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随着我国多条特高压线路的投运,电网规模越来越大,结构也更加复杂,对电网的安全运行要求也越来越高。大型电力变压器的安全可靠运行对整个电网安全起着至关重要的作用,绝缘油作为变压器的主要绝缘介质,其绝缘性能的好坏直接影响变压器的安全运行。目前对静止状态下变压器油的击穿特性和机理有着大量的研究,然而,在实际运行的变压器中,变压器油总是处于流动而非静止,此时,经典的“小桥理论”将无法解释液体绝缘介质在流动状态下的放电过程、机理和特性。深入研究流动状态下变压器油悬移气泡和金属微粒局部放电特性和机理具有重要意义。 本文针对实际变压器的故障类型,主要研究油中悬移气泡和金属微粒两种主要缺陷,首先设计了变压器油局部放电多功能实验平台。进行了油中悬移金属微粒和气泡击穿实验,研究了悬移杂质对变压器油击穿性能的影响;利用超高频法测量局部放电信号,通过选取局部放电的平均幅值和放电次数作为特征量表征局部放电强度。分别探究了气泡含量、油流速、温度三个因素对油中悬移气泡和金属微粒局部放电强度的影响。 经过大量重复实验,结果表明:杂质含量、油流速与温度都会影响局部放电的剧烈程度和击穿电压的幅值。悬移气泡和金属微粒含量越多,变压器油击穿电压越低,局部放电信号的平均放电幅值越高,放电次数越多,局部放电越强烈;变压器油流速越快,变压器油的击穿电压越高,局部放电信号的平均放电幅值越低,放电次数越多,局部放电越弱,流速与工程纯油的绝缘能力呈正相关;随着温度的升高,击穿电压升高,悬移气泡下局部放电幅值和次数先降低后升高,悬移金属微粒下局部放电幅值和次数先降低后趋于平稳。与悬移气泡相比,悬移金属微粒局部放电的起始放电电压低、放电幅值大、放电次数多,当两种缺陷同时存在时,悬移金属微粒对变压器绝缘的影响更大。