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专利名称：一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法
技术领域：
本发明涉及一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法，属于电力设备绝 缘状态评估与寿命预测领域。
背景技术：
电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这 道防御系统中的关键设备。目前应用最广泛的电力变压器是油浸变压器，其油纸绝缘性能 的优劣直接影响变压器的电气性能和运行寿命。水分是影响绝缘油和绝缘纸绝缘性能的一 个重要因素。绝缘油中微量水分会降低绝缘系统的击穿电压和增加绝缘系统的介质损耗， 当绝缘油中水分含量超过一定阈值时，设备的绝缘性能将大大降低。水分还将直接参与油 纸纤维等高分子材料的化学降解反应，促使这些材料降解老化，从而加速绝缘系统各项性 能的劣化。绝缘纸的热老化率与其中的水分含量成正比，纸中含水量每增加一倍其机械寿 命就会减半。严重时可导致绝缘击穿、烧毁设备等事故，这是一个随变压器运行时间而逐渐 发展的不可逆的过程。因此，油纸绝缘含水量的检测对变压器安全、稳定运行具有重要的意 义。大部分的水分集中在绝缘纸板中，目前变压器绝缘油中的水分含量可以通过例行油样 采集和试验室分析来检测，所采用的方法一般为库仑滴定法。但对于绝缘纸板中的微水含 量并无法直接测得，只能借助变压器绝缘油中微水与绝缘纸板中微水的对应关系获取绝缘 纸板中微水含量的信息。这些传统的油纸绝缘微水测试方法局限于单个信息，提供的绝缘 信息十分少，只包含了微水的含量信息，而且所受的现场干扰因素多，具有无法建立变压器 绝缘状态与测试结果对应关系的局限性。

发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方 法，可实现对油纸绝缘微水含量的有效、快捷检测。本发明解决上述技术问题所采用的技术原理是基于绝缘材料的介电常数随电压 频率变化而发生变化的这一固有特性，找出其微水含量与复介电常数以及测试电压频率、 测试温度之间的一般函数关系式，然后，再将未知微水含量的油纸绝缘的复介电常数、测试 电压频率和测试温度代入一般函数关系式，求出未知的微水含量。本发明根据上述技术原 理所采用的具体技术方案包括以下步骤第一步骤，首先制备同一种型号不同微水含量的待测绝缘纸板试样，然后分别将 各试样放置在平板电极传感器中，进行人工老化处理，并用变压器绝缘油浸渍后施加频率 可调的正弦电压作为输入信号，测试每种输入信号和输出信号的电压增益M和相位差φ。第二步骤，将上述测试数据代入以下算式，计算被测试样的复介电常数ε *
权利要求
1. 一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法，其特征在于它包括如下步骤 第一步骤，制备同一型号不同微水含量的绝缘纸板试样，然后分别将各试样放置在平 板电极传感器中，进行人工老化处理，并用变压器绝缘油浸渍后施加频率可调的正弦电压 作为输入信号，测试每种输入信号和输出信号的电压增益M和相位差φ;第二步骤，将第一步骤中测试到的电压增益M和相位差φ值代入以下算式，计算被测试 样的复介电常数(^)
2.根据权利要求1所述的油纸绝缘微水含量的测量方法，其特征在于在所述第一步骤 中，其不同微水含量的待测绝缘纸试样的制备方法是先将未进行任何处理的绝缘纸板放 置在热真空容器中烘干处理至水分充分析出，然后将烘干的绝缘纸板暴露放置在空气中， 让其吸收空气中水分，直到其重量达到预定的值。
3.根据权利要求1所述的油纸绝缘微水含量的测量方法，其特征在于所述第一步骤中 的人工老化处理是指将试样放置于100°c -150°c的温度中处理500-800小时。
4.根据权利要求1所述的油纸绝缘微水含量的测量方法，其特征在于第一步骤中，输入信号和输出信号均接入示波器，测出特征参量电压增益M和相位差φ，再将特征参量代入 第二步的复介电常数计算公式中计算复介电常数。
全文摘要
本发明公开了一种基于电介质响应的油纸绝缘微水含量测量方法。本方法充分利用绝缘材料介电常数随电压频率变化而发生变化的这一固有特性，通过测试不同温度、不同微水含量试样的输出电压增益M和相位差相关特征参量，结合测试装置的等效电路进行数学计算，得出试样的复介电常数ε*。分析油纸绝缘微水含量m与复介电常数ε*、温度T和施加电压频率f之间相互影响的规律，再利用数学软件工具对测试数据的变化规律进行拟合处理，最终获得油纸绝缘微水含量m与复介电常数ε*、温度T和施加电压频率f的通用函数关系式，最后利用此函数关系式从而实现对未知油纸绝缘微水含量的计算。
文档编号G01N27/00GK102062746SQ20101053684
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者刘君, 吕玮, 吴广宁, 周利军, 曹保江, 曹晓斌, 李瑞芳, 王鹏, 高国强, 高波 申请人:西南交通大学