1引言
绝缘纸是电力系统的主要组成部分，它的老化状况对变压器的工作寿命有很大影响。我国自上世纪70年代开始对变压器纸绝缘进行聚合度（DP）的检测，弥补了传统拉伸强度检测方法存在的不足，可以更加精确地评估绝缘纸的老化程度。目前普遍采用粘贴法对绝缘纸的聚合度进行检测，但由于其重复性差等问题，仍然是比较准确、公认度最高、应用最广的一种绝缘纸老化程度评估方法。
2老化试验方法
根据IEEE相关标准中的规定，设计变压器绝缘纸加速油中老化试验。油纸绝缘加速热氧老化试验步骤如图1所示。
图1油纸绝缘加速热氧老化试验步骤
这设备分为老化槽和真空干燥槽两部分，引入氮气以防止外部氧、湿影响。选用22 HCC热改纸和克拉玛依25号环氧烷润滑油，采用DFZ-1B型老化槽。搁架可移除，箱体全玻璃设计方便观察老化情况。根据DL/T984标准，制备不同材质的20*200毫米绝缘纸小段，按比例混入绝缘油和铜片，模拟变压器工作环境。图2为新制备的油纸绝缘样品。
图 2 新制备油纸绝缘样品
通过在老化槽上部空气间隙内注入高纯度氮气，使其与外部氧、湿气隔离，使其能够更好地模拟变压器的实际密封状态。将老化皿置于烘炉内，让箱内的气体释放至133 Pa的负压，并向烘箱内注入1大气压的氮气，以确保老化后的试样能被均匀地加热。
然后，将烤箱温度设置到120℃，然后对油纸绝缘进行加速热氧老化实验，待到一定的时间后，将其放置在30℃下48小时，然后将其取下，测试其油中的氢气、微水含量、纸中的水分含量以及绝缘纸的聚合度，从而获得相关的数据。图3是不同陈化时间（1-50年）的油纸绝缘试样，发现不同陈化时间的试样，其绝缘油的色泽已呈现出显著的差别，且随着老化时间的延长，其色泽也逐渐加深。
图 3 不同老化时间的油纸绝缘样品
3油浸式变压器绝缘纸电气性能的影响因素
3.1打浆工艺对绝缘纸性能的影响
在正常情况下，变压器线圈只受到极少的机械应力，而突然发生短路时，由于其大的短路电流，会引起较大的电磁作用力。这种冲击会对变压器绝缘层造成损伤（如变形、开裂等），从而引发安全事故。因此，在绝缘材料的选用上，在极限条件下，要考虑到机械应力的影响。为了保证电力变压器在额定工作电压下长时间稳定工作，对绝缘纸提出了诸如工频击穿场强、介电损耗角正切等电特性的要求。
由于变压器绝缘纸的使用寿命差异较大，一般为50-1500小时，所以许多学者对其进行了测试，并对其进行了研究。然而，研究发现，在其它因素不变的情况下，纸张的耐电性主要取决于自身的物理强度，而其物理强度又受打浆法的影响，所以，开展打浆法与绝缘纸的击穿力的相关性研究显得尤为重要。
3.2纸张结构对绝缘纸电气性能的影响
纸作为一种各向异性物质，其结构上的差别不仅会引起纸的物性变化，还会引起纸的电学性质的变化。所以，从纸的松紧度、多层复合抄纸、匀度和组分组成等方面来调控绝缘纸的纸张结构，并分析其对电性能的影响，是一项非常有意义的工作。有关调查发现：
第一，随着绝缘纸的松紧程度增大，“小油隙”绝缘的原理使其可以承受较高的交变击穿力；
第二，双层绝缘纸耐压能力比单层绝缘纸高，并且随浆料打浆程度的增大，可承受的交变电压也随之增大。
第三，在0.05%的 PEO添加量下，绝缘纸的均匀度指标达到了最高值，对提高绝缘纸的机械性能、电学性能都是有益的。
第四，随着筛分比的增大和短纤率的提高，绝缘纸的力学强度降低，而 AC击穿场强增大。纤维级分P70/R100与R16相比，其拉伸强度、撕裂度和 AC耐压强度分别为22%、63%和27%。
3.3结论
油浸式变压器绝缘纸的电气性能受多种因素的影响。首先，打浆工艺对绝缘纸性能有显著的影响。通过对国内外绝缘纸的性能比较，发现国外的绝缘纸具有较高的撕裂度和分丝帚化现象。增加打浆程度可以减小绝缘纸的撕裂程度，提高耐张强度，这是因为高打浆态的纤维在干燥时形成不可逆氢键键合，有效屏蔽了高电场下的加速电子和离子的迁移。此外，采用不同的打浆方法和调整打浆压力也能影响绝缘纸的电学和物理性能。
其次，纤维原料的选择也是影响绝缘纸电气性能的重要因素。研究发现，不同类型的纤维对绝缘纸的AC耐压性能有不同的影响。最后，纸张结构对绝缘纸电气性能同样产生影响。松紧程度的增大可以使绝缘纸承受更高的交变击穿力。采用双层绝缘纸比单层更具耐压能力，且随着浆料打浆程度的增大，其可承受的交变电压也相应增大。在添加0.05% PEO的情况下，绝缘纸的均匀度指标达到最高值，有益于提高其机械和电学性能。然而，纤维级分和短纤率的增大会导致绝缘纸的力学强度降低，但AC击穿场强增大。
4结束语
通过对油浸式变压器绝缘纸电气性能影响因素的深入研究，我们对绝缘纸的老化机理和性能优化有了更清晰的认识。首先，打浆工艺对绝缘纸性能产生显著影响，通过不同打浆方法和调整打浆压力，可以调控绝缘纸的电学和物理性能。其次，纤维原料的选择是另一个关键因素，不同类型的纤维对绝缘纸的AC耐压性能有不同的影响。最后，纸张结构的调控同样对绝缘纸的电性能产生影响，例如，松紧程度的增大可以使绝缘纸承受更高的交变击穿力。因此，在绝缘纸的制备和应用中，需要谨慎选择打浆工艺、纤维原料和纸张结构，以达到优化电气性能的目的。
作者简介：李朋波（1988-)，男，汉，陕西咸阳人，工程师，主要从事电力变压器技术研究
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