绝缘纸热老化对油浸绝缘纸空间电荷 生成及迁移特性的影响

廖瑞金　柳海滨　周年荣　夏桓桓　林元棣　郭　沛

绝缘纸热老化对油浸绝缘纸空间电荷 生成及迁移特性的影响

廖瑞金1柳海滨1周年荣2夏桓桓2林元棣1郭沛1

（1. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400044 2. 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 昆明 650217）

油纸绝缘介质在高压直流电场的作用下容易在其内部积聚空间电荷，造成电场畸变进而引发材料绝缘性能的下降，为了深入探索油纸绝缘系统空间电荷的生成机理，研究区分绝缘纸老化和绝缘油老化对油纸绝缘介质空间电荷生成及迁移的影响具有重要意义。首先将纤维素绝缘纸在130℃下进行加速热老化，然后将不同老化状态绝缘纸浸渍新绝缘油，得到不同老化状态的油纸试品，最后运用电声脉冲（PEA）法研究油纸试品的空间电荷注入、迁移和消散特性，并分析单纯绝缘纸老化对油纸绝缘试品在加压和去压过程中的空间电荷总量变化规律的影响，以及对油纸试品表面陷阱能级密度分布的影响。结果表明：随着绝缘纸老化程度的加深，加压过程中阳极处的正电荷密度峰值以及试品内部负电荷密度峰值逐渐增大，去压后空间电荷衰减速率减小；绝缘纸老化越严重，试品内部积聚的空间电荷总量、试品的表面陷阱能级密度也越大。与绝缘油老化对油浸绝缘纸空间电荷特性的影响相比发现，绝缘油与绝缘纸的老化均会改变油纸绝缘介质空间电荷分布，增大空间电荷注入总量，从而对材料绝缘性能造成巨大影响。

绝缘纸 油纸绝缘 热老化 空间电荷 电荷总量 电声脉冲法 表面陷阱能级 密度

0　引言

随着我国能源需求总量的增长以及对绿色清洁能源应用的重视，特高压直流输电系统得到了迅速的发展［1，2］。特高压直流输电具备超远距离、超大容量和低损耗的送电能力，其系统核心换流变压器的绝缘状态将直接影响系统的运行可靠性［3］。油纸绝缘是构成换流变压器内绝缘的主要形式，而油纸绝缘在直流条件下容易产生空间电荷［4］。油纸绝缘介质内部空间电荷的积聚、迁移和输运将会导致介质内部的电场发生畸变，从而加速材料的老化，降低材料的绝缘性能，尤其在换流变压器电压突变与极性反转的情况下，容易造成绝缘损坏从而引发事故［5，6］。因此研究直流电场条件下，油纸绝缘系统空间电荷的动态特性，对于保证直流输电系统的安全稳定运行具有重要意义。

国内外学者对工程电介质领域开展的空间电荷特性的研究工作，主要集中于聚乙烯等材料。油纸复合绝缘是由绝缘纸和绝缘油相互组合，共同组成了具有良好绝缘性能的系统，其构成成分及绝缘结构较纯聚合物材料更为复杂，因此受限于测量的条件与技术，国内外对油纸绝缘材料空间电荷特性的研究起步较晚，目前取得的成果较为有限。1997年，Morshuis P和Jeroense M首次采用电声脉冲（Pulsed Electro-Acoustic，PEA）法对高压直流电场中油纸绝缘材料的空间电荷进行了测试，分析了油纸绝缘材料内部的空间电荷对电场分布产生的影响［7，8］。Mas P和Touchard G在不同温度下对油浸绝缘纸空间电荷特性进行了测量，讨论了温度对于油纸绝缘材料空间电荷特性的作用［9］。周远翔等学者利用PEA法测试对不同直流电场下油纸材料的空间电荷的注入和积聚特性进行了研究，指出了空间电 荷对于油纸绝缘击穿强度以及沿面闪络具有一定影响［10，11］。廖瑞金等学者也采用PEA法，分析了不同热老化状态以及不同水分和温度条件下油纸绝缘材料的空间电荷特性［12-14］。吴锴等学者测量了在各个电压等级下不同温度梯度的油纸材料空间电荷特性以及场强分布，分析了材料中可电离物质以及温差对于空间电荷分布的影响［15，16］。

上述研究在分析老化状态对于油纸材料空间电荷特性的影响时，主要针对油纸复合绝缘的不同老化程度，而构成油纸复合绝缘的绝缘油和绝缘纸单独的老化对空间电荷特性的影响则鲜有研究。根据本课题组之前的研究，绝缘油老化对油纸绝缘介质空间电荷形成及输运特性具有很大影响。绝缘油老化程度越深，相应绝缘油浸渍油纸试品内部越容易注入和积聚空间电荷，绝缘油的老化还增大了油纸试品表面陷阱能级密度，从而使得油纸试品内部积聚的慢速运动电荷的量随着绝缘油老化程度的加重而增大［17，18］。

在此基础上，本文利用PEA法，对新绝缘油浸渍的不同老化状态绝缘纸油纸试品的空间电荷特性进行测量，分析了不同老化试品在加压、去压过程中的电荷总量变化规律，并计算得到了单纯绝缘纸的老化状态对于油浸绝缘纸试品表面陷阱能级分布的影响，最后根据已有研究，对比分析绝缘油、绝缘纸的老化对油纸绝缘介质空间电荷特性的影响。

1　试验部分

1.1试验材料和测试设备

试验中所用绝缘油为新疆克拉玛依产25#环烷基矿物变压器油，所用绝缘纸为国产普通纤维素绝缘纸，厚度为50μm。本实验采用PEA法测量油浸纸试品空间电荷特性，测量装置如图1所示［13］。

图1　PEA法空间电荷测量装置结构图1—电极（铜） 2—半导体层 3—油纸试品 4—铝电极 5—PVDF 6—PMMA 7—铝电极 8—电容 9—脉冲源 10—高压直流源 11—电阻 12—前置放大器 13—示波器 14—计算机Fig.1　Measurement equipment used in PEA

测量时，试样内部的空间电荷在外加高压窄脉冲的作用下发生微小位移，该位移以压力脉冲波的形式被位于测量系统一极的压电传感器接收，再经过信号处理之后便可以得到该试验内部电荷密度的分布情况。该系统中脉冲源（ACIR-1-C型，加拿大AVTECH公司）脉冲宽度为2～5ns，脉冲电压幅值为200V；高压直流电源（AU-20R3-LC，日本MAT-SUSADA公司）输出电压为0～±20kV可调，该系统使用硅油作为声耦合剂。

1.2样品处理流程

1.2.1 绝缘纸老化状态的表征和加速热老化实验

聚合度（Degree of Polymerisation， DP）是指纤维素分子链中葡萄糖单体的平均个数，是目前最能有效表征绝缘纸老化程度的指标，绝缘纸的聚合度越低，其机械强度越差，老化程度越严重［19］。因此在制备不同老化状态绝缘纸试品过程中，对所取得试品的聚合度进行测量，以表征其老化状态。不同老化状态的绝缘纸试品制备流程如下：

（1）将厚度为50μm的绝缘纸裁剪成直径3.5cm的圆片并放入烧杯中，然后放入90℃、50Pa真空浸油箱真空干燥24h。

（2）将干燥好的绝缘纸片装入容量为1L的磨口烧瓶中，此时未向其中加入矿物油，再置于真空氮气操作箱中，先抽真空，然后充入氮气至1标准大气压，密封烧瓶后置于130℃热老化箱中进行加速热老化。

（3）定期对老化的试品进行取样，并进行聚合度的测量，取样时间点及所测聚合度结果见表1。

表1　不同老化状态绝缘纸取样时间及其聚合度Tab.1 Sampling time and DP of paper samples aged for different time

1.2.2 油浸绝缘纸试品的制备与空间电荷测试

油纸复合绝缘中水分含量将对空间电荷的分布产生很大影响［20］，因此为了尽可能地排除水分的干扰，确保绝缘纸不同老化状态作为实验的单一变量，在测试前对油纸材料进行如下预处理：

（1）将未使用过的矿物绝缘油倒入烧杯中，放入90℃、50Pa真空浸油箱进行脱气、脱水处理24h。

（2）将不同老化状态的绝缘纸放入处理好的绝缘油中，置于40℃真空浸油箱中浸渍24h（利用卡尔费休水分仪测试处理好的不同老化状态油纸水分，所测得水分含量均在0.4%～0.6%之间）。

（3）对每个样品在加压60min和去压30min内的空间电荷密度分布进行测试，测试时，环境温度（28±1）℃，相对湿度为（40±2）%，对试品所加场强为30kV/mm。

2　测试结果

2.1油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品的空间电荷特性

2.1.1 加压实验

图2为油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品在30kV/mm外施直流电场作用60min内的空间电荷特性。图中两条竖直虚线处表示两个电极的位置，左侧表示阳极，右侧表示阴极，两极之间则为介质内部。图2a为绝缘油浸渍老化0天（d）绝缘纸油纸试品（以下简称老化0天（d）试品，以此类推）加压空间电荷特性。加压一开始，在试样内部就可以观测到负电荷的注入，并且随着加压的进行，由于负电荷的注入和正电荷的迁移，电荷密度曲线不断向阳极方向移动，试样内部负电荷的电荷密度逐渐增加，积聚更加明显，阳极处电荷密度不断增大。在加压进行到30min时，阳极处电荷密度达到峰值，试样内部负电荷密度也达到最大值，此后正电荷向试样内部移动，阳极处正电荷密度以及试样内部负电荷密度均减小。

图2 油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品在30kV/mm 外施直流电场下的空间电荷特性Fig.2 Space charge distribution of oil impregnated insulation paper aged for different time under 30kV/mm

图2b为老化5d试品空间电荷特性。从图中可以看出其电荷密度曲线的变化规律同图2a基本一致。在加压0～30min内，阳极处电荷密度不断增大，试样内部负电荷注入不断加深；在加压30～60min内，由于正电荷向试样内部的注入和正负电荷复合的进行，阳极处正电荷密度和试样内部负电荷密度均有减小的趋势。另外，阳极处正电荷密度峰值也较图2a中有一定程度的增加。

图2c为老化10d试品空间电荷特性。同图2a、图2b相比，其特性曲线存在一定差异，在整个加压过程中，阳极处正电荷密度以及试样内部负电荷密度均不断增大，在加压60min时达到峰值。造成这种现象的主要原因是新材料内部所含可电离杂质较少，加压后电离过程迅速完成，而老化使材料内部可电离杂质增加，加压后完成电离过程所需时间增长［21］。阳极处的正电荷密度和试样内部负电荷密度较图2a、图2b有了明显的增加。

图2d为老化18d试品空间电荷特性。其注入行为同老化0d、5d、10d试品基本类似。老化越严重，阳极处和试样内部的电荷密度峰值越大，未老化油纸样品阳极处的电荷密度峰值为34C/m3，而老化末期18d油纸试品阳极处的电荷密度峰值达到了63C/m3，后者约为前者的1.7倍；试样内部负电荷密度峰值在老化初期和老化末期的值分别为-5C/m3和-12C/m3，后者约为前者的2.4倍。

聚合物内部积聚的空间电荷主要由两种途径产生：一是由于电极与试品界面处的势垒较低，利于热电子的发射，从而由电极向试品内部注入同极性电荷；二是由于试样内部中存在的可电离性杂质在电场的作用下发生电离产生的，称为异极性电荷［15，22］。观察图2的结果可以看出，对于油浸不同老化阶段绝缘纸油纸试品的空间电荷加压特性，在整个加压过程中，均表现为明显的负电荷的积聚，试品内部负电荷密度随着加压时间的延长而不断增大，但阴极处负电荷密度并没有随着负电荷的注入而降低，反而随之增加，由此可见试品内部空间电荷来源主要是可电离性杂质发生电离产生。

2.1.2 去压试验

图3为油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品在撤去外施直流电场后30min内的空间电荷特性。从图中可以看出，油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品空间电荷特性曲线的消散规律基本类似。在撤去外加电场之后，加压过程中积聚于阳极处的正电荷迅速消散，并逐步感应出一定量的负电荷。老化程度越深，阳极处正电荷消散越缓慢，感应出的负电荷到达密度峰值所需时间越长，其负电荷密度也越大。老化0d、5d、10d和18d试品阳极处感应的负电荷密度峰值分别是：-1.1C/m3、-1.5C/m3、-2.7C/m3和-3.0C/m3。在试样内部，四个不同老化阶段在去压10s时试样内部残留的负电荷密度呈逐步增大的趋势。此外，油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品在去压1min内，均可以观察到显著的负电荷残留。而去压5min之后，负电荷快速消散，试样内部表现为正电荷的入陷，造成这种现象的可能的原因是：试样 内部负电荷的入陷以浅陷阱为主，正电荷较多地分布于深陷阱中，使其更难以脱陷，从而使得试品在去压过程中，负电荷消散较快而正电荷消散较为缓慢。

图3　油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品 去压空间电荷特性Fig.3　Space charge decay of oil impregnated insulation paper aged for different time

3　分析与讨论

3.1油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品空间电荷

总量变化规律

根据式（1）空间电荷密度与电荷总量的积分关系，可以计算出试品内部空间电荷积聚总量

式中，Q（t）为试品内部电荷总量；ρ（t）为空间电荷密度函数；S为电极面积；d为试品厚度。

图4为油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品在加压过程中空间电荷总量与时间的关系。如图4所示，老化0d、5d试品其空间电荷总量变化趋势基本类似。加压之后，试品内部空间电荷总量迅速增加，并随着时间的延长，其增长的速率有所减缓并在10min左右达到稳定，随后由于正负电荷的复合以及迁移，加压30min后电荷总量略微减小直至加压结束。老化10d试品在加压0～40min过程中，空间电荷总量不断增大，在0～20min增加速率较快，之后增加速率逐渐降低，在40min后出现小幅降低的趋势。老化18d试品空间电荷总量在整个加压过程中一直增加。

图4　油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品在加压过程中的空间电荷总量Fig.4　Total amount of charge of oil impregnated insulation paper aged for different time under electrical field

从图4可以看出，随着绝缘纸老化程度的增加，试品内部积聚的空间电荷总量呈现增大的趋势，老化0d试品和老化18d试品在加压过程中电荷总量最大值分别为16.5×10-8C和26.1×10-8C。这主要是由于组成绝缘纸的主要成分纤维素、半纤维素在老化过程中会发生热裂解、水解和氧化等一系列物理化学变化，增加了绝缘纸内部陷阱的分布密度和陷阱深度，从而提升了材料容纳和束缚电荷的能力，使得积聚的空间电荷总量增大；此外，绝缘纸的老化会产生许多极性分子以及可电离性杂质，这也会使正负电荷注入试品内部变得更加容易［21，23］。

图5为油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品在去压30min内空间电荷总量同时间的关系。从图中可以看出，老化0d、5d、10d试品在去压10min之后，试品内部空间电荷总量达到稳定，老化18d试品在去压10min之后，电荷总量衰减趋势趋于平缓，但随衰减时间延长，仍呈现出小幅下降的趋势。老化程度越深，去压结束时，样品内部残留的电荷总量也越大。综合可知，油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品内部积聚的空间电荷总量均随去压时间的延长而减少，并且在去压初期，电荷总量衰减较为迅速，之后衰减趋势趋于平缓。

图5　油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品在 去压过程中的空间电荷总量Fig.5　Total amount of charge of oil impregnated insulation paper aged for different time during decay process

表2为油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品在去压30min内空间电荷总量同时间的关系的拟合结果。由表2可见，油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品空间电荷总量衰减曲线整体呈现指数衰减的规律。

表2　油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品去压过程中 空间电荷总量和时间的关系Tab.2　Relationship between space charge amount and time for oil impregnated insulation paper aged for different time

3.2油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品表面陷阱能级分布规律

电介质材料在直流电场中的空间电荷动态特性，能够有效反映其微观陷阱能级分布情况，因此根据文献［24］提出的方法，可以根据电介质在直流加压后的去压过程中空间电荷总量衰减规律，推导出材料内部陷阱能级密度分布规律。当加在油纸绝缘介质上的直流电压撤去后，介质内部被浅能级陷阱俘获的载流子先被释放，入陷在深能级陷阱中的载流子后释放，在不同温度下随时间衰减的载流子释放电流反应了试样内部陷阱能级分布规律。若假设已被释放出的载流子不会再被陷阱俘获，则可以得到陷阱能级Et以及电流密度j和陷阱密度NT的关系

式中，f0（Et）为介质中陷阱的初始占有率；q为电子电量；k为玻耳兹曼常数；T为绝对温度；v为电子震动频率；L为样品厚度；电子陷阱的能量以导带底为零点计算，空穴陷阱的能量以价带顶为零点计算。令η1= f0（Et）qLkT/2；η2=r`A/L，其中r`为电荷平均重心，A为常数，则可以得到

因此，根据式（4）就可以得到油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品表面陷阱能级分布情况。

图6 油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品 陷阱能级密度分布Fig.6　Density distribution of trap energy for oil impregnated insulation paper aged for different time

图6为油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品表面陷阱能级分布图，四个阶段老化样品的陷阱能级均分布在0.75～0.97eV之间。随着老化程度的增加，试样表面陷阱能级密度有逐渐增加的趋势，并且陷阱能级密度分布，从加压初期的以浅陷阱能级为主，变为老化末期以深陷阱能级为主。老化0d、5d、10d、18d试品的陷阱能级密度达到最大值时，其陷阱能级分别为：0.87eV、0.88eV、0.90eV和0.91eV。由此可见，绝缘纸的老化加深了油纸绝缘介质表面陷阱能级，这也进一步解释了图5中随着老化程度加深，空间电荷衰减速率减慢，内部残留增加。

3.3油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品与不同老化状态绝缘油浸渍油纸试品空间电荷特性比较

文献［16］为本课题组针对绝缘油老化对油纸绝缘介质空间电荷特性的影响所做的研究。这里为了进一步研究绝缘纸与绝缘油的老化分别对油纸试品空间电荷特性所产生的影响，将图2和图3所测得结果同文献［16］研究的结果进行对比可以发现，不同老化状态绝缘油浸渍油纸试品，其空间电荷特性变化十分明显。与老化0d绝缘油浸渍油纸试品相比，老化22d绝缘油浸渍油纸试品空间电荷在阳极处的电荷密度峰值一直向试品内部移动，并且绝缘纸-绝缘纸界面处积聚的电荷密度增长显著，在中间层绝缘纸和贴近阴极侧的绝缘纸内均发现新的正负电荷密度峰值。同油浸老化0d绝缘纸油纸试品空间电荷特性相比，油浸老化18d绝缘纸油纸试品在阳极处的正电荷密度以及在试样内部的负电荷密度峰值均明显增大；随绝缘纸老化程度加深，试品中的陷阱分布密度增大，陷阱深度加深，造成试品在加压后电荷密度达到极值所需时间随之增长。

图7为油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品和不同老化状态绝缘油浸渍油纸试品的老化末期与未老化样品在加压过程中电荷总量之比。由图7可知，对于油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品和不同老化 状态绝缘油浸渍油纸试品，加压时间越长，老化末期与未老化样品的空间电荷总量的比值越大；在加压5min之后，不同老化状态绝缘油浸渍油纸试品的老化末期与未老化样品的空间电荷总量的比值开始大于油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品，并且在加压60min时，其比值均达到最大值，分别为330%和170%。

图7　油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品和不同老化状态绝缘油浸渍油纸试品的老化末期加压电量与 老化初期加压电量之比Fig.7　Oil impregnated insulation paper aged for different time's and paper impregnated with oil aged for different time's total amount ratio of last aging state to initial aging state

绝缘纸在老化过程中，受到温度、水分和氧气的联合作用，其主要特征基团均会受到一定程度的破坏，绝缘纸纤维素分子内或分子间氢键在老化应力作用下断裂，氢键数目减小，纤维素分子链间作用力减小，分子链排列的有序程度下降，结晶区域遭到了破坏，结晶区域的缺陷在直流电场的作用下能够俘获电荷，从而形成具有俘获电荷能力的陷阱；绝缘纸的老化生成的产物中包含具有羰基基团的呋喃化合物、丙酮等，而含有羰基的杂质将导致绝缘材料的空间电荷注入更容易，使其更加难以脱陷，从而增大绝缘纸内部空间电荷的注入总量以及去压后的空间电荷残余。

因此可以看出，不论是绝缘油的老化还是绝缘纸的老化，均会对油纸绝缘介质空间电荷注入和迁移特性造成显著影响。热老化增大了绝缘材料容纳电荷以及束缚电荷的能力，使空间电荷更易注入试品内部，积聚在材料内部的空间电荷总量增加，同时入陷在陷阱中的载流子将更加难以脱陷，从而使去压后材料内部空间电荷消散速率变慢。

4　结论

本文通过测量绝缘油浸渍不同老化状态绝缘纸油纸试品空间电荷特性，并对其结果进行分析，得到结论如下：

（1）随着绝缘纸老化程度的加深，油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品空间电荷加压特性在阳极处的正电荷密度峰值以及试样内部的负电荷密度峰值均明显增大。本次试验中，老化18d试品在阳极处的正电荷密度以及试品内部负电荷密度分别是未老化试品的1.7倍和2.4倍。绝缘纸老化越严重，材料内部所含可电离杂质越多，试品在加压后电荷密度达到极值所需时间随之越长。

（2）绝缘纸老化程度越严重，在加压过程中油纸试品内部积聚的空间电荷总量越大，在本次实验中，未老化样品在加压过程中电荷总量约为160nC，老化末期样品的加压电荷总量约为260nC，后者为前者的1.7倍。随绝缘纸老化程度加深，去压过程电荷总量衰减速率降低，电荷残留增多，经计算得到相应的试品表面陷阱能级密度增大。

（3）结合绝缘油老化对油纸绝缘介质空间特性的影响，发现在绝缘油与绝缘纸老化前后，油纸试品的空间电荷特性均发生显著变化，老化末期样品加压电荷总量均明显大于未老化样品加压电荷总量。热老化将对绝缘纸的官能团产生破坏作用，同时生成一系列易于极化的或带电的老化产物，从而影响油纸试品的空间电荷特性。

（4）油浸不同老化状态绝缘纸油纸试品空间电荷特性还可能受到试品厚度，油纸绝缘介质界面效应以及电压极性的影响，仍需进行进一步研究。

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廖瑞金 男，1963年生，教授，博士生导师，主要从事电气设备绝缘在线监测与故障诊断研究和高电压测试技术工作。

柳海滨 男，1990年生，硕士研究生，主要研究方向为输变电设备的运行、诊断与维护。

Influence of Insulation Paper’s Thermal Aging on the Formation and Migration Behavior of Space Charge in Oil-Paper Insulation Dielectrics

Liao Ruijin1Liu Haibin1Zhou Nianrong2Xia Huanhuan2Lin Yuandi1Guo Pei1
（1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology Chongqing University Chongqing 400044 China 2. Yunnan Electric Power Research Institute （Group） Co. Ltd. Kunming 650217 China）

Space charge is easy to accumulate in oil-paper insulation system under high voltage DC field， which will cause the distortion of internal electric field， thus leading to the degradation of material insulation performance. Therefore， research on the influence of insulation paper aging on the space charge properties in oil-paper insulation dielectrics is of great significance. In this respect， the accelerated thermal aging experiment of insulation paper is conducted under 130℃ and then these papers was impregnated with new insulation oil to get the oil-paper aged for different time. Then the injection， migration and dissipation characteristics in oil-paper insulation system were studied with pulsed electro-acoustic（PEA） method. The influence of insulation paper's thermal aging on the total amount of space charge under voltage on process and decay process， were investigated as well as on the surface trap energy density. The results show that the maximum positive charge density at the anodeand the maximum negative charge density within the samples during voltage on process increase while the decay rates of space charges decrease with the insulation paper aging degree.The more the deterioration of the insulation paper， the larger the total amount of space charge with samples and the surface trap energy density. By investigating the influence of oil aging on space charge properties in oil-paper insulation dielectrics， it turns out the thermal agings of insulation oil and paper both will affect the distribution of space charge in oil-paper insulation dielectrics and increase the total amount of space charge， thus causing a great influence on the insulation performance of materials.

Insulation paper， oil-paper insulation， thermal aging， space charge， total amount of space charge， pulsed electro-acoustic（PEA）method， total amount of space charge， surface trap energy density

TM85

国家自然科学基金资助项目（51277187）。

2013-10-14 改稿日期 2013-12-06