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变压器作为电力系统中的重要电气设备,它的安全稳定对整个电网的可靠运行至关重要。油纸绝缘是电力变压器的主要绝缘形式,在长期运行过程中,随着油浸纸板的老化和水分的增加,油纸界面的沿面爬电将更为严重,甚至引发变压器的内部绝缘故障。因此,提高高水分含量和老化油浸纸板的沿面爬电特性,对降低变压器的绝缘故障和提高电力变压器的安全运行具有重要意义。本文利用二氧化钛纳米改性变压器油浸渍绝缘纸板制备纳米油浸纸板,并通过恒湿和老化处理制备出了具有不同水分含量和老化程度的纳米油浸纸板和纯油浸纸板。通过测试不同电极间距工频匀速和恒定电压、以及正、负雷电冲击条件下两类油浸纸界面的沿面爬电特性,研究纳米粒子对油纸沿面爬电特性的改性作用。试验结果表明,纸板中水分含量的增加会显著降低油-纸界面的沿面爬电起始电压、闪络电压,加快沿面爬电的发展速率。纳米粒子则可以显著提高油-纸界面的耐沿面爬电特性,当纸板中水分含量为3.5%时,纳米粒子可以将油-纸界面的沿面爬电起始电压提高至纯油浸纸板的1.25～1.27倍,沿面闪络电压可提高1.11～1.15倍,正冲击条件下沿面闪络电压可提高1.20～1.28倍,截断时间则提高至纯油浸纸板的1.50～1.72倍。纸板的热老化会降低油-纸界面的沿面爬电特性,纳米油浸纸板与纯油浸纸板相比,具有更高的沿面爬电起始电压、闪络电压以及更长的截断时间,纳米粒子可以降低热老化对油纸沿面爬电特性的劣化。在此基础上,通过测量油-纸界面电荷积累和消散特性、热刺激去极化电流(TSDC),分析油浸纸板的表面电荷输运特性和陷阱特性,研究纳米粒子对油-纸界面绝缘特性的改性机理。通过对两类油纸界面电荷积累和消散特性的测试,发现纳米油浸纸板表面电荷的消散速率是纯油浸纸板的近25倍。这与油纸介电常数匹配率有关,纳米油与纸板介电常数的高匹配率不仅有利于均化油-纸界面的电场分布,而且能够降低纸板对表面电荷的吸引力,从而抑制表面电荷的积累。此外,纳米粒子不仅降低了油浸纸板的陷阱能级,而且提高了纸板的陷阱密度,这提高了纳米油浸纸板对电荷的捕获和脱附速率,从而加快了表面电荷的传输速率,进一步降低了油纸界面的电场畸变,提高了油浸纸板的沿面爬电特性。