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大型澳门新萄京主绝缘多因子老化过程中介损温谱的研究


大型澳门新萄京主绝缘多因子老化过程中介损温谱的在低温区,极性分子热运动很弱,处于冻结状态,介质损耗和tanS很小,电导损耗与松弛损耗相比可以忽略,而松弛损耗与g(即与成正比,使介质损耗随温度呈指数曲线增大;当温度升高时,分子热运动增加,忽略电导损耗后,在⑴r=ere1附近出现tanS最大值;随着温度继续升高,分子完全获释而松弛时间减小,极性分子的定向能及时升高而减小;在高温区,由于分子热运动加剧反而阻碍偶极分子在电场方向的定向,而且电导电流因电导率随温度指数上升而剧增,相应的介质损耗和tanS随温度的升高而呈指数上升。
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如果电导损耗较大时,tanS的松弛极大值就将不显著,当介质的电导率很大时,tanS的极大值就不出现。
3试验与分析31介质损耗测量本文所使用的定子线棒一部分取自一台运行了16年的水内冷汽轮澳门新萄京,其额定功率为300MW,额定电压为18kV,定子主绝缘采用环氧粉云母F级绝缘,对这些线棒进行了电、热和机械联合三因子加速老化。为了准确地测量线棒的介质损耗角正切值,本试验采用三电极测量系统,以屏蔽表面电流并且均匀测量极的端部电场。
中:Cx和Rx分别为试样电容和电阻;为可控温的加热箱;Q为屏蔽盒;CN为标准电容器,R3和R4为电阻比例臂,用来平衡电容Cx和Cn;电容C4用来平衡试样的损耗角正切。调节R3和C4使电桥处于平衡状态,即指零仪归零。
32试验结果与分析跟上申」场变化使得松弛极化损atanleS随着温度腕因bookmark2大电机主绝缘在0.2Un下的介质损耗主要是由电导损耗、松弛极化损耗和夹层极化损耗引起的,该参量主要反映了环氧-云母绝缘材料本身的特性。
随温度的变化特性,以此来了解绝缘材料随老化时间的变化。
和分别示出了未运行过的备用线棒在0.2Un下介质损耗角正切tanS的温谱图以及运行过的试样线棒在不同老化周期0.2Un下介质损耗角正切tanS的温谱图。由可以看出,对于未运行过的备用线棒来说,介质损耗角正切的峰值非常明显,峰值出现的温度大约在70C到80 C之间,tanS与T的关系曲线完全与相吻合。说明线棒的介质损耗以松弛极化损耗为主。从(a)到(c)中可以看出,几乎每个老化周期测得的tanST曲线也都会出现一个峰值。在联合三因子老化,分析其原因可能是峰所对应的温度已经超出了测量的温度范围,也可能是该峰已经消失。
大型澳门新萄京主绝缘的粘合剂为环氧树脂,属于极性高分子聚合物。在玻璃化转变温度以下,大分子处于牢固结合在一起的僵硬状态,分子热运动很弱,基本处于冻结状态,电导损耗与松弛损耗相比可以忽略,而松弛损耗与成正比,使得介质损耗正切随温度呈指数曲线增加;当温度升高到玻璃化转变温度时,分子热运动增加,松弛时间减小,松弛极化损耗则由于极性分子的定向能及时跟上电场变化而随着温度升高逐渐减小。这就形成了tanST不同老化周期0曲线峰值的1出现。从以上分析可以看出ctffT曲bSh不断地升高k导致nST曲线的峰值也向高温方bookmark3线的峰值与主绝缘的玻璃化转变温度密切相关。由于随着主绝缘的逐渐老化,其玻璃化转变温度也在向移动,也就是说Tm会随着老化时间的加而大。不仅如此,绝缘在老化过程中,环氧粘合剂发生了化学变化,红外光谱分析表明其发生了水解反应14.由于主绝缘中不断有小分子和离子产生,使得电导损耗不断地加,另外,随着发电机主绝缘的老化,绝缘体内分层缺陷的发展,夹层极化损耗也在加,这些都将导致由松驰极化损耗引起的tanS随温度出现的极大值不再明显,甚至消失,这也是tan打曲线的峰越来越趋向于平缓的原因。以上这些因素使得tan时曲线的峰值对应的温度Tm随老化的加剧而逐渐地升高,甚至超出测量范围或是出现曲线无明显峰值的情况。
由以上分析可以看出,大型澳门新萄京主绝缘的介质损耗角正切tanS温谱的峰值所对应的温度Tm反映的主要是绝缘材料的性能,其随老化时间的变化体现了绝缘在多因子老化过程中材料的本征变化,也即绝缘材料在老化过程中的微观变化。在大家的实验中发现,同批线棒中,测得的该参量值分散性小,具有很好的代表性,其随老化时间的变化规律也具有一致性;相比之下,测得的介质损耗角正切值及其量的分散性较大,老化各个阶段的变化规律不明显。另外,通过实验结果和分析可以发现,介质损耗角正切tanS温谱的峰值所对应的温度与动态力学实验中测得的玻璃化转变温度密切相关,且测量过程中对线棒无破坏性,因此可以替代具有破坏性的动态力学实验,以便更好地研究大电机主绝缘在多因子老化过程中材质的变化。老化后期,由于电导损耗和夹层极化损耗的加使得tan打曲线的峰变缓甚至消失,导致该温度无法测得,此时就需要结合其他参量来评估主绝缘的老化状态。
4结论通过研究联合三因子作用下大型澳门新萄京主绝缘的介质损耗角正切tanS温谱随老化时间的变化规律,发现tan T曲线的峰值对应的温度Tm随老化时间的加而逐渐升高,该峰也逐渐趋向于平缓,这是由于绝缘材料发生了老化造成的结果。因此,Tm可以作为反映主绝缘老化的特征参量。
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