（高电压与绝缘技术专业论文）变压器绝缘老化检测试验与寿命评估方法研究.pdf

i翰iihhi，ll了iizii19ihi9i116ii s t u d i e so nm e t h o d o l o g yo fi n s u l a t i o ns t a t u s m e a s u r e m e n ta n dl i f ea s s e s s m e n to fp o w e r t r a n s f o r m e r s d i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt o s h a n d o n gu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t f o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g b y m ay u a n d i s s e r t a t i o ns u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rl iq i n g m i n a p r i l2 0 10 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导 下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容 外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科 研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：墨瘟么 日期：2 2 应：丝：丛 关于学位论文使用授权的声明 本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的 印刷件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学 可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学 位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：多壶导师签名：座叁& 日期：2 止。么仫 由 , 1 1 i 山东大学硕士学位论文 目录 中文摘要i 英文摘要i i i 主要符号说明 第一章绪论1 1 1 变压器老化寿命评估的意义1 1 2 变压器绝缘老化机理的研究2 1 2 1 固体绝缘结构及其老化机理3 1 2 2 液体绝缘老化特性7 1 3 变压器绝缘老化寿命评估模型的研究现状9 1 4 变压器绝缘寿命评估的研究现状1 1 1 4 1 液体绝缘的化学及电气检测方法1 1 1 4 2 固体绝缘检测方法1 3 1 5 本文主要研究内容16 第二章绝缘纸聚合度检测试验研究与变压器寿命分析18 2 1 绝缘纸老化主要因素分析l8 2 2 基于聚合度评估的数学模型1 9 2 3 绝缘纸聚合度的测定方法研究2 l 2 3 1d p 值测定原理2 l 2 3 2d p 值测定实验方法2 2 2 4 基于聚合度的变压器寿命分布研究2 3 2 5 研究的深入方向2 6 2 6 小结2 7 第三章基于油中糠醛含量的寿命评估建模及试验研究2 9 3 1 糠醛的生成机理及其性质2 9 3 2 基于糠醛含量评估寿命模型的建立3 0 山东大学硕士学位论文 3 3 高性能液相色谱分析法的研究一3 3 3 3 1 油中糠醛含量的检测原理3 3 3 3 2h p l c 实验分析方法3 3 3 4 基于油中糠醛含量的变压器寿命分布研究3 5 3 5 研究的深入方向3 8 3 6 ，j 、结4 0 第四章极化去极化电流模型优化及变压器寿命分布研究4 1 4 1 极化去极化电流产生机理及模型优化4 1 4 2p d c 测量方法的研究4 6 4 3p d c 等效电气建模与介损计算5 0 4 4 基于p d c 的变压器寿命分布研究5 6 4 5 小结5 8 第五章变压器绝缘老化寿命综合评估的方法研究6 0 5 1 油中糠醛含量与绝缘纸聚合度相关性分布研究6 0 5 2 变压器绝缘老化寿命的综合评估方法6 2 5 3 小结6 7 第六章结论6 8 参考文献7 0 致谢8 0 攻读硕士学位期间发表学术论文81 2 a a e c 1 2m e c h a n i s m sa n a l y s i so f t r a n s f o r m e ri n s u l a t i o n a g i n g 2 1 2 1c o n f i g u r a t i o na n da g i n gm e c h a n i s m so fs o l i di n s u l a t i o n 3 1 2 2c h a r a c t e r i s t i c so fl i q u i di n s u l a t i o na g i n g 7 1 3l i f ea s s e s s m e n tm o d e l so ft r a n s f o r m e ri n s u l a t i o na g i n g 9 1 4s t a t u sq u oo fl i f ea s s e s s m e n tf o rt r a n s f o r m e ri n s u l a t i o n 11 1 4 1c h e m i c a la n de l e c t r i c a lm e a s u r i n gm e t h o d so fl i q u i d i n s u l a t i o n 1l 1 4 2m e a s u r i n gm e t h o d so fs o l i di n s u l a t i o n 13 1 ! ；m a i nr e s e a r c h 16 c h a p t e r 2e x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho fd pf o rs o l i di n s u l a t i o na n dl i f e t i m e a n a l y s i sf o rt r a n s f o r m e r s 18 0 2 1m a i nf a c t o ra n a l y s i so fs o l i di n s u l a t i o nd e g r a d a t i o n 18 2 2m a t h e m a t i c a lm o d e l so fl i f ea s s e s s m e n tb a s e do nd p l9 2 3m e t h o d o l o g yo fd pm e a s u r e m e n tf o rs o l i di n s u l a t i o n 21 ：! 3 1p r i n c i p l eo fd pm e a s u r e m e n t 2 1 2 3 2e x p e r i m e n t a lm e t h o d so fd pm e a s u r e m e n t 2 2 2 4l i f e t i m ed i s t r i b u t i o no ft r a n s f o r m e r sb a s e do nd p 2 3 2 5f u r t h e rr e s e a r c ho r i e n t a t i o n 2 6 ：! 6c h a p t e rc o n c l u s i o n 2 7 山东大学硕士学位论文 c h a p t e r3m o d e l i n ga n de x p e r i m e n tr e s e a r c ho fl i f ea s s e s s m e n tb a s e d o nf u r f u r a lc o n c e n t r a t i o 2 9 3 1m e c h a n i s m sa n dc h a r a c t e r i s t i c so ff u r f u r a le n g e n d e r i n g 2 9 3 2m o d e l i n go fl i f ea s s e s s m e n tb a s e do nf u r f u r a lc o n c e n t r a t i o n 3 0 ：；3r e s e a r c ho nm e t h o d o l o g yo fh p l c 3 3 3 3 1p r i n c i p l eo ff u r f u r a lc o n c e n t r a t i o nm e a s u r e m e n t 3 3 ：；3 2 e x p e r i m e n t a lm e t h o d so f h p l c 3 3 3 4l i f e t i m ed i s t r i b u t i o no ft r a n s f o r m e r sb a s e do nf u r f u r a l c o n c e n t r a t i o n 3 5 3 5f u r t h e rr e s e a r c ho r i e n t a t i o n 3 8 _ i 3 6c h a p t e rc o n c l u s i o n 4 0 c h a p t e r4o p t i m i z a t i o n o fp d cm o d e la n da n a l y s i so fl i f e t i m e d i s t r i b u t i o n 4 1 4 1m e c h a n i s m sa n dm o d e lo p t i m i z a t i o no fp d c e n g e n d e r i n g 4 1 4 2m e t h o d o l o g yo fp d cm e a s u r e m e n t 4 6 4 3m o d e l i n go fp d ce q u i v a l e n tc i r c u i ta n dc o m p u t a t i o no fd i e l e c t r i c l o s s ! ；( ) 4 4l i f e t i m ed i s t r i b u t i o no ft r a n s f o r m e r sb a s e do np d c 5 6 4 5c h a p t e rc o n c l u s i o n 5 8 c h a p t e r5r e s e a r c ho nc o m p r e h e n s i v em e t h o d o l o g yo fl i f ea s s e s s m e n t f b rt r a n s f o r m e r s 6 0 5 1c o r r e l a t i o nd i s t r i b u t i o nb e t w e e nf u r f u r a lc o n c e n t r a t i o na n d a r m a t u r ep a p e r sd p 6 0 5 2c o m p r e h e n s i v em e t h o do fl i f ea s s e s s m e n tf o rt r a n s f o r m e r s 6 2 5 3c h a p t e rc o n c l u s i o n 6 7 c h a p t e r6c o n c l u s i o n 6 8 r e f e r e n c e s 7 0 a c k n o w l e d g m e n t s 8 0 4 簟 p u b l i s h e dp a p e r s 8l 5 山东大学硕士学位论文 摘要 变压器作为输变电技术中最为关键与昂贵的电力设备，其安全可靠性 对于整个电力系统的稳定运行至关重要。但在不同负荷和实际运行条件 下，电力变压器的绝缘会出现各种老化现象，导致其实际寿命并不等于铭 牌寿命。研究变压器绝缘老化的监测与分析方法，以准确评估变压器的运 行寿命，对发展电力设备的状态维修策略以及保证电力系统的安全、可靠 与稳定运行，具有非常重要的应用价值和现实意义。 本文详细分析了变压器固体绝缘和油老化的主要机理，结合绝缘纸聚 合度测定、油中糠醛浓度分析和极化去极化电流分析等技术，提出对变压 器运行寿命进行综合评估的分析方法。 通过分析纤维素分解的物理过程与作用机制，建立了基于固体绝缘聚 合度评估变压器寿命的数学模型；通过分析纤维素分解生成糠醛溶于油的 物理化学过程，建立糠醛生成量与聚合度值之间的函数关系，获得了应用 油中糠醛浓度评估变压器运行寿命的分析方法。分别采用粘度法和高性能 液相色谱分析法来测定固体绝缘聚合度和油中糠醛浓度，开展了大量的变 压器绝缘检测试验研究，对试验中的技术细节问题提出了解决方案，并验 证了所建分析模型的有效性。 基于电介质极化理论，对极化去极化电流分析法中的公式进行了重新 推导与修正，提出将电介质极化产生的瞬时位移极化电流作为重要的组成 部分，从而使极化去极化电流的数学描述公式更全面地反映电介质极化的 物理过程。开展了大量的极化去极化电流测量试验，分析了极化去极化电 流曲线受温度及含水量等影响的变化规律。采用电介质响应函数来表征电 介质的极化，将时域的极化过程变换到频域去计算；同时，采用最小二乘 法对变压器主绝缘的等效模型参数进行计算，实现了以等效电路模型对极 化去极化电流曲线的数值模拟，并用此模型计算了变压器绝缘的介质损耗 因数。 针对不同负荷运行条件下的主变聚合度、油中糠醛浓度和极化去极化 山东大学硕士学位论文 电流数据，采用相关性分析、方差分析、非参数假设验证等数理统计分析 方法，获得变压器绝缘纸聚合度、油中糠醛浓度和固体绝缘直流电导率随 运行年限变化的一般数值规律，以及各自随负荷变化的区域分布特性，并 通过数学分析得到了绝缘纸聚合度与油中糠醛浓度之间的线性关系及其 区域分布规律。综合上述几种变压器寿命评估方法之间的数量关系和应用 特性，建立了变压器绝缘老化寿命的综合评估决策树，可提高寿命预测的 准确性，并提出将寿命评估与故障率分析相结合以保证变压器运行可靠性 的新观点。 关键词：电力变压器；寿命评估；聚合度；糠醛浓度；极化去极化电流 勘 ， 触 ； ： ! ： j ： 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t a st h em o s ti m p o r t a n ta n de x p e n s i v ef a c i l i t yi np o w e rt r a n s m i s s i o na n d d i s t r i b u t i o ns y s t e m s ，p o w e rt r a n s f o r m e r so p e r a t i o n a lc o n d i t i o n sr e n d e r t r e m e n d o u ss i g n i f i c a n c ef o rr e l i a b i l i t ya n ds t a b i l i t yo ft h ep o w e rg r i d s h o w e v e r ，u n d e rc o m p l i c a t e dl o a d i n ga n do p e r a t i n gc o n d i t i o n s ，t h ea c t u a l l i f ee x p e c t a n c yo fap o w e rt r a n s f o r m e ri sn o te q u a lt ot h er a t e dl o n g e v i t y s h o w ni nt h en a m e p l a t ed u et oi n s u l a t i o na g i n go fm u l t i p l em e c h a n i s m s h e n c e ，e x t e n s i v ei n v e s t i g a t i o no nt h em o n i t o r i n g a n da n a l y z i n gt e c h n o l o g y a st oa c c u r a t e l ye v a l u a t el i f ee x p e c t a n c yo ft h ep o w e rt r a n s f o r m e r s ，w i l l p r e s e n tu n i q u ei m p o r t a n c ei nd e v e l o p i n gc o n d i t i o n - o r i e n t e dm a i n t e n a n c e s t r a t e g yf o rp o w e re q u i p m e n t sa sw e l la sg u a r a n t e e i n gs e c u r e ，r e l i a b l ea n d s t a b l eo p e r a t i o no ft h ep o w e rs y s t e m s w i t hd e t a i l e da n a l y s i so nt h ep h y s i c a ld e g r a d a t i o nm e c h a n i s m so fb o t h s o l i di n s u l a t i o na n do i l ，a ni n t e g r a t e da n a l y z i n ga n de v a l u a t i n gs c h e m eh a s b e e np r 。p 。s e db yc 。m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i 。n 。ft h r e ee f 佗c t i v em e t h 。d 。1 。g i e s b a s e do nm e a s u r e m e n to ft h ed e g r e eo fp o l y m e r i z a t i o n ，t h ef u r f u r a l c o n c e n t r a t i o na n a l y s i sa sw e l la st h ep o l a r i z a t i o na n dd e p o l a r i z a t i o nc u r r e n t a n a l y s i s b a s e do ne l u c i d a t i o no ft h ep h y s i c a lp r o c e s so fc e l l u l o s ed e c o m p o s i n g ， f u r f u r a lp r o d u c i n ga n dd i s s o l v i n gi no i l ，m a t h e m a t i c a lm o d e l st oa s s e s st h e r e m n a n tl i f e t i m eo fa p o w e rt r a n s f o r m e rw e r ee s t a b l i s h e dr e s p e c t i v e l yt h r o u g h s o l i di n s u l a t i o nd e g r e eo fp o l y m e r i z a t i o na n df u r f u r a lc o n c e n t r a t i o ni no i l a l o to fs i t et e s t sw e r ec a r r i e do u tw i t hv i s c o s i m e t r yf o rt h ed e g r e eo f p o l y m e r i z a t i o nm e a s u r e m e n ta n dh i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p hf o r t h ef u r f u r a lc o n c e n t r a t i o na n a l y s i s ，a n ds o m ec o n c r e t em e a s u r e sw e r e p r e s e n t e df o rt e s ti m p r o v e m e n t s a l s o ，t h ee f f e c t i v e n e s so fa b o v ep r o p o s e d m a t h e m a t i c a lm o d e l sw e r ei np a r tv e r i f i e db yt h et e s tr e s u l t s w i t hr e f e r e n c et ot h ed i e l e c t r i c p o l a r i z a t i o nt h e o r y ，t h ep r e v a i l i n g 山东大学硕士学位论文 p o l a r i z a t i o n a n d d e p o l a r i z a t i o n c u r r e n tf o r m u l a ew e r er e - d e d u c e dw i t h a m e n d m e n tb y i n t r o d u c i n g t h et r a n s i e n t d i s p l a c e m e n tp o l a r i z i n g c u r r e n t c o m p o n e n t ，w h i c hg a v eam o r er e a s o n a b l ed e s c r i p t i o no ft h ep h y s i c a ln a t u r e o fd i e l e c t r i cp o l a r i z a t i o n e x p e r i m e n t sw e r ed o n et om e a s u r et h ep o l a r i z a t i o n a n dd e p o l a r i z a t i o nc u r r e n t ，a n dt h ei m p a c tf r o mt e m p e r a t u r ea n dm o i s t u r e c h a n g e so nt h ep o l a r i z a t i o na n dd e p o l a r i z a t i o n c u r r e n tc u r v ew e r ea l s o a c c o u n t e df o r b yd i e l e c t r i cr e s p o n s ef u n c t i o n ，t h ep o l a r i z a t i o np r o c e s si n t i m ed o m a i nw a st r a n s f o r m e di n t of r e q u e n c yd o m a i n ，a n da ne q u i v a l e n t c i r c u i tw a se s t a b l i s h e dt os i m u l a t et h ep r o p e r t i e so ft h et r a n s f o r m e r sm a i n i n s u l a t i o ns y s t e m ，w i t ht h ec i r c u i tp a r a m e t e r sb e i n gc a l c u l a t e db ym e a n so f l e a s t s q u a r e m e t h o d w i t ht h i s e q u i v a l e n tc i r c u i t ，t h ep o l a r i z a t i o n a n d d e p o l a r i z a t i o n c u r r e n tc u r v ec o u l db es i m u l a t e d ，w h i l et h ed i e l e c t r i c d i s s i p a t i o nf a c t o ro f t r a n s f o r m e r s i n s u l a t i o ns y s t e mw a sa l s oc o m p u t e d w i t hr e g a r d st ot h eo b t a i n e dd a t a o ft h ed e g r e eo fp o l y m e r i z a t i o n ，t h e f u r f u r a lc o n c e n t r a t i o na sw e l la st h ep o l a r i z a t i o na n dd e p o l a r i z a t i o nc u r r e n t u n d e rd i f f e r e n tl o a d i n ga n do p e r a t i n gc o n d i t i o n s ，s t a t i s t i c a lm e t h o d si n c l u d i n g c o r r e l a t i o n a n a l y s i s ，v a r i a n c ea n a l y s i s a n dn o np a r a m e t r i c h y p o t h e s i s v e r i f i c a t i o nw e r eu t i l i z e da st oo b t a i nt h ec h a n g i n gb e h a v i o r so ft h es o l i d i n s u l a t i o nd e g r e eo fp o l y m e r i z a t i o n ，t h ef u r f u r a lc o n c e n t r a t i o ni no i la n dt h e s o l i di n s u l a t i o nd cc o n d u c t a n c ev e r s u st h ey e a r si n s e r v i c e ，a sw e l la st h e i r r e g i o n a l d i s t r i b u t i o nf e a t u r eu n d e rd i f f e r e n tl o a d s i na d d i t i o n ，t h e m a t h e m a t i c a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h es o l i di n s u l a t i o n d e g r e e o f p o l y m e r i z a t i o na n dt h ef u r f u r a lc o n c e n t r a t i o ni nt h eo i lw a sa l s od e r i v e d w i t h i n t e g r a t i o n o ft h ea b o v es e v e r a lm e t h o d sf o rt r a n s f o r m e rl i f e p r e d i c t i o n ，a sw e l la st h e i rm a t h e m a t i c a lr e l a t i o n s h i pa n da p p l i e dp e r f o r m a n c e ， ac o m p r e h e n s i v ed e c i s i o nt r e ew a sd e v e l o p e dt oe v a l u a t et h el i f ee x p e c t a n c y o ft r a n s f o r m e r s i n s u l a t i o ns y s t e m ，w h i c hc o u l de f f e c t i v e l y i m p r o v e t h e v e r a c i t yo ft h ep r e d i c t i o n s a l s o ，an o v e lc o m b i n e ds c h e m eb a s e do nb o t h l i f e t i m ep r e d i c t i o na n df a i l u r er a t ea n a l y s i sw a sa l s oa d v i s e df o rp r a c t i c a l a p p l i c a t i o n s s oa st o g u a r a n t e eo p e r a t i o n a lr e l i a b i l i t y o ft h e p o w e r i v ；i。，-叩；，； 山东大学硕士学位论文 t r a n s f o r m e r s k e yw o r d s ：p o w e rt r a n s f o r m e r ；l i f ea s s e s s m e n t ；d e g r e eo fp o l y m e r i z a t i o n ； f u r f u r a lc o n c e n t r a t i o n ；p o l a r i z a t i o na n dd e p o l a r i z a t i o nc u r r e n t v 山东大学硕士学位论文 主要符号说明 d p ：聚合度 h p l c ：高性能液相色谱分析 p d c ：极化去极化电流 d g a ：溶解气体分析 t a n d ：介质损耗系数 珂：绝缘特征寿命 c k ：油中糠醛浓度 e ( t ) ：时域下的电场强度 d ( ，) ：时域下的电位移矢量 尸( ，) ：时域下的极化强度 6 0 ：介质直流电导率 o ：真空介电常数 g r ：介质相对介电常数 以，) ：时域下的介质响应函数 ( ，) ：时域下的电流密度 p ，( ，) ：时域下的松弛极化强度 p 。( ，) - 时域下的瞬时位移极化强度 e 。：电介质的光频相对介电常数 i p ( t ) 、f d ( ，) ：极化、去极化电流 ，。：充电时间极化时间 仉、：直流充电电压 6 。i l 、巧p a p e r ：油、纸的直流电导率 e o i l 、s p a p e r ：油、纸的相对介电常数 z ( ) ：频域下的介质极化特征函数 t ( ) ：有效相对介电常数 c ( ) ：频域下的复合电容 c ( ) 、c ”( ) ：频域下介质复合电容实部、虚部 v l 山 1 1 变压器老化寿命评估的意义 近年来由于经济的快速增长，我国的电力需求也在迅速增长，2 0 0 4 年至2 0 0 9 年全社会用电量的增长率始终保持在l5 左右。由于社会需 求的不断增加，我国电力工业也保持着飞快的发展速度。据国家统计 局报告显示，2 0 0 9 年我国发电量总计3 6 5 0 6 亿千瓦时，较上年增长7 o ； 其中去年l2 月份发电3 4 9 8 亿千瓦时，较上年同期增长2 5 9 。随着电力 工业的发展，对电力系统的安全运行和供电可靠性提出了更高的要求。 电力变压器是电力系统最重要的设备，它的运行状况直接关系到 系统的安全运行；它是电网中能量转换、传输的核心，在电力系统中 处于极其重要的地位。然而国内的变压器损坏事故却屡有发生，如2 0 0 5 年度国家电网公司系统的1 10 k v 及以上电压等级变压器共发生损坏事 故18 台次、事故容量为18 8 4 12 m v a l l l 。单以电力变压器本身价格计算， 进口的2 5 0 m v a 5 0 0 k v 变压器平均约为l3 3 万美元台，国产同规格的也 达到l0 0 0 万元台左右1 2 。如果一台大型电力变压器在系统中运行时发 生事故，可能会导致大面积停电，其检修期一般也需要半年左右【3 】。 因此，由于电力变压器自身的昂贵造价以及其在电力系统中的重要地 位，其发生事故所带来的直接间接损失将是非常巨大的。根据国内外 的运行经验，电压等级越高、容量越大，电力变压器的故障率一般也 就越高，并且修复时间也就越长。所以，保证变压器的安全运行，对 电力系统具有非常重大的意义。 目前使用最广泛的电力变压器分为油浸式变压器和干式树脂变压 器两种，其中油浸式变压器占电力系统中运行的变压器大多数。电力 变压器的绝缘系统的安全可靠，是变压器正常工作和运行的基本条件， 绝缘材料的寿命对变压器的使用寿命起决定作用。大量资料表明 4 - 6 j ， 山东大学硕士学位论文 大多变压器故障都是由于其绝缘性能劣化而引起的。变压器绝缘老化 将导致变压器承受线路短路电流、过电压的能力下降，极易在线路遭 受雷击等因素触发下发生内部放电，甚至造成绝缘击穿而发生故障， 从而影响变压器的j 下常运行。据统计，由于各种类型的绝缘故障造成 的事故约占全部变压器事故的8 5 以上。目前，我国电网中运行的部 分变压器已接近或超过3 0 年，其绝缘寿命己进入晚期，有的运转情况 良好，有的已出现过很多事故。因此，如果能在电力变压器的运行过 程中通过必要的监测和试验手段有效地确定其所处的绝缘寿命阶段， 则可以在保证运行可靠性的前提下最大限度的利用其使用寿命，不仅 能保证电力系统的安全稳定运行，同时还能节省开支。 总而言之，研究变压器油纸绝缘老化，对其进行状态评估及剩余 寿命预测是电力研究领域中的重要内容，它将成为进行合理运行维护 的科学依据，是电力系统运行安全可靠性的重要保障，具有重要现实 意义和学术价值。 1 2 变压器绝缘老化机理的研究 变压器的绝缘分为内绝缘和外绝缘：外绝缘指油箱以外的空气绝 缘，内绝缘则包括套管绝缘、绕组绝缘、引线及分接线开关绝缘。内 绝缘从结构上又分为纵绝缘和主绝缘。纵绝缘是指同一绕组的不同匝 间、层间、段间、引线间、分接开关各部分间的绝缘，其主要绝缘材 料为导线上的纸包带，匝间、段间的垫块及油道等。主绝缘则使用一 种油纸屏障结构，由作为覆盖层缠在导线上的绝缘纸带、油道以及放 在导体和接地体间油道中的绝缘纸板所构成。可见变压器中主要绝缘 材料为油和纸，它们在长时间运行中由于受到电场、水分、温度、机 械力等因素的作用会逐渐劣化，最后引起故障并导致变压器寿命的终 结。 由于变压器在运行中其内绝缘受电、热、氧、湿度、振动等多因 素的影响，其老化机理非常复杂，因此充分了解油纸绝缘的降解模式 及老化相关信息，对变压器的寿命评估及预测具有重大意义。 2 1 2 1 固 绝缘纸 绝缘属于纤维素绝缘材料，它是由大约9 0 的q 纤维素，10 的半纤 维素及极少量的木质素等构成【7 1 。0 t 纤维素是由约2 0 0 0 个葡萄糖单体 ( c 6 h i 0 0 6 ) 组成的长链状高聚物，其中约有7 0 的结晶部分和3 0 的无定型部分。半纤维素是葡萄糖单体少于2 0 0 的聚合物( 戊聚糖) ， 它是由一系列通过氢键与纤维素纤维相结合的多糖构成，这种成分的 少量存在会对机械强度有不利影响【8 1 。木质素是一种复杂的酚类聚合 物，分子量约为110 0 0 左右，由肉桂醇立体聚合而成，其具体结构因 来源不同而各异。绝缘纸的主要成分a 纤维素化学表达式为 ( c 6 h l0 0 5 ) 。，式中n 为聚合度1