基于介電頻譜法的油紙絕緣微水含量研究.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展，中國電力工業(yè)在過去的幾十年里發(fā)展迅速，投運(yùn)的電力變壓器日益增多。電力變壓器的安全運(yùn)行是避免電網(wǎng)重大事故的第一道防御系統(tǒng)，如果一臺大型電力變壓器在系統(tǒng)中運(yùn)行時出現(xiàn)故障，可能引發(fā)大面積停電，其檢修期一般要半年以上，給國民經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失，給人民帶來巨大不便。目前應(yīng)用最廣泛的電力變壓器是油浸變壓器。其油紙絕緣性能的優(yōu)劣直接影響電氣性能和運(yùn)行壽命。在所有油紙絕緣性能影響因素中，水分是其中一個重要因素。油中微量水

2、分會降低絕緣系統(tǒng)的擊穿電壓和增加絕緣系統(tǒng)的介質(zhì)損耗，當(dāng)油中水分含量超過一定閾值時，設(shè)備的絕緣性能將大大降低。油紙絕緣系統(tǒng)吸潮會使絕緣材料降解老化、介質(zhì)損耗增加、絕緣電阻降低，局部放電起始電壓也隨之下降，最終導(dǎo)致變壓器的運(yùn)行壽命受到嚴(yán)重影響。因此，整個油紙絕緣系統(tǒng)含水量的評估工作對變壓器安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。
　　 變壓器油中的水分含量可以通過例行油樣采集和試驗室分析來檢測，所采用的方法一般為庫侖滴定法。但變壓器一旦投入運(yùn)

3、行，因無法獲取其絕緣紙的試樣，要估計紙中的水分含量是比較困難的。傳統(tǒng)的方法是先測定油中微水含量，然后通過微水含量分布曲線間接獲得油紙絕緣系統(tǒng)的微水含量值。因此如果能直接對分析絕緣紙/油所構(gòu)成的整個油紙絕緣體系的微水含量進(jìn)行分析研究就顯得尤為重要。
　　 本文采用以電介質(zhì)響應(yīng)為理論基礎(chǔ)的介電頻譜法(FrequencyDomainSpectroscopy)對油紙絕緣的微水含量進(jìn)行研究。借助實(shí)驗室的儀器和設(shè)備，搭建油紙絕緣介質(zhì)響應(yīng)測試

4、的實(shí)驗平臺。運(yùn)用Ansoft12Maxwell2D電磁仿真軟件對整個油紙絕緣系統(tǒng)模型的進(jìn)行仿真，考察介電測量系統(tǒng)平板電容傳感器之間的電磁場分布，以及油紙絕緣中的電流密度以及介質(zhì)損耗分布情況。通過加速熱老化試驗?zāi)M變壓器油紙絕緣的老化，在變壓器實(shí)際運(yùn)行過程中不同溫度下對油紙絕緣系統(tǒng)模型進(jìn)行介電測試，研究其介電頻譜在不同溫度、不同老化程度和不同微水含量條件下的變化規(guī)律；通過對油紙絕緣介電特性的分析，找出溫度、施加電壓頻率、復(fù)介電常數(shù)與其微水