测试绝缘纸工频击穿电压强度的影响因素有哪些

随着特高压输变电工程的大规模建设 ，电工绝缘材料的需求呈现阶段式增长 ，作为一种优良的绝 缘材料——纤维素绝缘纸的性能及其油纸复合绝缘 体系性能的提升面临巨大挑战［1］。此外 ，由于油纸 绝缘体系的复杂性 ，能否获得更准确的影响机制和 计算方法 ，以缩短电力装备的研发周期并降低成本， 是研究人员长期面临的重要问题。工频击穿强度是 绝缘纸的宏观电气性能 ，这与纤维形态和纸张结构 密切关联 ，准确分析绝缘纸工频击穿强度的影响因 素 ，并对击穿强度进行预测和工艺优化研究 ，有助 于提升特高压变压器用绝缘纸产品的制造技术和质 量水平。

植物纤维形态包括纤维长度、纤维宽度、纤维壁 厚和细胞腔直径等参数［2］，纤维形态对绝缘纸的多种 性能影响显著。黄建文等［3］ 研究针叶木原浆种类对 绝缘纸击穿性能的影响发现，不同种类针叶木浆的纤 维形态不同，相应制得的绝缘纸在油中的击穿强度也 不同。Zhou等［4］ 采用多元统计分析方法研究纤维形 态各项参数对直流电场下绝缘纸击穿强度的影响；结果表明，纤维长度和细小纤维含量对其击穿强度影响 显著。

从绝缘纸的击穿理论来说，绝缘纸是由纤维相互 交织、层叠而成、具有三维多孔结构的材料，在纤维 网络内部有大量的孔隙；因此，无论以油浸渍还是以  原有状态进行击穿强度实验，实际上都是对由固体纤  维和液体或气体等绝缘介质组成的混合结构进行的实  验［5］。因此，在研究绝缘纸击穿强度性能的影响因素 时 ，必须考虑这种混合结构。纸张结构可以用紧度、 孔隙率、透气度和孔径分布等指标进行描述，这些指 标从不同的角度描述纸张结构特性［6］。针对纸张的多 孔结构 ，Mohanty等［7- 10］ 通过在薄膜上制造出一个圆 形孔，将其放在绝缘纸上来模拟绝缘纸的孔隙局部放  电，采用模糊逻辑方法、多层前馈网络、径向基函数 网络和人工神经网络等软件计算技术，分别对几类绝 缘纸的击穿电压进行建模，并针对直流和交流电压条  件提出了不同的预测模型；结果表明，建立的预测模 型能够较好预测绝缘纸的击穿电压。