摘要：特高压直流输电技术的发展对换流变压器绝缘系统的性能及安全稳定运行提出越来越高的要求,而空间电荷问题是影响和制约变压器油纸绝缘材料耐电强度,导致其老化和破坏的重要因素。针对换流变压器开展在交直流复合、极性反转等复杂电场作用下的空间电荷相关机理和试验研究具有重要的理论价值,而且对工程实际中的绝缘结构设计、材料制备与生产工艺亦具有指导意义。为此,针对近年来国内外油纸绝缘领域中有关空间电荷方面的研究成果和进展予以阐述和评价。在变压器油流注放电发展过程的数值仿真方面,国外学者通过数学、物理模型的建立,得到了随时间快速推移的场强与电荷浓度波峰,这是变压器油中流注发展的标志性现象。在电声脉冲法测量空间电荷方面,国内学者通过不同场强、湿度和老化程度下油纸绝缘介质中的空间荷特性,确定了载流子的类型、迁移率、陷阱深度,并引入量子化学方法计算得到油纸介质的分子能态密度,这是今后对微观与介观深入研究的重要方向。在复合电场条件下非线性与各向异性电场与空间电荷仿真方面,现有计算方法较为成熟。如何建立更为准确、完整的模型以得到更为符合实际的结果,则是今后的发展方向。

关键词：变压器 空间电荷 油纸绝缘 电场计算 复合电场 

单位：清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室 北京100084