套管作为变压器的主要附件,其运行状态是否良好对于变压器供电可靠性至关重要。以玻璃纤维浸渍环氧树脂为主绝缘,硅橡胶复合材料为外绝缘的玻璃钢干式套管目前在电网中已有大量应用;相比油浸式绝缘套管,这种新型套管投入运行的时间相对较短,对其在运行电压下的绝缘性能研究较少,缺乏对该类设备实施状态检修和故障预警与决策的有效特征量支撑及方法研究。论文通过设计制作带典型缺陷的真型玻璃钢绝缘套管,在实验室模拟真实运行环境下,长时间施加运行电压,测量分析了集中性缺陷套管绝缘劣化的主要电气特征量的变化规律;开展了套管介损在线监测数据和离线监测数据的等效性和套管绝缘劣化电气参数发展特性研究,提出了新的高压介损分析模型,对电容式固体绝缘套管绝缘劣化机理分析及状态检修具有重要的理论和实际意义。论文的主要工作有:(1)通过分析电容型套管常见的故障类型得出套管内绝缘故障是导致套管失去绝缘性能的重要原因;在此基础上设计制作了两组带典型内绝缘缺陷的真型电容式环氧玻璃钢套管样品;搭建了长时间施加运行电压的实验平台,对制作好的套管样品施加运行电压并测试反映套管绝缘劣化的多种电气特征参量,包括在线和离线局部放电、在线和离线介损及电容量、高压介损、末屏电流等。(2)通过对典型缺陷玻璃钢套管的局部放电测试分析:在运行电压下的在线局部放电量和离线局部放电量没有明显的变化;通过对典型缺陷下真型玻璃钢套管电场仿真计算和分析后,应用空间电荷理论和聚合物电树枝化陷阱理论分析了玻璃钢绝缘套管局部放电信号不明显的原因,主要是套管局部屏击穿后形成的电树枝是导电树。(3)通过对玻璃钢绝缘套管的高压介损的实验测试分析:单一采用并联等效电路模型和串联等效电路模型都不能很好解释实验现象,建立了新的等效电路模型,结合等效电路模型较好的解释了高压介损从随外施电压的升高而升高到随电压升高而降低的过渡过程;解释了在套管局部屏出现绝缘劣化后高压介损测量时降压介损往往比升压介损低的原因;同时分析了杂散电容对高压介损测量的影响。(4)基于建立的等效电路模型实验测试及分析了环氧玻璃钢绝缘套管局部屏击穿后离线介损、电容和在线介损、电容的变化规律;对比分析了造成离线介损和在线介损偏差的原因;开展了套管介损在线监测数据和离线监测数据的等效性和套管绝缘劣化电气参数发展特性研究。