基于介電響應(yīng)的變壓器油浸紙老化程度與水分含量評(píng)估方法研究.pdf

1、油紙絕緣系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中長(zhǎng)期受到熱、水分、電場(chǎng)、氧氣、酸以及機(jī)械力等應(yīng)力的作用而逐漸老化，導(dǎo)致其絕緣性能和機(jī)械性能下降，且這種變化是不可逆的，變壓器安全運(yùn)行因此受到威脅，所以油紙絕緣老化程度的評(píng)估成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。水分是油紙絕緣老化的主要產(chǎn)物，同時(shí)又作為老化過(guò)程的參與者，促進(jìn)油、紙纖維素水解，對(duì)絕緣材料老化產(chǎn)生不可逆的加速作用，被稱為導(dǎo)致油紙絕緣老化的“第二大殺手”，變壓器油紙絕緣水分含量的評(píng)估同樣被廣大學(xué)者重視。變壓器油老化后可以通

2、過(guò)濾油或更換新油操作改善絕緣性能，而絕緣紙因其不可更換性成為變壓器絕緣性能的直接代表，因此對(duì)絕緣紙老化狀態(tài)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確有效的診斷更具有實(shí)際意義。
　　本文為模擬已進(jìn)行濾油或更換新油操作的變壓器油紙絕緣系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)等效老化與自然吸潮制備了不同聚合度與水分含量組合的油浸紙樣品，并與新絕緣油充分混合。利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備搭建了油紙絕緣時(shí)頻域測(cè)試平臺(tái)，對(duì)所制樣品進(jìn)行PDC與FDS測(cè)試，區(qū)別研究了老化程度與水分含量各自對(duì)油浸紙介電特性的影響。

3、測(cè)試結(jié)果表明:PDC測(cè)試時(shí)間范圍內(nèi)，老化程度對(duì)油浸紙極化電流曲線的前段和中段以及去極化電流曲線的整個(gè)測(cè)試階段產(chǎn)生影響;水分含量對(duì)油浸紙極化電流曲線的整個(gè)測(cè)試階段以及去極化電流曲線中末段產(chǎn)生影響。FDS測(cè)試頻率范圍內(nèi)，油浸紙聚合度的降低使其復(fù)介電常數(shù)實(shí)部和虛部在低頻段增大，高頻段基本不變;油浸紙水分含量的增加使其復(fù)介電常數(shù)實(shí)部在102Hz以下頻域范圍內(nèi)增大，虛部在整個(gè)測(cè)試頻域范圍內(nèi)增大，且虛部曲線隨水分含量增大呈現(xiàn)向右平移趨勢(shì)。筆者以電介

4、質(zhì)極化微觀機(jī)制以及介電響應(yīng)原理為基礎(chǔ)，對(duì)以上測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析。
　　本文以PDC測(cè)試結(jié)果為基礎(chǔ)，提出以初始去極化電流idp1作為油浸紙聚合度的映射特征量，穩(wěn)態(tài)極化電流id（電導(dǎo)電流）作為水分含量的映射特征量，分別擬合出兩者之間的函數(shù)關(guān)系，以此提出基于PDC的變壓器油浸紙老化程度與水分含量評(píng)估方法。以FDS測(cè)試結(jié)果為基礎(chǔ)，提出利用復(fù)介電常數(shù)虛部的“等效下降幅度”作為油浸紙聚合度映射特征量，并擬合出特征頻率10-4Hz處復(fù)介