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换流变压器是特高压直流输电系统核心大型设备,其安全、可靠性决定着整个输电系统安全、可靠运行。换流变压器的故障隐患主要来源于绝缘材料的劣化,而引起绝缘劣化的主要因素是局部放电。油纸绝缘又是换流变压器内主要的绝缘形式。在运行过程中,油纸绝缘材料长期受电磁环境变化的激化,不可避免地导致局部放电的发生,进而又造成绝缘材料更严重劣化,到一定程度引发击穿事故,严重威胁变压器安全、可靠运行。局部放电对油纸绝缘材料的劣化是一个累积过程,随着特高压直流输电系统电压等级提高,其累积效应会进一步加剧,累积时间会进一步缩短。因此,深入研究局部放电对换流变压器油纸绝缘材料的累积效应,对提高绝缘材料状态监测和故障诊断能力,研究抑制或减缓局部放电对绝缘材料累积损伤的理论与方法,无疑具有重要意义和应用前景。论文主要内容有:(1)模拟换流变压器运行的电场环境,进行了在交直流复合电压下气隙模型局部放电试验,提取了气隙放电发展过程的特征量,研究了特征量的变化规律。(2)通过油纸绝缘气隙模型在交直流复合电压下长时间局部放电试验,利用扫描电镜测量并分析了气隙模型绝缘纸表面的损伤及其发展过程,研究了气隙模型绝缘纸表面形貌和表面粗糙度的变化规律和发展趋势,同时也研究了在交直流复合电压下气隙放电累积效应对绝缘纸微观分子结构变化的差异。(3)利用X射线电子能谱分析技术,分析了交直流复合电压下气隙模型局部放电过程中绝缘纸表面产物的形成过程及其微观成分,研究了表面产物对气隙放电的影响及对绝缘纸的绝缘性能劣化的影响。(4)运用频率介质响应的频率谱法,研究了在交直流复合电压下的气隙放电过程中,绝缘介质介电参数变化规律及其对绝缘性能劣化的影响。(5)采用电声脉冲法,测量了交直流复合电压下气隙放电过程中,绝缘纸内部空间电荷密度,分析了绝缘纸的空间电荷分布规律,研究了电荷变化所引起的空间场强的变化及其对绝缘性能劣化的影响。上述研究工作都是在试验基础上取得数据,采用相关方法、技术和手段进行分析研究,研究成果可为换流变压器绝缘状态评估、故障诊断和维护策略制定等提供试验依据和理论支撑,也能对换流变压器内部绝缘的设计提供了一定启示。