Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm lên tính chất điện môi của vật liệu composite dùng trong máy biến áp điện lực

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết luận án độc lập lần công bố Việt Nam Hà Nội, ngày 14 tháng 04 năm 2011 Nghiên cứu sinh Nguyễn Hữu Kiên LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận án nghiên cứu sinh vơ biết ơn hướng dẫn, đạo tận tình giúp đỡ PGS.TS Trần Văn Tớp, PGS.TS Nguyễn Đình Thắng mơn Hệ thống điện - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nghiên cứu sinh xin bày tỏ biết ơn tới TS Phạm Hồng Thịnh, KS Đinh Quốc Trí mơn Hệ thống điện - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; PGS Bùi Chương chuyên viên – Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; TS Nguyễn Đức Hoàng, Ths Vũ Thanh Hải - phòng Nghiên cứu Kỹ thuật điện cao áp vật liệu cách điện - Viện Năng lượng, tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để thực luận án Nghiên cứu sinh mong nhận bổ sung, góp ý hồn thiện nội dung từ thầy cô giáo, chuyên gia, bạn bè đồng nghiệp nhằm nâng cao tính khả dụng luận án MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA .Error! Bookmark not defined LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .9 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 10 MỞ ĐẦU 12 Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu luận án .12 1.1 Mục đích nghiên cứu 14 1.2 Đối tượng, phạm vi phương pháp nghiên cứu 14 Lý chọn đề tài 15 2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 15 2.2 Tình hình nghiên cứu nước 16 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án .18 3.1 Ý nghĩa khoa học 18 3.2 Ý nghĩa thực tiễn 19 Mục tiêu luận án 19 Nhiệm vụ nghiên cứu luận án .19 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ VLC VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VLC NỀN NHỰA EPOXY DÙNG TRONG CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP 21 1.1 Các tính chất điện môi vật liệu cách điện 21 1.1.1 Điện dẫn (conduction) 21 1.1.2 Phân cực điện môi (Polarisation) 23 1.1.3 Tổn hao điện môi (Dielectric Loss) 24 1.1.4 Hiện tượng đánh thủng (Breakdown) 24 1.2 Cấu tạo và phân loại điện môi hữu 25 1.3 Nhựa cách điện 27 1.4 Sơn hợp chất cách điện 28 1.5 Vật liệu xơ 30 1.6 Điện môi vô 33 1.7 Cấu tạo tính chất vật liệu composite 34 1.7.1 Cấu tạo tính chất lý hố nhựa epoxy 37 1.7.1.1 Các tính chất lý học 37 1.7.1.2 Cấu tạo hoá học nhựa epoxy 39 1.7.1.3 Cơ chế hình thành đóng rắn nhựa epoxy 40 1.7.2 Cấu tạo tính chất lý hóa sợi thủy tinh – khả liên kết sợi thủy tinh nhựa epoxy 42 1.7.2.1 Chất tăng cường (sợi thuỷ tinh) 42 1.7.2.2 Trạng thái ứng suất bề mặt tiếp xúc sợi/nhựa 49 1.7.2.3 Ứng suất bề mặt tiếp xúc sợi/nhựa 51 1.7.2.4 Khả phủ màng nhựa epoxy 52 1.7.2.5 Ảnh hưởng môi trường làm việc đến VLC epoxy/cốt sợi thuỷ tinh 53 1.8 VLC nhựa epoxy cốt sợi thuỷ tinh sử dụng làm cách điện MBA 55 1.9 Các phương pháp kỹ thuật chế tạo VLC 57 1.10 Kết luận chương 58 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH KHUYẾCH TÁN CỦA NƯỚC VÀO VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN COMPOSITE 60 2.1 Đặt vấn đề 60 2.2 Cơ chế trình khuyếch tán nước vào vật liệu composite 62 2.3 Mơ hình tốn học q trình khuyếch tán nước 63 2.4 Phương pháp thí nghiệm lão hóa tăng tốc (Accelerated Experiment Method) 68 2.5 Phương pháp ngâm tẩm nước 69 2.6 Phương pháp thí nghiệm 70 2.7 Các phương pháp chẩn đốn khơng mang điện ”off-line” 72 2.7.1 Chẩn đoán tham số không điện từ 72 2.7.2 Chẩn đoán dựa trình vận hành 72 2.7.3 Đo điện áp hồi phục (return voltage) 73 2.7.4 Đo điện trở cách điện 73 2.7.5 Đo số phân cực 73 2.7.6 Đo tổn hao điện môi tanδ 73 2.7.7 Đo phóng điện cục (Partial Discharge) 75 2.8 Chẩn đoán hoạt động “on-line” 75 2.8.1 Đo phóng điện cục (PD) “on-line” 76 2.8.2 Thí nghiệm phát cố siêu âm âm 76 2.8.3 Đo phân tích nhiệt độ cách điện hồng ngoại 76 2.9 Phương pháp đo dòng phân cực khử phân cực 77 2.9.1 Sự phân cực điện môi rắn 77 2.9.1.1 Phân cực tác dụng điện trường tĩnh 77 2.9.1.2 Các dạng phân cực 77 2.9.1.3 Sự phân cực lưỡng cực theo thời gian 79 2.9.2 Sự dẫn điện điện môi rắn 81 2.9.3 Quá trình khử phân cực điện môi 83 2.10 Phương pháp đo phổ điện môi 85 2.11 Kết luận chương 86 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH 88 3.1 Đặt vấn đề 88 3.2 Sơ đồ thí nghiệm 89 3.2.1 Sơ đồ đo dòng phân cực khử phân cực 89 3.2.2 Sơ đồ đo phổ điện môi 90 3.3.3 Sơ đồ đo điện trở suất 91 3.3 Thiết bị thí nghiệm đo lường 92 3.4 Kết thực nghiệm phân tích 93 3.4.1 Quá trình chọn gia công mẫu thử 93 3.4.2 Tác động nhiệt độ 95 3.4.3 Tác động độ dày 102 3.5 Nhận xét 104 3.6 Kết đo đạc thực nghiệm 105 3.6.1 Đo điện trở suất 105 3.6.2 Đo đặc tính điện mơi 106 3.6.2.1 Góc tổn hao điện môi (tanδ) 107 3.6.2.2 Hằng số điện môi tương đối ε’ hệ số tổn hao điện môi ε’’ 111 3.6.3 Tác động độ dày 123 3.6.4 Tác động nhiệt độ 130 3.6.4.1 Kết thực nghiệm phân tích 130 3.6.4.2 Nhận xét 138 3.7 Kết luận chương 138 CHƯƠNG : KẾT LUẬN 140 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 144 PHỤ LỤC 1: ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 151 PHỤ LỤC 2: CÁC BIÊN BẢN THÍ NGHIỆM PHỤC VỤ LUẬN ÁN 153 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VLC : vật liệu cách điện composite MBA : máy biến áp điện lực GIS : Gas Insulated Substation - trạm biến áp cách điện khí PD : Partial Discharge – Phóng điện cục FRA : Frequence Response Analysis - Phân tích đáp ứng tần số Breakdown : phóng điện chọc thủng FSDM : Frequence Spectroscopy Dielectric Method - phương pháp phổ điện môi theo miền tần số AEM: Accelerated Experiment Method: phương pháp thí nghiệm lão hóa tăng tốc RVM : Response Voltage Measurement - đo điện áp phục hồi PDC : Polarisation and Depolarisation Current - đo dòng phân cực khử phân cực MP : mơ hình Maggana – Pissis LFD : Low Frequency Dispersion - phân tán tần số thấp A/D : Analog Digital - chuyển đổi tương tự/số DP : Degree Polymer - độ polymer hóa ISO (International Organnization for Standardization): Tổ chức Quốc tế Tiêu chuẩn hóa ASTM: American Society for Testing and Materials-Hiệp hội vật liệu thử nghiệm Hoa Kỳ IEC (International Electrotechnical Commission): Uỷ ban Kỹ thuật Điện Quốc tế TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thành phần hoá học vài loại sợi thuỷ tinh Bảng 1.2: Đặc tính loại nhựa tổng hợp điển hình Bảng 1.3: Tính chất số loại sơn cách điện Bảng 1.4: Các đặc tính số loại xơ hữu Bảng 1.5: Đặc tính kỹ thuật tính tỷ trọng sợi thủy tinh loại E Bảng 3.1: Hàm lượng nước ngấm vào mẫu thử tương ứng với thời gian ngâm mức nhiệt độ khác Bảng 3.2: Hệ số tính tốn mức nhiệt độ Bảng 3.3: Các tham số điều chỉnh phương thức khuyếch tán mơ hình MP Bảng 3.4: Giá trị đo đạc góc tổn hao điện mơi tanδ vật liệu khô (m=0%) Bảng 3.5: Giá trị đo tanδ vật liệu với hàm lượng nước (m=0,08; 0,12; 0,15%) Bảng 3.6: Giá trị đo tanδ vật liệu với hàm lượng nước (cho tới bão hoà) Bảng 3.7: Các tham số tính theo mơ hình Fouss-Kirkwood hệ số tổn hao phân tích làm ba thành phần tổn hao Bảng 3.8: Giá trị đo số điện môi tương đối ε’ hệ số tổn hao điện môi ε’’ vật liệu với hàm lượng nước (m=0,08; 0,12; 0,15%) Bảng 3.9: Giá trị đo số điện môi tương đối ε’ hệ số tổn hao điện môi ε’’ vật liệu với hàm lượng nước (cho tới bão hồ) 10 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Vùng tiếp giáp thành phần VLC nhìn kính hiển vi lực ngun tử (kích thước 10µm 50µm) Hình 2: Ảnh hưởng nước lên mặt tiếp giáp vật liệu composite Hình 1.1: Mơ tả góc tổn hao điện mơi Hình 1.2: Lớp vật liệu composite Hình 1.3 : Vật liệu composite lớp Hình 1.4 : Mơ hình vật liệu composite lớp Hình 1.5: Mơ hình đóng rắn nhựa epoxy Hình 1.6: Sợi thuỷ tinh quan sát kính hiển vi điện tử Hình 1.7: Mặt cắt hệ thống cách điện MBA cuộn dây cao áp hạ áp Hình 2.1: Lượng nước hồ tan cực đại dầu theo nhiệt độ Hình 2.2 : Mơ tả lý thuyết dung tích trống Hình 2.3 : Mơ tả lý thuyết phân tử Hình 2.4 : Cơ chế nhảy phân tử nước ma trận vật liệu Hình 2.5: Mơ tả thay đổi động học khuyếch tán nước vào vật liệu Hình 2.6: Đồ thị vectơ dịng áp điện mơi Hình 2.7: Các chế phân cực thay đổi số điện môi theo tần số pe: phân cực điện tử, pa: nguyên tử, po: phân cực lưỡng cực pi: phân cực kết cấu Hình 2.8: Phân cực theo thời gian tác dụng điện trường tĩnh Hình 2.9: Biến thiên dịng điện tác dụng điện trường Hình 2.10: Hình dạng dịng khử phân cực Hình 2.10a: Hình dạng dịng khử phân cực Hình 2.11: Mơ hình chất cách điện biểu diễn vectơ Hình 3.1: Nguyên lý đo dòng phân cực khử phân cực Hình 3.1a: Nguyên lý làm việc máy đo dịng phân cực khử phân cực Hình 3.2: Sơ đồ ngun lý đo phổ điện mơi Hình 3.3: Sơ đồ để xác định điện trở suất khối điện trở suất mặt vật liệu Hình 3.4: Hợp thiết bị thí nghiệm đo đặc tính điện mơi vật liệu Hình 3.5: Các mẫu gia cơng để đo đạc chế việc khuyếch tán nước Hình 3.6: Mơ hình thí nghiệm để đo đạc chế việc khuyếch tán nước vào VLC Hình 3.7: Cơ chế trình khuyếch tán nước mẫu thử chiều dày 1mm nhiệt độ 550C, 850C, 980C so sánh với định luật Fick Hình 3.8: Cơ chế khuyếch tán nước vật liệu với thời điểm đầu lúc ngâm Hình 3.9: Hệ số khuyếch tán D biểu đồ Arrhenius Hình 3.10: Biến đổi phương thức đóng góp chúng vào tiến trình khuyếch tán tổng thể 550C Hình 3.11: Biến đổi phương thức khuyếch tán đóng góp chúng vào tiến trình tổng thể 85°C Hình 3.12: Biến đổi phương thức khuyếch tán đóng góp chúng vào tiến trình tổng thể 98°C Hình 3.13: Biểu đồ Arrhenius hệ số khuyếch tán phương thức khuyếch tán Hình 3.14: Cơ chế trình khuyếch tán nước vào mẫu VLC nhiệt độ 850C với độ dày khác Hình 3.15: Điện trở suất đo thời gian 16 phút theo hàm lượng nước vật liệu Hình 3.16 : Đặc tính góc tổn hao điện mơi tanδ mẩu thử khô (m=0%) 146 [31] Dissado L A., et Hill R M (1984), “Anomalous Low Frequency Dispersion”, J Chem Soc Faraday Trans 2, Vol 80, pp.291-319 [32] Efros A L and Shklovskii B I (1976), “Critical Behaviour of Conductivity and Dielectric Constant near the Metal-Non-Metal Transition Threshold”, Physics Status Solidi B 76, 475 [33] F Gerdinand, M Budde, and M Kurrat “ Electrical and Mechanical Strength of Mineral Filled Epoxy Insulators in Correlation to Power Loss Factor”, Technische Universität Braunschweig, Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen, Schleinitzstrasse 23, 38106 Braunschweig, Germany [34] Fort E.M (1990), ‘‘Rotating Machine Insulation’’, IEEE Transaction on Dielectric and Electrical Insulation, Vol 25(1), pp.137-140 [35] Fukuda A et al (1997), “The Influence of Water Absorption on Dielectrique Properties of Cycloaliphatic Epoxy Resin”, International Conference on Properties and Application of Dielectric Materials, Seoul, Korea, pp.58-61 [36] Frood D G et Gallagher T.J (1996), “Space Charge Dielectric of Water and Aqueous Electrolytes”, Journal of Molecular Liquids, Vol 69, pp.183-200 [37] G.Beer, G.Gasparani, F.Osimo, and F.Ross (1996), “Experimental Data on the Drying-out of Insulation Samples and Test Coil for Transformers”, CIGRE Paper No.135 [38] Gupta B.K et Culbert I.M (1992), “Assessment of Insulation Condition in Rotating Machine Stators”, IEEE Transaction on Energy Conversion, Vol.7(3), pp.500-507 [39] Grave C et al (1998), “Influence of stoichiometric ratio on water absorption in epoxy resins”, Journal of Applied Polymer Science 17, 2369 [40] Hogg, P.J (1983),“Factors affecting the stress corrosion of GRP in acid enviroments, Compositees”, Department of Metallurgy and Materials Science, The University of Liverpool, PO Box 147, Liverpool L69 3BX, UK Vol.14, No.3, pp 254-261, Part III [41] Higgins S A et Reynders J P (1999), “Experience with insulation condition monitoring on a 1050 MW Generator”, High Voltage Engineering Symposium, London, United Kingdom, pp 5.352.P5 [42] Hippel V (1961), “Les diélectriques et leurs applications”, Dunord Paris [43] Ito H et al (1999), “Wet-heat Deterioration and Residual Life Estimation Technology on Water Cooled Stator Coils of Turbine Generator”, EPRI, IEEE&CIGRE, Rotating Electric Machinary Colloquium, Lake Buena Vista, Finland, pp.1-5 [44] Ildstad E et al (1994), “Relation between Return Voltage and Other Methods for Measurements of Dielectric Response”, IEEE Internationnal Symposium on Electrical Insulation, USA, pp.25-28 147 [45] Jonscher A K (1990), ‘‘Admittance spectroscopy of systems showing Lowfrequency dispersion”, Electrochemical Acta, Vol 35, No 10 Volume 35, Issue 10, Pages 1595-1600 [46] Janssen H et al (1999), “Interfacial Phenomena in Compositee High Voltage Insulation”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol 6(5), pp.651-659 [47] Jacobs P M et Jones F R (1989), “Diffusion of Moisture into Two Phase Polymers”, Part I et II, Journal of Material Science Vol 24, pp.2331-2336 et pp.2343-2348 [48] Jones C.J et al (1983), “The environmental fatigue of reinforced plastic Compositees”, Vol 14(3), p.288 [49] Jonscher A K (1983), “Dielectric Relaxation in Solids”, Chelsea Dielectric Press [50] Jonscher A K et Ramdeen T (1987), “Transient Dielectric Response of Conduction on Humid Mica”, IEEE Transaction on Electrical Insulation, Vol 22(35), pp.35-39 [51] Jonscher A K (1975), “A New Model of Dielectric Loss”, Colloid and Polymer Sci, Vol 253, pp.231-250 [52] Karner H.C and Idea M (1991), “Technical Aspects of Interfacial Phenomena in Solid Insulating Systems”, Properties and Applications of Dielectric Materials, 1991., Proceedings of the 3rd International Conference on, CPADM, Vol.1, pp 592-596 [53] Kutil A and Frohlich K (1995), ‘‘Partial Discharge Phenomena in Compositee Insulation Materials”, 1995 Annual Report of the Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, Virginia Beach, VA USA, October 22-25 [54] Kadotani K (1980), “Electrical Properties of The Glass/Epoxy Interface, Compositees”, pp.199-204 [55] Ken Kimura (1993), “Progress of Insulation Ageing and Diagnostic of High Voltage Rotating Machine Winding in Japan”, IEEE Electrical Insulation Magazine, Vol.9(3), pp.13-20 [56] Kim Y.J et Nelson J.K (1992), “Assessment of Deterioration in Epoxy/Mica Machine Insulation”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol.27(5), pp.1026 – 1039 [57] Kutil A et Fröhlich K (1995), “Partial Discharge Phenomena in Compositee Insulation Materials”, Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, Virginia Beach VA USA, pp.343-346 [58] Leijon M et al, (2001), “A Recent Developement in Electrical Insulation Systems of Generators and Transformers”, IEEE Electrical Insulation Magazine, Vol 17(3), pp.10-15 148 [59] Maxwel I D, Richard A Pethrick (1983), “Dielectric Studies of water in Epoxy Resins”, Journal of Applied Polymer Science 31, Volume 28, Issue 7, pages 2363–2379 [60] Mackersie J W (2000), “Ageing of Compositee Machine Insulation with a NonLinear Response”, Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena,Victoria BC, Canada, pp.756-759 [61] Marsh et al (1984), “Moisture solubility and diffusion in epoxy and epoxy glass compositees” IBM J Res Develop Vol 28(6), pp.18-25 [62] Maggana C et Pissis P (1999), “Water Sorption and Diffusion Studies in an Epoxy Resin System”, Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, Vol 37, pp.1165-1182 [63] McDermid W (1993), “Insulation Systems and Monitoring fo Stator Windings of Large Rotating Machines”, IEEE Electrical Insulation Magazine Vol.9(4), pp.714 [64] Macdonald J R (ed) (1987), “Impedance Spectroscopy”, Annals of Biomedical Engineering, New York, Vol 20, pp 289-305 [65] Maxwell J C (1954), “A treatise on electricity and Magnetism”, Dover Press NewYork, Vol.1, page 459 [66] Owede F et Jonscher A.K (1988), “Time and Frequency Dependent Surface Transport on Humid Insulators”, J Electrochem.Soc., Vol 135(7), pp.17571765 [67] Park C H (1987), “A Study of The Dielectric And Mechanical Property Interaction of Glass-Cloth/Epoxy Compositees”, IEEE Transaction on Electrical Insulation, Vol 22(4), pp.389-395 [68] Pollard A.et al (1989), “Influence of hydrostatic pressure on the moisture absorption of glass fibre-reinforced polyester”, Journal of Materials Science, Vol 24, pp.1665-1669 [69] Pakhomov A.B et al (1998), “Low-frequency divergence of the dielectric constant in metal-insulator nanocompositees with tunneling”, Physical Review B, 58, R 13375 [70] Martin Hässig, R Bräunlich, (2001), “Quality Assessment of Power Transformer Insulation” ALFF Engineering, IEEE Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, Kitchener, Canada, October 14-17, pp.1-7 [71] Reuben Hackam (1999), “Outdoor HV Compositee Polymeric Insulator”, IEEE Transaction on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol.6(5), 651 [72] Reid I.D et al (1986), “Dielectric properties of an epoxy resin and its compositee I Moisture effects on dipole relaxation”, Journal of Applied Polymer Science, Vol 31(1771) [73] Seycek, O, “Faserverstaerkte Kunststoffen”, WIFI Oesterreich 149 [74] Selden, P.H (1967), “Glasfaserverstaerkte Kunststoffen, Springer Verlag Berlin Heidelberg”, New York, 441 Seiten [75] Scholze, H, “Glass (Nature, Structure and Properties)’’, Spring Verlag, 435p [76] Seifert J M et al (1998), “The Ageing of Compositee Insulation Material- New possibilities to detect and to classify ageing phenomena with dielectric diagnostic tools”, International Symposium on Electrical Insulation, Washington DC USA, pp.373-377 [77] Seifert J M et al (1996), ‘‘Dielectric Diagnostic of Moisture Induce Degradation Process in Mineral Reinforced High Voltage Compositee Insulation’’, CEIDP, pp 825-828 [78] Springer S G (1981), “Environmetal Effects on Compositee Materials”, Technomic Publication [79] Sweeney, P.J.J., Dissado, L.A., Cooper, J.M (1992), “Simulation of the effect of barriers upon electrical tree propagation”, J Phys D: Appl Phys 25, pp 113119 [80] Schrijver C et al (1997), “A chemical Approach to the Dielectric Aging of Fibre- Reinforced Polymer Insulation”, European Transactions on Electrical Power, Vol 7(2), pp.99- 105 [81] Tapan K Saha, Prithwiraj Purkait and Frank Muller (2005), “Deriving an Equivalent Circuit of Transformers Insulation for Understanding the Dielectric Response Measurements” IEEE transactions on power delivery, Vol 20, No.1, pp 149-157 [82] TK Saha and P Purkait (2004), “Effects of Temperature on Time-Domain Dielectric Diagnostics of Tranformers”, Australiaan Journal of Electrical & Electronics Engineering, Vol 1, No 3, pp.157-162 [83] TK Saha and P Purkait (2003), “Some Precautions for the Field Users of PDC Measurement for Transformer Insulation Condition Assessment”, Power Engineering Society General Meeting, Journal of Electrical & Electronics Engineering , pp.1-6 [84] Toshikatsu Tanaka et al (1993), “Aging and Related Phenomena in Modern Electric Power Systems”, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol.28(5), pp.826-844 [85] T.K Saha, P Purkait and Z.T Yao, “Condition Monitoring of Transformer Insulation by Polarisation and Depolarisation Current Measurements” University of Queensland, Brisbane, QLD-4072, Australia [86] Tapan Kumar Saha and P Purkait, “Effects of Temperature on Time-Domain Dielectric Diagnostics of Transformers” University of Queensland, Brisbane, QLD-4072, Australia [87] Varlow B R et Auckland D.W (1996), “Mechanical Aspect of Electrical Treeing in Solid Insulation”, IEEE Electrical Insulation Magazine, Vol.12(2), pp.21-26 150 [88] Vicki Warren et Greg Stone (1998), “Recent Developments in Diagnostic Testing of Stator Winding”, IEEE Electrical Insulation Magazine, Vol.14(5), pp.17-24 [89] van BEEK L K H (1967), “Progress in Dielectrics”, Volume 7, p.69, Heywood Books, London [90] Van Beek L K H (1967), “Dielectric Behaviour of Heterogeneous Systems”, progress in Dielectric, Vol 7, pp.69-114, Edition London Heywood Books [91] Werelius Peter (2001), “Devellopement and Application of High Voltage Dielectric Spetroscopy for Diagnostic of Medium Voltage XLPE Cables”, Thèse de Royal Institute of Technology (KTH), Suède [92] Wetzer et al (2000), “Diagnostic and Condition Assessment- Techniques for Condition Based Maintenance”, Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, Victoria BC, Canada, pp.47-50 [93] Ziomek W et Moscicka-Grzesiak W (1996), “Assessment of the State of MicaResin Insulation using PD Charge Analysis and Dielectric Loss Measurements”, Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, San Francisco, USA, pp.492-495 [94] Chateauminois A (1991), “Comportement Viscoélastique et Tenue en Fatigue Statique de Compositees Verre/Epoxy Influence du Vieillissement Hygrothermique”, Thèse de l’Université Claude Bernard Lyon I [95] Dewimille B (1981), “Vieillissement hygrothermique d’un matériau compositee fibres de verre-résine époxyde”, Thèse de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris [96] Daniel Guillon (2000), ‘‘Fibre de verre de renforcement ”, Technique de l’Ingénieur, vol.A2 110, pp.1-15 [97] Helgeson Anders (2000), “Analysis of Dielectric Response Measurement Methods and Dielectric Properties of Resin Rich Insulation During Processing”, Thèse de Royal Institute of Technology (KTH), Suède [98] Levallois A L (2004), “Etude du vieillissement d’un matériau compositee isolant (résine époxyde-mica-fibre de verre) exposé l’humidité”, Rapport du stage DEA, Université Joseph Fourrier [99] Monier C (2000), “Modélisation de la cinétique de diffusion de l’eau dans les polymères”, Rapport de stage LTVP-ENSAM Paris [100] T Pham Hong (2005), These de Doctorat UJF, Université Joseph Fourier Grenoble Ecole Doctorale Electronique, Electrotechnique, Automatique et Traitement du Signal (EEATS) 151 PHỤ LỤC 1: ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM a Đặc tính kỹ thuật + Nhiệt độ làm việc (0°С ÷ 50°С); Nhiệt độ bảo quản/vận chuyển (-40°С ÷ +70°С) + Áp suất khí quyển: 70…106kPa + Độ ẩm tương đối (không đọng sương): đến 95% + Điều kiện làm việc: phịng thí nghiệm ngồi trời (cơng trường) + Tiêu chuẩn an tồn theo: IEC 61010-1:9 + A1:92 + A2:95; UL 3101-1, 3111-1 (1994); CAN-CSA 22.2 No 1010.010 – 30 + Các tiêu chuẩn khác EMC EN 61 326-1 1997 + A1 1998 + Các chế độ đo đặc tính điện mơi theo tiêu chuẩn IEEE C5712.90 + Khử nhiễu tự động mức cao Có thể loại trừ tín hiệu nhiễu đến gấp 30 lần tín hiệu đo + Bộ kết nối chuyên dụng, model: FT-12AD + Dòng qua vật thử: - Dải đo: 0…35A, với biến dòng chuẩn 3FRO - Bước đo: 1nA - Sai số đo: ±1% giá trị đọc + Đo điện dung: - Dải đo: 10-2…108pF (100µF), với biến dòng chuẩn 3FRO - Bước đo: 0,01pF - Sai số đo: ±0,1% giá trị đọc + Đo tổn hao điện môi: - Dải đo: 0…10 (1000%) - Bước đo: 1x10-4 trực tiếp (1x10-6 thông qua phần mềm) - Sai số: ±1% giá trị đọc ± 1…2 digits + Điện áp: - Dải đo: 10V…1MV - Bước đo: 1V - Sai số đo: ±1% giá trị đọc + Khối nguồn cao áp: - Điện áp điều chỉnh liên tục từ ~0 đến 12kV - Dòng điện đầu ra: 200mA (5 phút bật, 15 phút tắt), 100mA (liên tục), độ phân giải 0,01mA - Độ xác: 1% giá trị đọc 152 - Được trang bị tụ chuẩn bên trong, giá trị 100pF/12kV + Bộ nhớ: Cho phép lưu giữ số liệu lên 10 file, file với 50 kết đo b Đặc tính chung + Nguồn điện định mức 115/230V xoay chiều, tần số 50/60Hz; + Khối cấp nguồn – HV có kích thước 432 x 266 x 330mm + Trọng lượng khối CTR 28kg + Khối điều khiển – CTR có kích thước 432 x 266 x 330mm + Trọng lượng khối CTR 22kg + Thiết bị có kết cấu chắn, đặt liền hộp bảo vệ thuận lợi cho việc di chuyển có hộp đựng cáp phụ kiện kèm theo + Màn hình hiển thị: LCD rộng, cho phép hiển thị bảng kết đo tối thiểu 10 phép đo c Phần kết nối xử lý số liệu (DIRANA) có chức năng: • Phân tích hàm lượng nước cách điện rắn (tấm chắn, chèn, giấy dầu cách điện) máy biến áp • Chẩn đốn cách điện sứ đầu vào cao áp, máy phát, động cáp lực • Đưa giải pháp cho phép máy biến áp tiếp tục vận hành phải dừng để sấy + Trọng lượng nhẹ : 2,3 kg + Thời gian đo : 2-3 + Nguyên lý đo: kết hợp phương pháp phân tích dịng khử cực, phân cực đo phổ điện môi dải phổ tần số 0,0010Hz đến 1000Hz + Điện dung: 10pF…10µF + Phần mềm dễ sử dụng tương thích với hệ điều hành Windows 2000, XP, Windows Vista cao cài đặt máy tính, với mục đích: - Thực việc xử lý phép đo - Thể giá trị đo - Chuyển liệu đo sang Excel (Microsoft Office) để in ấn lưu trữ liệu - Tải liệu sử dụng giao diện RS232 + Bảo vệ chống tải, ngắn mạch, nhiệt tất đầu vào, đầu + Dải tần số rộng: 0,0010Hz đến 1000Hz nên thí nghiệm trường tránh tượng nhiễu tần số công nghiệp + Có cổng giao tiếp USB cổng mạng (networrk) để truyền liệu với máy tính 153 PHỤ LỤC 2: CÁC BIÊN BẢN THÍ NGHIỆM PHỤC VỤ LUẬN ÁN 154 155 156 157 158 159 160 ... thiết bị điện Đơng Anh nói riêng Mục tiêu luận án Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm lên tính chất điện môi vật liệu cách điện composite dùng máy biến áp điện lực Nhiệm vụ nghiên cứu luận án Trong. .. vật liệu composite nhựa epoxy cốt sợi thủy tinh dùng làm cách điện thiết bị điện cao áp nói chung máy biến áp nói riêng Các tính chất điện môi vật liệu cách điện, cấu tạo tính chất vật liệu composite. .. cách điện * Độ ẩm môi trường xung quanh * Bề mặt vật liệu cách điện … 1.1.2 Phân cực điện môi (Polarisation) Trong tụ điện, môi trường hai điện cực điện môi Khi đặt lên tụ điện điện áp U cực có điện