和整改，下一步整改落实计划情况已经按附件2格式要求填报。

10、其它完成的重大技术监督事项。

加大对发电机、变压器等主设备的监督力度，强化对发电机检修期间的检查和预试检验。重点加强对主变压器油的色谱、含气量检验和分析，及时发现和消除缺陷，避免主变压器和电抗器损害事故的发生。11、2011年技术监督工作综合评价。

2011年绝缘监督工作总体在坚持以绝缘监督为主线的工作理念，按照绝缘监督既要进行监督又要对过程进行控制，既要发现问题又要解决问题，形成闭环管理的要求，结合本单位的实际情况，制定了本单位绝缘监督实施细则，细化了绝缘监督检验试验、监督指标等管理工作，确保了绝缘监督工作的有效开展。

二、2012年技术监督工作计划

1、工作思路、目标。

加强绝缘全过程绝缘监督和管理，提高设备健康水平。在设计、维护、检修、技术改造的全过程中，认真贯彻高电压技术监督管理制度，加强标准化监督，严把质量关，并逐步扩大监督的深度和广度，改进绝缘监督、监测的手段，促使信息交流和报告的规范化。

加大对发电机、变压器等主设备的监督力度，强化对发电机检修期间的检查和预试检验。

重点加强对主变压器油的色谱检验和分析，及时发现和消除缺陷，避免主设备损害事故的发生。

高压电气套管和少油CT及PT可以进行绝缘在线检测，保证绝缘试验的有效性。

2、具体各专业工作计划。

按集团及中电国际的技术监督制度规定和其他具体要求，落实完成，根据2012机组大、小修、临检计划及网、省电网公司的主网输变电预试计划，按照予试周期定期进行予试，预试完成率100％。

三、对中电国际技术监督工作的意见和建议

1、建议上级增加高压电气设备绝缘在线检测资金，开展绝缘在线监测，达到延长试验周期，得到机组设备的长周期运行的要求。要从设计和设备选型开始，严格按照相关技术标准提出要求，同时要将生产运行中发现的设备和系统问题及时反馈，在设计和设备选型阶段避免重复问题的发生。

2、目前绝缘监督都是兼职，为技术监督日常工作的开展增加了难度，平时大量的工作时间在从事与绝缘监督无关的其他工作，造成没有足够的精力、时间从事绝缘监督工作，如果不抽出专人来管理绝缘监督试验工作，做好技术监督工作就只能是一句空话，建议技术监督人员应把主要精力放在技术监督上，其它工作只能是兼职。

3、加强技术监督人员的业务培训工作，每年至少对技术监督人员进行两次专业技术培训，开展集团公司系统内外各发电企业的技术交流，不断推广新技术、新工艺的应用，提高发电厂的技术监督管理水平。

第五篇：变压器绝缘老化分析

分析电力变压器绝缘老化及其诊断技术的应用

1、变压器绝缘老化的危害及重要性

目前，我国电网中，有较多的大型变压器运行年限已接近或超期，出于成本等因素的考虑，这些变压器仍在继续超期运行，因而所面临的一个共同问题是，随着绝缘老化程度的加深，绝缘机械强度下降，将导致变压器抵抗短路大电流冲击的能力大大降低，从而降低变压器的运行可靠性。绝缘老化，使变压器逐渐丧失原有的机械性能和绝缘性能，运行中产生的电磁振动和电动力，也容易使变压器损坏；绝缘强度降低易产生局部放电、绝缘的工频及冲击击穿强度降低，造成变压器的击穿损坏。据有关维修部门对各种变压器绝缘故障的剖析和统计研究得知，影响变压器运行状态和寿命的失效故障现象90％以上属于绝缘老化问题，在这种形势下，科学的运行监督能提高变压器安全运行水平，提前发现缺陷，对延长变压器运行寿命周期，提高经济运行效益有十分重要的意义。因此，必须重视变压器绝缘老化问题。

2、绝缘老化机理

2．1、绝缘老化：

电力变压器大多使用A级绝缘。绝缘材料有一定的机械强度和电气强度，机械强度是指绝缘承受机械荷载(张力、压力、弯曲等)的本领；电气强度(或称绝缘强度)是指绝缘抵抗电击穿的本领。变压器在长期运行中，由于受到大气条件和其他物理化学作用的影响，其绝缘材料的机械和电气强度逐渐衰退的现象，称为绝缘老化。当绝缘完全失去弹性，即机械强度完全丧失时，只要没有机械损伤，仍有相当高的电气强度。但失去弹性的绝缘，已变得干燥、易脆裂，容易因振动和电动力的作用而损坏。因此，绝缘老化程度不能只按电气强度来判断，必须考虑机械强度的降低程度，而且主要由机 械强度的降低程度来确定。2．

2、等值老化原则：

变压器运行时，如果维持绕组热点温度为98。C，可以获得正常预期寿命。但是，实际上绕组热点温度受到气温θ0和负荷K波动的影响，变动范围大，即绕组热点温度是一个随时间变化的量θht,为此，在一定时间间隔T内，如果部分时间内绕组热点温度低于98℃，而另一部分时间内允许绕组热点温度高于98℃，只要变压器在高于98℃时多损耗的寿命得到低于98℃时少损耗的寿命的完全补偿，则变压器的预期寿命可以和维持绕组热点温度为98℃时等值，此即等值老化原则。换言之，等值老化原则就是：使变压器在一定时间间隔T内，绝缘老化或损耗的寿命与维持绕组热点温度为98℃时等值。根据老化率概念，当θht随时间变化时： VT0ephtdtTe98p1TToep(ht98)dt

显然，如果V>1，变压器的老化大于正常老化，预期寿命缩短；如果V<1，变压器的老化小于正常老化，变压器的负荷能力未得到充分利用。因此，在一定时间间隔内，维持变压器的老化率V接近于1，是制订变压器负荷能力的主要依据。

3、影响变压器绝缘老化的因素

影响电力变压器绝缘老化的因素很多，主要有磁场、电场以及自然力等三个方面。3．

1、磁场的影响：

变压器的磁场分为主磁通的磁场和漏磁通的磁场，主磁通的磁场主要用来传递电能，漏磁通的磁场比较复杂，主要产生如下三个效应： 1)、损耗效应：

变压器各绕组的导体处于漏磁场中，将在导体中产生涡流，并由此引起涡流损耗。涡流损耗的大小主要取决于导体的几何尺寸和漏磁场的大小与分布，垂直于漏磁场方向的各层导体中的涡流损耗是不同的。漏磁通在绕组及铁芯中感应涡流，不能传递能量，只能产生压降和热量，使变压器温度升高。平均意义上说，漏磁场不大，但是由于变压器介质分布不均匀，而且在实际运行中的变压器经常受到外界因素的影响，使其漏磁场分布不均匀，这是导致变压器局部过热的原因之一。此外，漏磁场在变压器的金属结构附件中产生杂散损耗。在绕组轴向的漏磁通可以在绕组压板、压钉和铁轭以及夹件中感应出涡流，引起损耗。变压器内部引线的电磁场会在其附近的金属件中引起涡流损耗。所有这些损耗即铁损都可能引起变压器绝缘的老化或损坏，成为运行故障的根源。变压器的漏磁场强度都随变压器容量的变化而变化，容量越大，漏磁场强度就越大。单台额定容量为150 MVA以下的变压器的漏磁强度与额定容量的关系可用公式(1)计算：

HIN常数4p l容量在150 MVA以上时，可用公式(2)计算：

HIN常数4p l其中P是变压器的容量，N为绕组匝数，J为绕组电流，Z为漏磁场的有效长度。可见，变压器的容量不同，漏磁场强度就不同，造成的损耗也不同。2)、机械力效应：

大型变压器在线圈漏磁场作用下，将在绕组导线上产生电磁力及动态机械力，这两个力的作用将会使变压器的绕组及其紧固件发生形变或位移，容易造成变压器的绝缘破坏，产生局部放电。3)、热效应：

变压器运行时，绕组、铁芯以及其它构件中产生的损耗几乎全部转化为热能。这些热能使变压器的温度升高达到一定温度时就会造成变压器的绝缘破坏。变压器的极限温度主要取决于绕组绝缘材料的耐热性能。油浸式变压器绕组间的绝缘材料，一般采用电缆纸或其他纸质材料，属A级绝缘，耐热温度为105℃。干式变压器常采用玻璃纤维绝缘材料，属B级绝缘，耐热温度为130℃。如果绝缘材料的温度超过其极限温度(亦即变压器的极限温度)，则变压器的寿命便会急剧缩短，甚至会烧毁。在变压器的运行中，其绕组的中部偏上部位有一个最热区，所以变压器的上层油温高于中下层。试验表明，油浸式绕组最热点年平均温度若不大于98℃，变压器的运行年限可为20～25 年，绕组最热点的温度一般比平均温度高13℃，所以绕组在额定负载下的年平均温度定为85℃，变压器油的平均温度大于98℃以后，绝缘性能就会显著恶化。

3．2、电场的影响

电场作用对变压器的绝缘有着较大的影响。电场分布不均匀容易造成变压器的绝缘击穿，发生局部放电，这是变压器损坏的主要原因之一。例如变压器出口突然发生三相短路，大电流产生的电动力将引发变压器绝缘移位，线圈变形，电场分布不均匀，最终导致变压器的绝缘损坏，使变压器的寿命缩短。

引起变压器电场不均匀的原因主要有：

1)、工频过电压引起变压器主绝缘电场分布不均匀造成局部放电。

2)、雷电冲击过电压引起的纵绝缘电场强度过大造成纵绝缘的破坏。

3)、操作波过电压和特快速瞬时过电压引起的纵绝缘击穿。3．

3、外界自然力的影响

热力、化学力、风、雨、雪、冰雹以及地震等自然力和自然灾害对变压器的寿命都有着较大的影响。这些因素往往是不可预测的，对变压器的影响也是偶然的，没有规律的，如地震发生的时间、强度以及对变压器等设备的作用都是不确定的，地震可以使浮放的变压器发生移位、扭转、掉台等，造成变压器顶端高低压绝缘瓷套管被破坏。对于固定良好的变压器，可造成变压器顶部绝缘瓷套管根部裂损或断裂，这就需要从变压器自身及其安装的角度进行研究，加强其防震能力。对其它外力的影响也需要在不断认识规律、积累经验的基础上进行研究并加以防范。

4、变压器绝缘老化的预防：

变压器绝缘老化的预防主要是从两个方面入手。4.1、一方面主要是防止或减少不良的外界因素的影响，作好变压器的日常维护，保证变压器正常运行，同时，在使用上，每一个环节都按规范进行，减少人为故障，据统计，变压器运行维护不良造成的事故约占变压器故障总数的一半。要解决维护不良问题：

1)、要保证变压器不要过负荷运行，运行温度不能超过绝缘材料允许的最高温度。

2)、要防止变压器出口发生突发性短路，尤其要防止外界偶然因素和环境因素造成的突发性短路。

3)、加强变压器的在线诊断，对其故障进行提前预测，如经常进行局部放电测量、油温及线圈温度测量，绝缘油的色谱分析，油中微水分析，对特征气体、游离气体以及总烃的检测。检测可按国家标准分别在投运前、投运时、运行中和特殊情况下进行。

4)、改进避雷措施和散热方式等。

4.2、另一方面主要是从变压器的开发、研究以及设计人手，在结构上保证变压器设计的精确和完善。主要方法有： 1)、在绕组端部施加端圈、角环等改善变压器内部电场的分布。

2)、采用饼式纠结式绕组。3)、采用内屏蔽插入电容。4)、采用优质的绝缘材料。

5)、对变压器的设计采用三维模型进行精确的数值计算，优化变压器的绝缘裕度。

这些方法都可以减少绝缘老化故障发生的可能性。这需要从物理的、化学的过程进行分析，深入研究其内在规律，掌握老化故障的原因及故障与产品的使用条件之间的内在联系，从根本上预防老化故障的发生或降低故障的发生率。老化故障的预防还可以通过在实验室进行试验的方法进行电气分析和检测，并通过搜集分析各项电气试验的数据，如对绕组的直流电阻、变比、空载电流、空载损耗、局部放电、铁芯的绝缘电阻以及接地电流等项目的分析综合，找出参数的变化，及时作出故障的事先判断。总之，变压器的绝缘老化故障是变压器的主要故障之一，直接影响变压器的寿命，必须从多方面人手，及早的给予预防，才能延长变压器的实际寿命，减少电力系统的经济损失。

5、电力变压器绝缘老化的现场诊断技术

现场诊断是确定变压器绝缘强度的手段。现场诊断和趋势分析的结合是最重要的检测手段，能及时检测变压器的过热、局部放电、电介质劣化、线圈位移等。有下列检测项目： a、局部放电测量。

当变压器有异常或油色谱中出现C2H2时，应对变压器进行现场局部放电测量。超声波局放仪能对发生局部放电部位进行 定位。

b、油温及线圈温度的定期测量。

能发现变压器是否过载或局部过热，从而进行更细致的诊断。c、油的色谱分析。

变压器绝缘老化主要有变压器油和纤维素绝缘材料两方面的老化。变压器油老化主要是氧化反应，铜为催化剂。油中的氧在水分、温度作用下使老化加速，生成醇、醛、酮等氧化物及酸性化合物，最终析出油泥。油氧化反应形成少量的CO和C02，随着运行中气体的积累，CO和CO2将成为油中气体的主要成分。随着运行年数的增加，绝缘材料老化，使CO和C02的含量逐渐增加。由于CO2较容易溶解于油中，而CO在油中的溶解度小、易逸散，因此CO2/CO一般是随着运行年限的增加而逐渐变大。当CO2／CO大于7时，认为绝缘可能老化，也可能是大面积低温过热故障引起的非正常老化,据此初步判断有绝缘老化的可能性。d、油中糠醛含量测量。

变压器油中的糠醛含量随运行时间的增加而增加，但不同变压器除了制造上的固有差异外，还因运行中环境温度、负载率等不同，造成在相同运行时间内糠醛含量的分散性；另外变压器油纸比例不同，测试结果用单位体积油中糠醛的毫克量表示，使相同老化状况的不同设备的测试结果出现不同；变压器油处理也是影响糠醛含量的重要因素。变压器油中按 糠醛含量数据进行比较，可判断变压器存在绝缘老化。e、测量绝缘纸的聚合度。

测量变压器绝缘纸的聚合度(指绝缘纸分子包含纤维素分子的数目)是确定变压器老化程度的一种比较可靠的手段。纸聚合度的大小直接反映了纸的老化程度，新的油侵纸(板)的聚合度值约为1000，当受到温度、水分、氧化等作用后，纤维素降解(是指绝缘材料裂解产生杂质，使绝缘老化)，大分子发生断裂，使纤维素长度缩短，也即D-葡萄糖的单体个数减少至数百，而纸的聚合度正是代表了纤维素分子中D-葡萄糖的单体个数。根据资料介绍和国内老旧变压器的测试情 况，认为聚合度下降到250左右时，绝缘纸的机械强度就已经下降到50％以上。运行中的变压器绝缘纸的机械强度，由于对试样尺寸要求较高，不如测聚合度取样容易。实际上，变压器绝缘纸老化的后果除致使其电气强度有所下降外，更主要的是机械强度的丧失，在机械力的冲击下，就可能造成损坏而导致电气击穿等严重后果。因此，当聚合度值下降至250后，并不意味着会立即发生绝缘事故，所以《规程》提出，当聚合度小于250时，应引起注意。但从提高设备 运行可靠性角度考虑，应避免短路冲击、严重的震荡等因素，同时应着手安排备品，便于将绝缘已严重老化的变压器能较早地退出运行。应当指出，虽然聚合度是最能表征绝缘老化的指标，是非常准确、可靠、有效的判据。但是，这项试验要求变压器停运、吊罩以取得纸样，这对正在运行的变压器无法进行这项测试，这种应用受到较大的限制。综上所述，变压器运行后，经过长期的热效应积累，绕组绝缘受热膨胀，致使原本统包绝缘窄油道变得更窄，冷却油流速慢，不能充分带走绕组的热量。绕组绝缘纸受热后逐渐老化，析出各种有机气体和糠醛，经论证，变压器存在非正常绝缘老化现象。变压器油中溶解气体分析对监测变压器各种故障有着重要的作用；同时，油中糠醛含量及绝缘纸聚合度测试是对变压器老化诊断的重要手段。1996年到2007年，每年对变压器进行油中气体含量的测试和糠醛试验，有效地监视了变压器运行状态和主绝缘老化程度。在色谱试验和糠醛试验跟踪十年后，为保证电力设备的顺利进行，该变压器退出运行，更换了一台新变压器，从而彻底消除了设备隐患，确保了电网发供电的安全生产。

6、总结：

变压器的绝缘故障是变压器的主要故障之一，直接影响变压器的寿命，必须从多方面人手，及早的给予预防，才能延长变压器的实际寿命，减少电力系统的经济损失。