[发明专利]基于介电响应特性的变压器绝缘纸板老化定量评估方法

权利要求书

1.一种基于介电响应特性的变压器绝缘纸板老化定量评估方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、现场测试步骤：对被测变压器取油，将油样试品送至实验室测试；进行现场的变压器介电谱测量；计算特定频率下变压器的介损因数；

所述变压器介电谱测量的方法为：采用频域介电响应技术，通过测量不同频率电场下变压器高低压侧之间的电压和流过变压器的电流，绘制介损因数的频率响应特性曲线；

所述计算特定频率下变压器的介损因数的方法为：

在变压器高低压侧之间施加角频率为ω＝2πf的交流电压U＝U₀e^iωt时，考虑变压器油纸绝缘系统的电容C和电导G，流过变压器的电流I为：

C^*(ω)＝C'(ω)-jC”(ω)

上式中，j表示虚数部分，C^*为油纸绝缘系统等效复电容，C'和C”分别为C^*的实部和虚部，ε'和ε”分别为复介电常数的实部和虚部，tanδ为介损因数；

步骤2、实验室测试步骤：对现场测试提供的油样试品；制备不同老化程度的绝缘纸试品；通过频域响应介电谱测试方法，测量不同绝缘纸试品的介电谱；

所述制备不同老化程度的绝缘纸试品的方法为：将绝缘纸板裁剪成若干相同大小的样品，放在鼓风干燥箱中干燥，后浸于干燥绝缘油中进行加速老化实验，形成不同老化程度的绝缘纸试品，并通过“六度法则”换算为实际老化时间；

步骤3、仿真计算步骤：获取变压器绝缘纸板层数、厚度、油道距离、垫块和撑条数量并建立XY模型；计算不同老化程度变压器的整体介电谱；拟合特定频率下变压器介损因数与绝缘纸板老化程度的关系；根据现场测得该频率下的变压器介损因数及特定频率下变压器介损因数与绝缘纸板老化程度的关系，计算绝缘纸板老化程度；

所述XY模型包括纸筒、油道和撑条，其中，X值为纸筒总厚度与高低压绕组间主绝缘厚度之比，Y值为撑条总宽度与高低压绕组间主绝缘平均周长之比；

所述XY模型的理论介电谱由下式计算：

其中，j表示虚数部分，ω为角频率，T为油纸绝缘系统温度；ε*_tot(ω)为油纸绝缘系统总的复介电常数频域谱；ε*_oil(ω)为绝缘油的复介电常数频域谱；ε*_PB(ω)为绝缘纸板的复介电常数频域谱；σ(T)为绝缘油在温度T下的直流电导率；ε₀为真空介电常数，且ε₀＝8.85e^-12F/m；

所述拟合特定频率下变压器介损因数与绝缘纸板老化程度的关系的方法为：选择低频位置的介损因数，构建变压器介损因数与绝缘纸板老化程度的函数关系。