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本文是国家自然科学基金“矿用干式变压器Nomex绝缘老化机理研究”（51577123）的主体研究内容之一，是针对Nomex绝缘纸在不同老化阶段下典型局部放电发展规律及机理进行研究。
Nomex绝缘纸作为矿用干式变压器的主要绝缘材料，有着优良的理化特性与电气稳定性。尽管如此，在诸多导致变压器绝缘故障的原因中，由于放电导致的绝缘故障仍占很大比重。另外，变压器绝缘材料在运行过程中长期受到多种老化应力联合作用，逐渐发生劣化，这又进一步加剧了局部放电的产生。由此可见，通过研究典型局部放电谱图及特征参数变化规律，探索反映老化状态的局部放电特征量，对于评估Nomex绝缘纸老化状态，保障矿用干式变压器的安全可靠运行具有重要的现实意义。
基于局部放电特征量的电气诊断技术是目前变压器老化状态评估的热点研究之一，国内外已有大量学者对其展开研究。然而研究矿用干式变压器Nomex绝缘纸老化后典型放电特性变化规律的文献较少。因此本文以矿用干式变压器Nomex绝缘纸为研究对象，对其进行加速湿热老化，并定期采集Nomex绝缘纸中出现的沿面放电与电晕放电信号，结合电场仿真和理论分析方法，研究了Nomex绝缘纸的局部放电机理及老化因素对局部放电特性的影响规律。另外本文结合煤矿井下环境潮湿的特点，研究了不同相对环境湿度下局部放电特征量随老化时间的变化规律。具体研究如下：
建立了加速湿热老化试验平台，选取厚度为0.05mm，直径90mm的Nomex绝缘纸为研究对象，采用可耐高温高压的密闭反应釜作为试样老化的容器，利用电热鼓风干燥箱控制老化温度，考虑矿用干式变压器绝缘系统在运行过程所承受的老化应力及IEC60811标准，确定各种老化参数的数值。对温度为160℃、180℃、200℃，初始水分含量为3%、5%和7%的Nomex绝缘纸进行了不同湿热条件的加速老化试验。
设计了Nomex绝缘纸沿面放电及电晕放电的缺陷模型，并采用传统的脉冲电流法进行了局部放电测试。试验采用不同老化周期的Nomex绝缘纸，通过高频电流传感器采集不同外施电压下的放电脉冲，并经LabVIEW处理后得到Nomex绝缘纸从起始放电到击穿整个放电发展过程中的二维谱图、放电特征量，分析了放电发展过程。研究发现Nomex绝缘纸试样起始放电电压随着老化程度的增加没有明显变化，但放电次数显著增加，可以作为反映绝缘老化状态评估的特征量。
基于静电电容法测量原理，搭建了Nomex绝缘纸的二维表面电位测量平台，测量了不同环境湿度，不同老化周期下Nomex绝缘纸的表面电位分布。利用扫描电子显微镜观察了不同老化周期Nomex绝缘纸的微观结构变化，发现湿热老化后Nomex绝缘纸表面产生较多的物化缺陷，进而分析了绝缘纸老化对局部放电发展规律的影响。
结合煤矿井下环境潮湿的特点，在研究老化状态对Nomex绝缘纸典型放电影响的基础上加入环境湿度因子，搭建了测量不同相对环境湿度局部放电的测试平台，在湿度可调的密封箱中进行了局部放电试验。对同一老化周期的Nomex绝缘纸，只改变相对环境湿度分别为30%、50%及70%，提取了不同环境湿度下的沿面放电、针-板放电的局部放电特征谱图，探明了Nomex绝缘纸两种典型放电在不同环境湿度下的发展规律。试验结果表明：随着相对环境湿度的增高，Nomex绝缘纸起始放电电压降低，平均放电量略有降低，但放电次数显著增加，为矿用干式变压器Nomex绝缘老化机理研究与状态评估提供了一定的理论依据。
Nomex绝缘纸作为矿用干式变压器的主要绝缘材料，有着优良的理化特性与电气稳定性。尽管如此，在诸多导致变压器绝缘故障的原因中，由于放电导致的绝缘故障仍占很大比重。另外，变压器绝缘材料在运行过程中长期受到多种老化应力联合作用，逐渐发生劣化，这又进一步加剧了局部放电的产生。由此可见，通过研究典型局部放电谱图及特征参数变化规律，探索反映老化状态的局部放电特征量，对于评估Nomex绝缘纸老化状态，保障矿用干式变压器的安全可靠运行具有重要的现实意义。
基于局部放电特征量的电气诊断技术是目前变压器老化状态评估的热点研究之一，国内外已有大量学者对其展开研究。然而研究矿用干式变压器Nomex绝缘纸老化后典型放电特性变化规律的文献较少。因此本文以矿用干式变压器Nomex绝缘纸为研究对象，对其进行加速湿热老化，并定期采集Nomex绝缘纸中出现的沿面放电与电晕放电信号，结合电场仿真和理论分析方法，研究了Nomex绝缘纸的局部放电机理及老化因素对局部放电特性的影响规律。另外本文结合煤矿井下环境潮湿的特点，研究了不同相对环境湿度下局部放电特征量随老化时间的变化规律。具体研究如下：
建立了加速湿热老化试验平台，选取厚度为0.05mm，直径90mm的Nomex绝缘纸为研究对象，采用可耐高温高压的密闭反应釜作为试样老化的容器，利用电热鼓风干燥箱控制老化温度，考虑矿用干式变压器绝缘系统在运行过程所承受的老化应力及IEC60811标准，确定各种老化参数的数值。对温度为160℃、180℃、200℃，初始水分含量为3%、5%和7%的Nomex绝缘纸进行了不同湿热条件的加速老化试验。
设计了Nomex绝缘纸沿面放电及电晕放电的缺陷模型，并采用传统的脉冲电流法进行了局部放电测试。试验采用不同老化周期的Nomex绝缘纸，通过高频电流传感器采集不同外施电压下的放电脉冲，并经LabVIEW处理后得到Nomex绝缘纸从起始放电到击穿整个放电发展过程中的二维谱图、放电特征量，分析了放电发展过程。研究发现Nomex绝缘纸试样起始放电电压随着老化程度的增加没有明显变化，但放电次数显著增加，可以作为反映绝缘老化状态评估的特征量。
基于静电电容法测量原理，搭建了Nomex绝缘纸的二维表面电位测量平台，测量了不同环境湿度，不同老化周期下Nomex绝缘纸的表面电位分布。利用扫描电子显微镜观察了不同老化周期Nomex绝缘纸的微观结构变化，发现湿热老化后Nomex绝缘纸表面产生较多的物化缺陷，进而分析了绝缘纸老化对局部放电发展规律的影响。
结合煤矿井下环境潮湿的特点，在研究老化状态对Nomex绝缘纸典型放电影响的基础上加入环境湿度因子，搭建了测量不同相对环境湿度局部放电的测试平台，在湿度可调的密封箱中进行了局部放电试验。对同一老化周期的Nomex绝缘纸，只改变相对环境湿度分别为30%、50%及70%，提取了不同环境湿度下的沿面放电、针-板放电的局部放电特征谱图，探明了Nomex绝缘纸两种典型放电在不同环境湿度下的发展规律。试验结果表明：随着相对环境湿度的增高，Nomex绝缘纸起始放电电压降低，平均放电量略有降低，但放电次数显著增加，为矿用干式变压器Nomex绝缘老化机理研究与状态评估提供了一定的理论依据。