[发明专利]基于介电响应特性的变压器绝缘纸板受潮定量评估方法

权利要求书

1.一种基于介电响应特性的变压器绝缘纸板受潮定量评估方法，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电常数；

步骤2、实验室测试步骤：对现场测试提供的油样试品；制备不同含水量的绝缘纸试品；对绝缘纸试品进行介电谱测量；

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；计算不同含水量下变压器的整体介电谱；拟合特定频率下变压器介电常数与绝缘纸板含水量的关系；根据现场测得该频率下的变压器介电常数及特定频率下变压器介电常数与绝缘纸板含水量的关系，计算变压器绝缘纸板含水量。

2.根据权利要求1所述的基于介电响应特性的变压器绝缘纸板受潮定量评估方法，其特征在于：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，绘制复介电常数实部的频率响应特性曲线。

3.根据权利要求1所述的基于介电响应特性的变压器绝缘纸板受潮定量评估方法，其特征在于：所述计算特定频率下变压器介电常数的方法为：

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。

上述复介电常数实部的频率响应特性曲线为ε'(ω)。

4.根据权利要求1所述的基于介电响应特性的变压器绝缘纸板受潮定量评估方法，其特征在于：所述制备不同含水量的绝缘纸试品的方法为：把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，后置于空气中自然受潮不同时间，形成不同含水量的绝缘纸试品，并通过Karl-Fischer水分测试仪测量不同试品的含水量。

5.根据权利要求1所述的基于介电响应特性的变压器绝缘纸板受潮定量评估方法，其特征在于：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。

6.根据权利要求1所述的基于介电响应特性的变压器绝缘纸板受潮定量评估方法，其特征在于：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。

7.根据权利要求1所述的基于介电响应特性的变压器绝缘纸板受潮定量评估方法，其特征在于：所述拟合特定频率下变压器介电常数与绝缘纸板含水量的关系的方法为：选择低频位置的介电常数值，构建变压器介电常数与绝缘纸板含水量的函数关系。