一种换流变压器油纸绝缘陷阱电荷密度测算方法技术

本发明专利技术公开了一种换流变压器油纸绝缘陷阱电荷密度测算方法，属于换流变压器油纸绝缘老化状态评估技术领域，通过频域介电响应测试仪测试油纸绝缘结构的介质损耗因数数据，对Cole‑Cole模型进行修正，获得与自由电荷电导率相关的介电常数的表达式，获得自由电荷电导率的表征方程，获得不同频率下单位时间内的自由电荷密度，最高频和最低频之间自由电荷密度的差值，测试油纸绝缘陷阱电荷密度。起到定量计算换流变压器内部油纸绝缘内部陷阱电荷密度从而有效评估变压器内部油纸绝缘的老化状态以及无损检测便于现场实施的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种换流变压器油纸绝缘陷阱电荷密度测算方法
本专利技术属于换流变压器运维技术中的油纸绝缘老化状态评估
，特别是涉及到一种换流变压器油纸绝缘陷阱电荷密度测算方法。
技术介绍
换流变压器是特高压直流换流站的核心关键设备，其安全稳定运行是电网可靠性的重要保障。相比较传统油纸绝缘交流变压器而言，换流变压器阀侧油纸绝缘不仅长期受到热应力作用造成绝缘劣化，同时还承受交直流叠加和极性反转等复杂电场作用，容易积聚空间电荷、承受更多的直流场强分量。由于绝缘纸板与变压器油的电阻率、介电常数不同，在交、直流电场下，变压器内部油纸绝缘电场分布不同。同时，在直流电压的作用下，油纸分界面的电荷累积明显增大，容易形成空间电荷聚积现象，界面极化等松弛极化行为明显增强。现有的换流变压器运行年限差异较大，老化情况不尽相同，最长的年限已超过20年。油纸绝缘老化后由于纸板缺陷增加使得电荷积聚更加严重，并且其在绝缘劣化后引起的性能下降是不可逆转的，空间电荷的积聚可能威胁换流变压器的稳定运行，且随着换流变压器内部绝缘老化，其内部油纸绝缘陷阱增多，陷阱电荷密度加大，因此通过换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换流变压器油纸绝缘陷阱电荷密度测算方法，其特征在于：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，/n步骤一、在恒定温度下，通过频域介电响应测试仪(1)测试油纸绝缘结构(3)的介质损耗因数数据，获得不同频率下待测试品的介电常数实部ε'与虚部ε”的实验数据，所述温度为油纸绝缘结构(3)所处油浸环境的油温；所述频率为交变电压角频率；/n步骤二、考虑频域介电响应测试过程中油纸绝缘的电导损耗，对Cole-Cole模型进行修正，得到修正后的Cole-Cole模型，获得与自由电荷电导率γ(ω)相关的介电常数实部ε'与虚部ε”的表达式/n

【技术特征摘要】
1.一种换流变压器油纸绝缘陷阱电荷密度测算方法，其特征在于：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，
步骤一、在恒定温度下，通过频域介电响应测试仪(1)测试油纸绝缘结构(3)的介质损耗因数数据，获得不同频率下待测试品的介电常数实部ε'与虚部ε”的实验数据，所述温度为油纸绝缘结构(3)所处油浸环境的油温；所述频率为交变电压角频率；
步骤二、考虑频域介电响应测试过程中油纸绝缘的电导损耗，对Cole-Cole模型进行修正，得到修正后的Cole-Cole模型，获得与自由电荷电导率γ(ω)相关的介电常数实部ε'与虚部ε”的表达式



其中，τb为弛豫时间，单位：秒；εs为静态介电常数；ε∞为光频介电常数；ω为交变电压角频率，单位：弧度/秒；ε0为真空介电常数，ε0＝8.854×10-12法/米；ε'为介电常数实部，表示电介质储存电荷的能力；ε”为介电常数虚部，表示松弛极化引起的损耗；γ(ω)为自由电荷电导率，单位：西门子/米；α为分散因子；
步骤三、将修正Cole-Cole模型中的介电常数实部ε'代入虚部ε”表达式中，得到介电常数虚部ε”与自由电荷电导率γ(ω)以及介电常数实部ε'的代数关系式，获得自由电荷电导率γ(ω)的表征方程



其中，τb为弛豫时间，单位：秒；εs为静态介电常数；ε∞为光频介电常数；ω为交变电压角频率，单位：弧度/秒；ε0为真空介电常数，ε0＝8.854×10-12法/米；ε'为介电常数实部，表示电介质储存电荷的能力；ε”为介电常数虚部，表示松弛极化引起的损耗；γ(ω)为自由电荷电导率，单位：西门子/米；α为分散因子；A、B、C为计算中间变量；
步骤四、将步骤一测试所得的介电常数实部ε'与虚部ε”参数代入步骤三中的自由电荷电导率γ(ω)表征方程(2)中，并通过反复迭代计算的方式确定表达式中的εs、ε∞、α的初值，根据损耗物理意义，需保证电导损耗与...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷裕，徐攀腾，朱博，李冬冬，李建勋，陈弘基，顾硕铭，胡覃毅，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局，
类型：发明
国别省市：广东;44