介质响应测试技术作为一种无损测试方法,被广泛应用于电介质绝缘材料的绝缘性能参数测量及状态评估中。传统的频域介质响应测试采用标准正弦波电压作为激励,以扫频方式完成高频到低频范围内的测试。该方法的主要缺点是在低频段进行测试时需要耗费大量时间,极大地限制了其在现场的应用。该文以多频正弦波代替传统的标准正弦波作为电压激励,研究该激励波形参数的优化方法,通过傅里叶分析,对多频正弦激励下的单频分量进行分离,进而计算得到各谐波频率下油纸绝缘的复电容、介质损耗等参数,在保证测试精度的前提下实现缩短频域介电谱测试时间的目的。基于该方法,采用自制的测试硬件及分析系统,对油浸绝缘纸板以及高压试验变压器在0.1 m Hz^1 k Hz范围内进行频域介电谱测试,并与Megger公司的IDAX-300测试结果进行对比。结果表明:两种方法测试结果能够很好地吻合,相对误差不超过1%;采用优化后的多频正弦激励测试方法仅耗时2.9 h,相比于采用扫频方式的IDAX-300,相同测试条件下节省测试时间8 h。
为研究热老化时间及测试温度对油纸绝缘时域介电特性的影响,以及更好地应用时域介电响应技术评估变压器油纸绝缘老化状态,首先进行了不同热老化时间及不同测试温度下油纸绝缘绕组模型的极化/去极化电流(polarization and depolarization current,PDC)测试,然后通过扩展Debye模型实现时域介电测试技术间转换,深入研究了热老化时间及测试温度对时域介电特性及其特征参量的影响,最后提出运用时间及幅值平移因子构造电流标准主曲线以消除测试温度对时域介电特性影响的方法。结果表明:油纸绝缘时域介电特性及特征参量受热老化时间及测试温度影响较大;在应用时域介电响应技术评估变压器油纸绝缘状态时,必须考虑测试温度的影响,否则将导致评估结果失实;通过本文方法绘制的电流标准主曲线不仅能消除测试温度对时域介电特性的影响,还能实现在不额外延长实际测试时间的前提下,获得更多反映油纸绝缘状态的时域介电响应信息,并通过实验验证该方法的有效性。
水分是影响变压器油纸绝缘性能的一个重要因素。为了评估变压器主绝缘中的含水量,从而对变压器的绝缘状态及剩余寿命进行可靠预测,本文利用时域介电响应技术的极化/去极化电流法(Polarization and Depolarization Current,PDC)对变压器油纸绝缘含水量进行了深入研究。首先,在实验室内制备了不同含水量的油浸渍绝缘纸板样品,然后,利用Matlab程序仿真了样品的实测PDC图谱并获取了扩展Debye模型参数。最后,提出了两个能够量化油浸渍绝缘纸板油纸绝缘含水量的新特征量——极化电量斜率Kp与稳定极化电量Qp-5000。分析结果表明:特征量Kp与Qp-5000对纸板样品的含水量变化非常敏感。该特征量与纸板含水量存在指数函数关系。因此,Kp和Qp-5000可以用于变压器油纸绝缘含水量的定量评估。
