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绝缘纸板微水分介电测量中接触压力问题研究

作　者: 杨英芸
导　师: 戴恒震
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 绝缘纸板介电测量电容式传感器压力
分类号: TM934.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

《绝缘纸板微水分介电响应测量中接触压力问题研究》从变压器绝缘纸板微水分介电测量试验中的接触压力问题出发,针对此试验中绝缘纸板与传感器电极的接触状态,就夹持压力对绝缘纸板及整个介电测量系统的影响进行了研究。论文介绍了电介质复介电常数的含义及影响因素,并针对计算绝缘纸板实际介电常数的三种计算模型,分析了压力对其介电常数的影响。绝缘纸板微水分介电测量系统包括正弦驱动信号源、电容式微水分测量传感器及调理电路。论文从电容式测量传感器的工作原理出发,介绍了利用集总电路模型求被测绝缘纸板复介电常数的方法。利用介电测量系统,测量压力对绝缘纸板测量结果的影响。对试验结果与理论分析的差异,论文又综合各种因素,得出试验所用平板电容传感的驱动电极在受压后接地电容及电导的变化对测量结果的影响。并给出了考虑驱动电极变形影响时的集总电路模型,分析受压后各变形对输出电压的影响。利用ANSYS的电路分析功能,分别针对传感器电极与纸板,分析受压后相应电容及电阻的变化对输出电压的影响,得到这些改变对输出电压幅值及相位角的影响趋势。针对纸板的不同变形形式及变形值,尝试利用ANSYS的结构分析功能,得出消除变形所需力的大小,为今后解决此类问题提供思路,并为工程应用提供参考依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 选题背景  8
  1.2 绝缘纸板及其特点  8-11
    1.2.1 电力变压器绝缘的分类  8-9
    1.2.2 绝缘纸板的产生  9-10
    1.2.3 油纸绝缘中的水分及其影响  10-11
  1.3 绝缘纸板微水分介电测量试验简介  11
    1.3.1 绝缘纸板微水分介电测量系统简介  11
    1.3.2 绝缘纸板微水分介电测量试验中存在的问题  11
  1.4 国内外研究现状  11-14
    1.4.1 国外相关研究现状  11-13
    1.4.2 国内相关研究现状  13-14
  1.5 论文的主要研究工作  14-15
2 绝缘材料的介电性能  15-28
  2.1 绝缘纸的性能  15-16
    2.1.1 绝缘纸主要成分—纤维素的分子结构  15
    2.1.2 纤维素分子结构与绝缘纸特性的关系  15-16
  2.2 介电性能的含义  16-22
    2.2.1 复介电常数  17-19
    2.2.2 电介质的极化  19-20
    2.2.3 介电损耗  20-22
  2.3 影响复介电常数的因素  22
  2.4 绝缘纸板的有效相对介电常数  22-26
    2.4.1 有效相对介电常数的极限模型  23-24
    2.4.2 有效相对介电常数的混合模型  24-26
  2.5 压力对绝缘纸板介电常数的影响分析  26-28
3 介电测量方法及介电测量系统介绍  28-35
  3.1 介电测量技术  28-29
  3.2 传感器集总电路模型  29-30
  3.3 介电测量系统概述  30-31
  3.4 电容式微水分测量传感器  31-32
  3.5 正弦驱动信号发生器  32-33
  3.6 调理电路  33-35
    3.6.1 测量信号缓冲单元  33-34
    3.6.2 测量信号的增益及相位输出单元  34-35
4 接触压力试验及数据分析  35-46
  4.1 纸板接触压力测量系统  35-36
  4.2 试验过程及测量曲线分析  36-40
  4.3 试验结果分析  40-42
  4.4 测量系统测量误差分析  42-46
    4.4.1 试验操作过程中的测量误差  43
    4.4.2 环境因素的影响  43
    4.4.3 增益和相位角的测量误差  43-46
5 基于ANSYS的有限元仿真分析  46-56
  5.1 概述  46-47
    5.1.1 有限元法概述  46
    5.1.2 有限元分析软件ANSYS  46-47
  5.2 基于ANSYS的集总电路分析  47-53
    5.2.1 各电容值的估算  48
    5.2.2 ANSYS电路分析过程  48-49
    5.2.3 电路分析结果  49-53
  5.3 基于ANSYS9.0的纸板与传感器电极系统变形分析  53-56
    5.3.1 绝缘纸板及传感器电极变形的有限元分析过程  53-54
    5.3.2 绝缘纸板变形展平仿真  54-56
结论  56-57
参考文献  57-60
附录A 测量系统电路图  60-63
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  63-64
致谢  64-65

绝缘纸板微水分介电测量中接触压力问题研究

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