[发明专利]一种基于频域复介电常数初始斜率的变压器绝缘油中糠醛含量预测方法

说明书

一种基于频域复介电常数初始斜率的变压器绝缘油中糠醛含量预测方法，步骤1：提出了复介电常数实部频域曲线的初始斜率k，用于分析变压器绝缘老化的程度。步骤2：实验室中搭建实验平台，变压器模型采用三电极装置代替，通过加速热老化制备了不同糠醛含量的老化样本，用以探究复介电常数实部频域曲线的初始斜率k与油纸绝缘老化程度的关系。步骤3：根据实验数据结果分析，结合电介质理论得出，k用于分析绝缘老化的程度，与绝缘介质的夹层极化与偶极子式极化过程有关，得到了k的绝对值与Cq的拟合关系式|k|=15770Cq－2339，该关系式表明|k|越小，变压器绝缘状态越好。本发明提出的复介电常数初始斜率k可以很好的评估变压器的老化程度，无需进行繁琐的取油操作，也避免了取油过程中对变压器绝缘结构造成的不确定损坏。

技术领域

本发明属于油纸绝缘电力设备的绝缘状态诊断检测与寿命评估领域，特别涉及一种基于频域复介电常数初始斜率的变压器绝缘油中糠醛含量预测方法。

背景技术

电力变压器作为电能传输和配送过程中能量转换的核心，是保证电网安全运行的关键设备，变压器运行失效会造成巨大的直接与间接的经济损失，严重影响人民生活及社会生产。由内绝缘失效引发的变压器故障占据其运行故障的重要部分。变压器内绝缘主要由矿物油和纤维纸构成的复合绝缘组成，在运行过程中受到电、热、机械、化学等因素影响发生老化，引起绝缘性能的下降。油纸绝缘性能的优劣直接决定变压器的使用寿命，如何准确评估现役变压器的绝缘状态及剩余寿命具有重要的现实意义与学术研究价值。

传统的绝缘状态评估方法只能给出固体绝缘状态的部分信息，已经不能满足现在电力企业的需求。最近几十年国内外学者提出了一些新的诊断方法，这些方法均是以介电响应为基础的。频域介电谱是一种基于介电响应理论现场诊断电力变压器的非破坏性检测方法，它能够表征介质的绝缘状况及老化状态，已经被广泛应用。

与其他介质损耗等特征量相比，对复电容实部初始斜率特征量的研究几乎没有，且目前国内外大多数研究当中，都是在定性的处理分析油纸绝缘受潮老化的问题，少有定量的评估方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于频域复介电常数初始斜率的变压器绝缘油中糠醛含量预测方法，定义了油纸绝缘复介电常数实部的频域曲线初始斜率k，深入探究了 k值随老化状态的变化规律，发现|k|值随糠醛含量的增加，即老化程度的加深而逐渐变大；在实验室中搭建平台，制备了不同糠醛含量的老化样品并进行频域复介电常数测试，对实验结果分析与处理后得出，k值与糠醛含量有很好的线性关系，可用于检测评估变压器的老化状态。该方法可以在不对变压器吊芯，不破坏绝缘材料，不用取样的前提下分析油纸绝缘受潮状态，并给出能准备评估变压器绝缘性能及剩余寿命的有效依据。

本发明采取的技术方案为：

一种基于频域复介电常数初始斜率的变压器绝缘油中糠醛含量预测方法，包括以下步骤：步骤1：提出了复介电常数实部频域曲线的初始斜率k，经实验研究，k的值对变压器绝缘油糠醛含量的变化反映灵敏，k值与糠醛含量有着很好的递变关系，而糠醛含量与油纸绝缘老化程度密切相关，因此可用于分析变压器绝缘老化的程度。

步骤2：实验室中搭建实验平台，变压器模型采用三电极装置代替，通过加速热老化制备了不同糠醛含量的老化样本，用以探究复介电常数实部频域曲线的初始斜率k与油纸绝缘老化程度的关系；

步骤3：根据实验数据结果分析，结合电介质理论得出，k用于分析绝缘老化的程度，与绝缘介质的夹层极化与偶极子式极化过程有关，得到了k的绝对值与Cq的拟合关系式|k|＝15770Cq－2339，该关系式表明|k|越小，变压器绝缘状态越好。