基于頻域介電響應(yīng)的油紙電容式套管受潮和老化狀態(tài)評估.pdf

1、高壓套管作為電力變壓器、斷路器等電力設(shè)備的關(guān)鍵組成部分，其運行的可靠性對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定具有重要的影響。目前世界上正在運行的套管80％以上是油紙電容式套管，而由套管故障導(dǎo)致電力變壓器停運或損壞的事故占電力變壓器發(fā)生故障事件的25%~30%，且由受潮和老化缺陷造成套管故障的比率占到40%左右，但是目前傳統(tǒng)的診斷技術(shù)對于油紙電容式套管受潮和老化缺陷反映不夠靈敏，容易造成套管“帶病”運行。介電響應(yīng)技術(shù)因其抗干擾能力強、無損等特點被廣泛地應(yīng)用于油

2、紙絕緣的狀態(tài)評估。因此，本文運用頻域介電響應(yīng)技術(shù)實現(xiàn)油紙電容式套管受潮和老化缺陷的區(qū)分及定量評估，研究成果對保證套管安全運行意義重大。
　　本文主要開展三方面研究工作：首先，設(shè)計并制作油紙電容式套管模型，并模擬油紙電容式套管受潮和老化缺陷。其次，應(yīng)用頻域介電響應(yīng)技術(shù)測試分析了油紙電容式套管在不同受潮和老化程度下的頻域介電響應(yīng)特性，同時實現(xiàn)了受潮和老化缺陷的區(qū)分。最后，分別提取了反映油紙電容式套管受潮和老化缺陷的特征量并實現(xiàn)了水分和

3、老化的定量評估；研究了油紙電容式套管受潮和老化缺陷的評估方法，并對其進行了現(xiàn)場驗證。本文取得的主要成果如下：
　　①搭建了油紙電容式套管受潮和老化缺陷的頻域介電響應(yīng)特性測量平臺。按照油紙電容式套管絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，運用Comsol軟件設(shè)計了10 kV油紙電容式套管的等效幾何模型，并依據(jù)此等效幾何模型加工制作了油紙電容式套管試驗?zāi)Ｐ?，模擬了油紙電容式套管受潮和老化兩種典型缺陷，實現(xiàn)了受潮和老化油紙電容式套管的介電響應(yīng)測試。
　

4、?、讷@得了油紙電容式套管受潮和老化缺陷的頻域介電響應(yīng)特性，實現(xiàn)了水分和老化缺陷的有效區(qū)分。受潮和老化可以通過水分和老化對油紙電容式套管主絕緣頻域介損譜影響的頻段不同及絕緣油頻域電容譜低頻段變化大小的不同進行區(qū)分。受潮使套管主絕緣介損在整個頻域范圍內(nèi)增大，而老化則僅僅影響套管主絕緣的中低頻段；受潮使絕緣油的電容值在低頻段急劇增加，而老化后的絕緣油在低頻段電容值增加很小，基本保持不變。
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5、估方法。提取了能夠反映受潮和老化程度的頻域介電介損因子Stanδ(f)特征量；介損因子Stanδ(f)與水分含量和絕緣紙聚合度滿足指數(shù)規(guī)律，隨著水分含量的增加，介損因子呈指數(shù)性增加；隨著老化程度的增加，介損因子呈指數(shù)性增加。
　?、芡ㄟ^實際套管測試驗證了基于頻域介電響應(yīng)的油紙電容式套管受潮和老化狀態(tài)評估方法的有效性。分析測量溫度和測量電壓對套管主絕緣和絕緣油頻域介電響應(yīng)的影響；采用有限元仿真驗證了套管模型與實際油紙電容式套管的等效