[发明专利]一种应用绝缘油中水分含量测量绝缘纸中水分含量的方法

说明书

技术领域

本发明属于电学器件领域，涉及一种水分含量的测定方法，具体涉及一种应用绝缘油中水分含量测量绝缘纸中水分含量的方法。

背景技术

油浸式电力变压器是电力系统的关键设备之一。研究表明，绝大部分的变压器故障是由内绝缘问题引起的。油纸复合绝缘作为变压器内部的主绝缘系统，长期处于高温、潮湿、化学腐蚀和电磁场等恶劣环境下，其绝缘性能会显著降低，从而导致变压器的机械寿命和电气寿命严重缩短。油纸复合绝缘中的绝缘油可通过滤油、换油等措施恢复其绝缘性能，而绝缘纸不易更换、且老化是不可逆的，因此绝缘纸的老化程度直接决定了变压器的使用寿命。水解降解是绝缘纸老化的主要形式，绝缘纸中水分含量增加一倍，其机械寿命减半，热老化速度也将成倍加速；绝缘纸中水分含量多且受滤油、换油等措施的影响并不明显，其作为绝缘纸老化状态的检测指标具有更高的可靠性。

目前国际公认的判定绝缘纸达到寿命终点的参量是绝缘纸聚合度。绝缘纸聚合度是最能真实反映绝缘纸的老化程度。DL/T 596-2005《电力设备预防性试验规程》推荐聚合度低于250时，应引起注意。但是聚合度的测试需对变压器进行放油吊罩，不但实施难度大，还可能造成绝缘的损伤。对于已经投运的油浸式变压器，由于很难直接获得绝缘纸试样，在测试绝缘纸中水含量时，一般先采用卡尔费休法，即KFT（Karl Fischer Titration）法测试绝缘油中的水分含量，再根据油纸绝缘系统水分分布平衡曲线得到绝缘纸中的水分含量；目前使用的油纸绝缘水分分布平衡曲线主要是Oommen曲线。使用Oommen曲线需要水分在绝缘油和绝缘纸达到平衡状态，耗时长，且操作繁杂，因此使用该方法测试不够简便和准确。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种应用绝缘油中水分含量测量绝缘纸中水分含量的方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种应用绝缘油中水分含量测量绝缘纸中水分含量的方法，它依次包括以下步骤：

（a）取工作中油浸式电力变压器的绝缘油，实时测定绝缘油的温度T；

（b）取部分测定过温度的绝缘油置于卡尔费休滴定仪中，测量其中水分的含量W_oil；

（c）利用式（1）即可计算出绝缘纸中水分的质量百分含量W_paper，

（1）。

优化地，所述温度T为10℃~100℃。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明绝缘纸中水分含量的测定方法，它仅仅通过测定绝缘油的温度和水分含量，然后利用式（1）即可计算得到绝缘纸中水分含量，不仅步骤大幅减少，而且操作简单、所花时间很少，测量精确。

说明书附图

图1为本发明所述的实验设备布置图；

其中，1为玻璃器皿，2为含水甘油溶液，3为开孔挡板，4为开口玻璃瓶，5为绝缘纸，6为绝缘油，7为恒温箱，8为温湿度传感器，9为温湿度记录仪。

具体实施方式

本发明应用绝缘油中水分含量测量绝缘纸中水分含量的方法，它依次包括以下步骤：（a）取工作中油浸式电力变压器的绝缘油，实时测定绝缘油的温度T；（b）取部分测定过温度的绝缘油置于卡尔费休滴定仪中，测量其中水分的含量W_oil；（c）利用式（1）即可计算出绝缘纸中水分的质量百分含量W_paper，（1）。需要注意的是，所要测定的温度T最好为10℃~100℃，这样测定的数据比较准确。

上述测定方法涉及的原理如下：

绝缘油中水分饱和溶解度与绝缘油温度的关系满足Arrhenius方程，可以表述为：

（2）；

式中，W_s是绝缘油中水分饱和溶解度，单位为ppm；T是绝缘油的温度，单位为℃；A和B是关联系数，与绝缘油的组成成分、化学性质等有关。

根据弗罗因德利希吸附等温式（Freundlich Isotherm Equation），油纸绝缘体系中吸附在绝缘纸中的水分含量可以表述为：

（3）；

式中，W_paper是绝缘纸中水分的含量，用质量百分含量或质量百分比（%）表示；c是吸附平衡常数，一般随温度的升高而降低；n是表征材料吸附性能强弱的参数；P被吸附组分（水蒸汽）在气相中的平衡分压，单位为kPa。