摘要：随着电力负荷激增和电压水平不断提高,绝缘纸的力学性能和热稳定性面临着严峻挑战.然而,由于缺乏直接的科学理论或模拟指导,传统低效的“试错性”试验难以快速高效地研发新型纤维素复合绝缘纸.针对这一问题,本文提出通过分子动力学模拟,研究纳米氧化锌(nano-ZnO)对纤维素的力学和热学性能的提升效果.首先设计了nano-ZnO/纤维素复合材料模型,然后从微观角度分析了不同nano-ZnO含量的改性纤维素的力学性能和热稳定性,从而确定nano-ZnO和纤维素的最佳配比.结果表明,相比于未改性模型,nano-ZnO改性纤维素模型的力学性能、内聚能密度、玻璃化转变温度和导热系数均有提升,弹性模量最高提升了45.31%,导热系数最高提升了41.49%.因为nano-ZnO的加入能够有效填充纤维网络中的空隙,并增强纤维素链之间的作用力和导热通道,从而提升纤维素的热力学性能.本工作为可快速制备出具有优良热力学性能的改性纤维素绝缘纸提供有价值的理论参考.

摘要：设计了纤维素绝缘纸在脉冲电压下局部放电特性的综合实验。利用扫描电镜、微水测试仪和高阻仪测量了绝缘纸的表面形貌、水分含量、表面及体积电导率等理化性能;参考局部放电测量标准,检测了绝缘纸的放电起始电压、放电干扰、放电次数、放电量等放电特性;对比了脉冲和交流电压下的放电特性,并分析了放电特性与理化性能之间的关联。实验设计基于教师科研成果;实验内容涉及物理、化学、材料和电气等多学科交叉;实验过程涵盖材料处理、模型制作、数据测量及结果对比分析等多环节。同时,采用类比推演的教学方法引导学生由传统实验逐步走向学科前沿。

摘要：为研究冲击负荷对牵引变压器绕组固体绝缘材料机械性能的劣化影响,首先设计了冲击负荷试验平台,在不同温度下进行了冲击热老化试验,然后对试样进行了拉伸强度与聚合度测试,根据试验结果分析了冲击负荷对绝缘纸的机械性能影响,最后提出了冲击负荷下绝缘纸的寿命评估方法。结果表明:牵引负荷对绝缘机械性能的破坏主要体现在牵引负荷频繁冲击带来的极不均匀温升,绝缘纸的拉伸强度和聚合度随周期性热冲击呈现出随冲击时间增加而减小的规律,这与热老化下的规律一致,但冲击热老化下拉伸强度和聚合度的下降速率较热老化慢;在较低冲击老化温度下拉伸强度某段时间出现"诱导"现象,即大于冲击时间较短的拉伸强度,诱导现象的临界温度在90~100℃范围内;在研究温度范围内,考虑周期性冲击对纤维素降解速率的影响,提出了一种冲击负荷下绝缘纸寿命评估方法并建立了拉伸强度与冲击时间的关系,并验证了其有效性,为后续相关研究与工程应用提供了一定基础。

摘要：为明晰空间电荷对油纸绝缘纸板中电场强度的畸变效应、纸板老化状态与空间电荷的作用机制,采用双极性载流子输运模型,对不同老化状态的绝缘纸板中的空间电荷特性进行数值模拟。对于同一老化状态下的绝缘纸板施加直流电压时,纸板中会出现同极性电荷积聚现象,且正极性电荷的分布范围较负极性显著变窄;随着加压时间的增加,纸板中的电场畸变率呈增大趋势。当绝缘纸板老化程度加深时,其陷阱密度和深度均会增加,致使空间电荷在纸板的近电极侧大量积聚,进而削弱纸板和电极边界处的电场强度,加剧纸板内部的场强畸变;且绝缘纸板老化愈严重,空间电荷对电场的畸变作用愈突出,使得绝缘纸板加速老化,容易诱发绝缘击穿故障。研究结果可为变压器油纸绝缘设计提供参考。

摘要：绝缘纸的击穿强度受制备工艺各因素的影响较大,为研究这些因素的主次顺序以及因素间的协同效应,基于正交试验设计方法,结合极差和方差分析,研究打浆度、打浆负荷、定量和干燥方式4种制备条件对击穿强度的影响程度;同时,利用Weibull分布构建绝缘纸失效模型。结果表明:对绝缘纸击穿强度的影响程度由高到低依次为:打浆度、打浆负荷、干燥方式、定量,对油浸绝缘纸击穿强度影响程度由高到低依次为:打浆度、定量、打浆负荷、干燥方式;4种因素对击穿强度的影响存在协同效应。失效模型的尺度参数可用于描述绝缘纸和油浸绝缘纸的击穿强度;绝缘纸击穿强度的分散性小于油浸绝缘纸击穿强度的分散性。

摘要：利用双热流计法设计实验,在同一温度下对不同厚度绝缘纸的热阻进行测量,得到关于单位面积热阻与厚度的关系,通过对实验数据的分析实现接触热阻和体热阻的分离,以求得该温度下绝缘纸的导热系数和接触热阻。由AFM表面微观形貌图对每个热流通道的接触分热阻建立锥截体模型,并选用Hertz弹性模型描述接触表面的弹性形变,再利用高斯分布求得表面凸起的接触概率,即可求得表面接触热阻的大小,实验结果表明,绝缘纸的平均导热系数为0. 069 8W/(m·K),绝缘纸与紫铜间面积接触热阻为0. 002 67m^2K/W,接触热阻的数值计算值为0. 002 45 m^2K/W。绝缘纸与紫铜间面积接触热阻的实验值与数值分析结果的相对偏差为8. 98%。

摘要：介绍了S13-M-500/10型配电变压器发生高、低压绕组绝缘击穿的故障现象,通过现场检查配电变压器的绕组绝缘电阻和直流电阻,结合解体检查结果,分析认为该型号配电变压器存在设计不合理和绝缘纸选用不合理的情况,并提出相应的防范措施。

摘要：换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,而绝缘纸是换流变压器中重要的绝缘与散热材料。由绝缘设计与缺陷导致的绝缘问题占据了换流变压器故障的绝大多数,因此研究换流变压器绝缘纸的电老化特性具有重要意义。根据换流变压器阀侧绕组绝缘承受的电压类型,采用典型的油浸绝缘纸作为模拟换流变压器纸绝缘的试验材料,开展了绝缘纸在交直流复合电压叠加谐波电压下的长时耐压试验,研究了绝缘纸的电老化特性。试验结果表明,谐波电压对绝缘纸的电老化特性影响显著,随着谐波含量的增加,绝缘纸的电老化失效时间减小,且5次谐波对绝缘纸电老化失效时间的影响比3次谐波的影响更大。

摘要：针对单一规格槽绝缘纸的自动化嵌线方法很难将IE4电机的槽绝缘纸完好的嵌入定子的问题,研究了一种使用两种不同规格槽绝缘纸同时嵌线的方法。首先根据电机绕组的分布方式,把电机U、V、W三相的电磁线分别进行排序;其次考虑到三相电磁线相互叠加共槽的有序性,区分层间绝缘纸和槽口绝缘纸;最后通过设计机械模型,表明在高槽满率的情况下采用上述两种方法的相互补充,可以达成自动化嵌线过程中同时嵌入两种绝缘纸的目标,达到减小绝缘纸插入阻力的目的,提升了自动化嵌线过程中定子的成品率,降低了企业生产成本。

摘要：设计了一种采用新绝缘材料的风力发电箱式变压器。