Nomex绝缘纸的可靠性是保证干式变压器安全运行的主要因素,为此设计了干式变压器匝绝缘模型,并模拟绝缘运行环境,对Nomex绝缘纸进行电–热联合老化试验,试验期间定期测试Nomex/浓硫酸溶液的粘度特性,并分析其特性粘度与Nomex聚合度的关系。建立了基于聚合度的退化可靠性评估模型,通过热重分析试验(TGA)确定Nomex热动力学参数,进而确定退化模型参数。最后对10组不同老化程度的试样进行了可靠性分析。研究结果表明:Nomex/浓硫酸特性粘度随着Nomex绝缘纸试样老化时间呈下降趋势;Nomex/浓硫酸的特性粘度与Nomex绝缘纸聚合度两者的对数具有线性关系,因此特性粘度可以用来反映Nomex绝缘纸的老化状态;10组试样剩余寿命与可靠性分析结果一致,因而退化模型可以用来评估Nomex绝缘纸的可靠性子链中单体的个数，即聚合度。当绝缘材料受到外界热应力、电应力及其它各种环境应力作用时会发生水解、热氧分解等老化分解反应，从而引起分子链断裂[11]。一般Nomex的化学分解有以下3种过程：氧化、水解和热解[12]，分解形式和产物取决于老化的条件和时间。在变压器运行期间及一般的老化试验中，水解是最主要的分解方式，因为Nomex水解温度较低，尤其是在氧气、水分较为充足的环境下。因此水分是加速Nomex绝缘材料老化的主要环境因素。图2所示为Nomex的3种水解方式，连续的水解反应会导致分子链连续断裂，最终材料聚合度下降。所以Nomex绝缘纸的老化是与其聚合度密切相关的，聚合度可以作为分析Nomex绝缘纸可靠性的重要指标。2试验2.1老化试验（1）实验模型根据干式变压器绕组匝绝缘特点设计匝绝缘模型如图3所示，该模型由铜制的高压电极、本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com 低压电极及夹在两电极之间的3层Nomex绝缘纸组成。高压电极与低压电极尺寸相同，均为长80mm、宽18mm、厚4mm规格，所有表面均经过倒角打磨光滑处理，倒角半径0.2mm。Nomex绝缘纸厚度图1PMIA分子链组成单元化学结构实施的。老化试验之前先对Nomex绝缘纸试样进行预处理，目的是排除不同试样之间的差异对试验结果的影响，具体处理流程为：首先将试样放置在相对湿度为40%、温度为25℃的湿热箱中持续48h，然后在90℃下干燥12h，干式变压器用-电动液压滚圆机滚弧机折弯机数控钢管滚圆机滚弧机弯管机最后将试样夹到模型两电极之间准备进行老化试验。电–热老化试验中电应力因子、热应力因子的强度分别参照文献[14]和[15]选龋电压选为1.6kV的工频交流电压，温度设为130℃。老化试验开始后，对试样每天老化10h，选定老化周期为1周。老化试验期间定期取出5组试样进行粘度特性测试。图4所示分别为老化时间为1周、4周的试样与未老化试样的对比照片，其中图4(a)、(b)中最左边试样均为未老化试样，右边3个试样均为老化后的试样。2.2聚合度测量本文使用Ostwald粘度计(直径φ=0.8mm)和恒温水浴槽测试了不同老化阶段下Nomex绝缘纸试样的粘度特性相关参数。Nomex是一种很难溶于常规化学试剂的人造纤维，但可以溶于某些极性溶剂或强酸[16]。本文选取质量分数为96%的浓硫酸作为Nomex绝缘纸的溶剂。为保证测量精度，整个试验过程中浓硫酸的质量分数保持在95%~97%。Nomex/浓硫酸溶液的初始体积质量配制为0.005g/mL；测试环境温度保持在(30±0.3)℃；使用精度为0.01s的计时器记录溶剂及不同浓度的溶液流过粘度计的时间。对于每个测试周期而言，计算5组被测试样溶液流出粘度计时间的平均值作为最终数据，从而提高测量的精度。本文采用外推法求取Nomex绝缘纸的特性粘度，并分析了聚合度与特性粘度的关系，具体如下：当聚合物的化学组成、溶剂、温度确定后，特性粘度只与聚合物的分子量有关，常用下式来表达特性粘度与分子量(M)的关系[14]b[η]=aM(1)图3铜电极及匝绝缘模型F干式变压器用-电动液压滚圆机滚弧机折弯机数控钢管滚圆机滚弧机弯管机本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com