关于固体绝缘材料热老化电气特性的分析

陈井玉

（河北太乙机电安装工程有限公司，河北 石家庄 050000）

由于绝缘纸大多天然纤维为生产原料，在高温环境下绝缘纸高分子链容易发生裂变，降低绝缘材料自身的硬度和聚合度，从而加快变压器的绝缘老化速度，缩短变压器的使用寿命。为有效提升变压器中绝缘纸的耐高温性能，可通过对固体绝缘材料热老化电气特性的研究，对其使用性能进行不断的改良和优化。

1 固体绝缘材料热老化电气特性的测试

击穿场强是表征绝缘材料自身耐电强度的标准电气参数，在对变压器中绝缘材料热老化特性进行测试的过程中，由于绝缘材料自身介电常数的改变会对绝缘电场的分布造成较大的影响，还会进一步导致高低压绕组对匝间电容与对地电容两者出现不同程度的变化，从而对绕组波的过程产生不利的影响效果。这种情况下，就油浸式变压器绝缘纸的热老化电气特性而言，为有效提高变压器固体绝缘材料的耐高温性能，需对变压器固体绝缘材料的介质损耗提高重视，一旦绝缘材料出现较大的介质损耗，则很容易导致变压器局部出现高温现象，严重时会击穿材料，影响变压器的使用寿命。对此，想要进一步明确固体绝缘材料热老化电气特性，可通过对材料热老化之前和热老化之后相关介质损耗、介电常数以及击穿场强等一系列参数的对比进行科学分析。

2 固体绝缘材料热老化电气特性测试结果的分析

2.1 聚碳酸酯测试结果分析

通过对各个热老化阶段聚碳酸酯介质损耗因数以及介电常数与温度变化之间关系的分析来看，热老化之后的聚碳酸酯与热老化之前的聚碳酸酯相比，其介电常数的变化程度相对较小。在温度相对较低的热老化测试范围内，如果增加固体绝缘材料的热老化时间，聚碳酸酯的介电常数会呈现先变小、后变大的现象；如果在温度相对较高的热老化测试范围内，增加固体绝缘材料的热老化时间，则热老化之后的绝缘材料的介电常数与之前相比整体变化不大。此外，在对绝缘材料进行热老化的初期以及没有热老化的时期，绝缘材料的阶段常数通常会随着温度的提升而逐渐出现较大的变化，一段时间之后会逐渐变小。

2.2 聚酯薄膜测试结果分析

利用聚脂薄膜相对介电常数以及介质损耗因数变化情况，对固体绝缘材料的热老化电气特性展开测试时，主要是通过对常温状态下聚脂薄膜相对介电常数基于老化时间的改变，以及在各个热老化时期中聚脂薄膜自身介质损耗因数基于温度变化的分析，以此来对固体绝缘材料的热老化电气特性进行明确。在实际的固体绝缘材料热老化特性测试过程中，为了更好地观察聚脂薄膜的相关测试结果，需将测试温度控制在20～130℃。在室温下聚脂薄膜热老化初期的介电常数，会随着热老化时间的延长而不断变大，并在240h之后达到最大数值，在此之后的热老化时间中，聚脂薄膜的介电常数数值会逐渐变小。

2.3 聚苯硫醚测试结果分析

在测试温度相对较低的情况下，处于热老化初期聚苯硫醚的介电常数会随着热老化时间的延长而不断增大，然而基于进化的老化，会进一步降低聚苯硫醚的介电常数增加幅度；在测试温度相对较高的情况下，聚苯硫醚介电常数会随着温度的变化而逐渐变大，并且斜率的变化规律会呈现出先变大、后变小的趋势。在之后的热老化时期中，聚苯硫醚的介质损耗先是在高温区测试范围内出现最大值逐渐降低的现象，在经过向高温区移动20℃之后，聚苯硫醚自身的介质损耗因数变化逐渐平缓。

3 总结

综上所述，在未进行热老化测试之前，变压器绝缘纸的相对介电常数及介质损耗因数，会随温度的不断上升而逐渐变大，其中聚苯硫醚与聚脂薄膜的相对介质损耗在低温环境下变化不大，在温度超过90℃时聚碳酸酯的相对介电常数与介质损耗因数变化相对较小。而经过热老化之后，聚酯薄膜与聚苯硫醚的相对介电常数以及介质损耗因数与未老化之前相似，聚碳酸酯介质损耗因数所有下降。