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測試絕緣紙工頻擊穿電壓強度的影響因素有哪些
隨著特高壓輸變電工程的大規(guī)模建設(shè) ，電工絕緣材料的需求呈現(xiàn)階段式增長 ，作為一種優(yōu)良的絕 緣材料——纖維素絕緣紙的性能及其油紙復(fù)合絕緣 體系性能的提升面臨巨大挑戰(zhàn)［1］。此外 ，由于油紙 絕緣體系的復(fù)雜性 ，能否獲得更準確的影響機制和 計算方法 ，以縮短電力裝備的研發(fā)周期并降低成本， 是研究人員長期面臨的重要問題。工頻擊穿強度是 絕緣紙的宏觀電氣性能 ，這與纖維形態(tài)和紙張結(jié)構(gòu) 密切關(guān)聯(lián) ，準確分析絕緣紙工頻擊穿強度的影響因 素 ，并對擊穿強度進行預(yù)測和工藝優(yōu)化研究 ，有助 于提升特高壓變壓器用絕緣紙產(chǎn)品的制造技術(shù)和質(zhì) 量水平。
植物纖維形態(tài)包括纖維長度、纖維寬度、纖維壁 厚和細胞腔直徑等參數(shù)［2］，纖維形態(tài)對絕緣紙的多種 性能影響顯著。黃建文等［3］ 研究針葉木原漿種類對 絕緣紙擊穿性能的影響發(fā)現(xiàn)，不同種類針葉木漿的纖 維形態(tài)不同，相應(yīng)制得的絕緣紙在油中的擊穿強度也 不同。Zhou等［4］ 采用多元統(tǒng)計分析方法研究纖維形 態(tài)各項參數(shù)對直流電場下絕緣紙擊穿強度的影響；結(jié)果表明，纖維長度和細小纖維含量對其擊穿強度影響 顯著。
從絕緣紙的擊穿理論來說，絕緣紙是由纖維相互 交織、層疊而成、具有三維多孔結(jié)構(gòu)的材料，在纖維 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有大量的孔隙；因此，無論以油浸漬還是以 原有狀態(tài)進行擊穿強度實驗，實際上都是對由固體纖 維和液體或氣體等絕緣介質(zhì)組成的混合結(jié)構(gòu)進行的實 驗［5］。因此，在研究絕緣紙擊穿強度性能的影響因素 時 ，必須考慮這種混合結(jié)構(gòu)。紙張結(jié)構(gòu)可以用緊度、 孔隙率、透氣度和孔徑分布等指標進行描述，這些指 標從不同的角度描述紙張結(jié)構(gòu)特性［6］。針對紙張的多 孔結(jié)構(gòu) ，Mohanty等［7- 10］ 通過在薄膜上制造出一個圓 形孔，將其放在絕緣紙上來模擬絕緣紙的孔隙局部放 電，采用模糊邏輯方法、多層前饋網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù) 網(wǎng)絡(luò)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等軟件計算技術(shù)，分別對幾類絕 緣紙的擊穿電壓進行建模，并針對直流和交流電壓條 件提出了不同的預(yù)測模型；結(jié)果表明，建立的預(yù)測模 型能夠較好預(yù)測絕緣紙的擊穿電壓。