基于FDS區(qū)分熱老化和水分對油紙絕緣狀態(tài)的影響研究
張可迪，胡康，劉翔
（國網湖北省電力有限公司孝感供電公司，湖北 孝感 432100）
摘 要：為區(qū)分熱老化和水分對頻域介電特性的影響，將FDS法應用于變壓器主絕緣的老化和受潮狀態(tài)評估。通過絕緣診斷儀對制備的老化和水分試品進行FDS測量，提取1 mHz及0.1 mHz為老化試品特征頻率，100 Hz、1 kHz為水分試品特征頻率，利用特征頻率處的tanδ區(qū)分老化和水分對頻域介電特性的影響，并給出了特征頻率處tanδ與聚合度以及水分含量的定量擬合關系。研究結果表明：聚合度和水分含量與特征頻率處的tanδ均呈指數函數關系，tanδ隨著聚合度增大而減小，隨著水分含量的增大而增大。
關鍵詞：變壓器；油紙絕緣；頻域介電譜；熱老化；水分；特征頻率；介質損耗
中圖分類號：TM406 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2019)05-0058-04
Study on Differentiating Effect of Thermal Aging and Moisture on Oil Paper Insulation Based on FDS
ZHANG Ke-di, HU Kang, LIU Xiang
（Xiaogan Electric Power Supply Company of State Grid Hubei Electric Co., Ltd, Xiaogan 432100, China）
Abstract: In order to distinguish the effects of heat aging and moisture on the dielectric properties of the frequency domain, the FDS method was applied to evaluate the aging and damp state of the transformer main insulation. The aging and moisture samples were measured by FDS with insulation diagnostic instrument. The characteristic frequencies of aging samples were extracted at 1 mHz and 0.1 mHz, and the characteristic frequencies of moisture samples were 100 Hz and 1 kHz. The tanδ at the characteristic frequency was used to distinguish the effects of aging and moisture on frequency domain dielectric properties. This paper gave the quantitative fitting relationship between tanδ at the characteristic frequency and the degree of polymerization and moisture content. The results show that the degree of polymerization and moisture content are exponentially related to tanδ at the characteristic frequency. The tanδ decreases with the increase of polymerization degree and increases with the increase of water content.
Key words: transformer; oil paper insulation; frequency domain dielectric spectroscopy; thermal aging; moisture; characteristic frequency; dielectric loss
參考文獻
[1] 廖瑞金，楊麗君，鄭含博，等. 電力變壓器油紙絕緣熱老化研究綜述[J]. 電工技術學報，2012，27(5)：1-12.
[2] YEW J H, SAHA T K, THOMAS A J . Impact of temperature on the frequency domain dielectric spectroscopy for the diagnosis of power transformer insulation[C]//IEEE Power Engineering Society General Meeting, Montreal, Canada，2006：1-7.
[3] 廖瑞金，馬志欽，郝建，等. 水分對變壓器油和絕緣紙頻域介電譜特性的影響[J]. 高電壓技術，2010，36(12)：2869-2875.
[4] 文華，馬志欽，王耀龍，等. 變壓器油紙絕緣頻域介電譜特性的XY模型仿真及試驗研究[J]. 高電壓技術，2012，38(8)：1956-1964.
[5] 廖瑞金，郭沛，周年榮，等. 水分和老化對油浸絕緣紙溫度介電譜和活化能的影響[J]. 中國電機工程學報，2014，34(5)：1407-1415.
[6] ZAENGl W S. Dielectric spectroscopy in time and frequency domain for power equipmenttheoretical considerations[J].IEEE Electrical Insulation Magazine，2003，19(5)：5-19.
[7] 周利軍，李先浪，王東陽，等. 不均勻老化油紙絕緣穩(wěn)態(tài)水分分布的頻域介電譜[J]. 電工技術學報，2015，30(6)：1951-1958.
[8] 廖瑞金，劉捷豐，呂彥冬，等. 變壓器油紙絕緣含水量定量評估的頻域介電特征參量研究[J]. 電工技術學報，2015，30(1)：204-211.
[9] 王世強，魏建林，楊雙鎖，等. 油紙絕緣加速熱老化的頻域介電譜特性[J]. 中國電機工程學報，2010，30(34)：125-131.
[10] 劉捷豐. 基于介電特征量分析的變壓器油紙絕緣老化狀態(tài)評估研究[D]. 重慶：重慶大學，2015.
[11] 黎成林，曹保江，孫健翔，等. 基于FDS的變壓器油浸紙老化程度與水分含量評估方法[J]. 電力自動化設備，2017，37(1)：217-223．
[12] 董明，劉媛，任明，等. 油紙絕緣頻域介電譜特征參數提取及絕緣狀態(tài)相關性研究[J]. 中國電機工程學報，2015，35(23)：6246-6253．
[13] 王有元，高竣，劉捷豐，等. 變壓器油紙絕緣老化與水分含量評估頻域介電特征量[J]. 電工技術學報，2015，30(22)：215-221.
[14] LINHJELL D, LUNDGAARD L, GAFVERT U. Dielectric response of mineral oil impregnated cellulose and the impact of aging[J].IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation，2007，14(1)：156-169.
[15] 楊麗君，齊超亮，郝建，等. 變壓器油紙絕緣水分含量的頻域介電特征參量及評估方法研究[J]. 電工技術學報，2013，28(10)：59-66.
