一种基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评估方法技术

一种基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评估方法，包括如下步骤：将待测油纸绝缘电力设备与电力线路断开连接，将频域介电谱测试仪可靠接地，并将频域介电谱测试仪与待测油纸绝缘电力设备进行连接；测量获得所述油纸绝缘层复电容的频率特性曲线；对所述复电容的频率特性曲线进行解谱处理，获得解谱后的复电容的频率特性曲线，并获得对应的特征频率fp；通过下述公式计算获得当前油浸纸板平均聚合度DP；根据所述获得的DP值所处的范围区间，获得所述待测油纸绝缘电力设备的老化状况。本发明专利技术的实施例不用吊芯、不破坏绝缘材料，不用取样，就可以准确评估绝缘纸平均聚合度DP值，判断油纸绝缘老化状态。

【技术实现步骤摘要】
一种基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评 估方法
本专利技术属于油纸绝缘电力设备的绝缘状态诊断与寿命评估领域，涉及一种基于频 域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态的评估方法。
技术介绍
油纸复合绝缘是一种重要和优良的绝缘组合方式，一直被成功用于大型变压器、 套管、互感器、电容器、电缆等电力设备。在油纸绝缘电力设备行过程中，其油纸绝缘长期 承受热、电、机械、化学等多种外部应力作用，导致自身绝缘和机械性能逐渐下降并可能造 成故障。因此，准确诊断油纸绝缘系统的老化状态，对预测油纸绝缘电力设备的寿命至关重 要，也是实现油纸绝缘电力设备状态维护的前提和基础。为了维护油纸绝缘设备的安全运行，长期以来电力系统通过定期进行常规预防性 试验的方法对设备的运行状态进行检测(DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》)，该方 法在几十年的应用过程中发挥了重要的作用。但近年来随着能源短缺、负荷增加以及维修 费用减少等因素的影响，原有的预防性试验由于检修周期长、缺乏真实性，存在维修不足或 超量现象，逐渐向状态维修体制转化，但在实际执行中，如何对设备的绝缘状况和剩余寿命 进行很好的评估，仍存在不少问题。目前判断油纸绝缘电力设备绝缘老化的方法主要有张应力测量、聚合度(DP)测 量、溶解气体分析(DGA)检测法、糠醛判据等。其中，DGA检测法和糖醛判据等方法均存在不 同的不足之处；而张应力测量、聚合度测量都需要停电采集纸样(例如，需要将变压器进行 吊芯处理才能提取绝缘纸样)，操作程序复杂且可能破坏变压器绝，另外当绝缘纸样选取的 区域不同会带来老化评估的误差，无法及时发现固体绝缘的老化趋势。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备 绝缘老化状态评估方法，无需破坏变压器绝缘，即可以方便地获得油纸绝缘电力设备绝缘 老化状态，且误差小。为了解决上述技术问题，本专利技术的实施例的一方面提供一种基于频域介电谱的油 纸绝缘电力设备绝缘老化状态评估方法，包括如下步骤将待测油纸绝缘电力设备与电力线路断开连接，将频域介电谱测试仪可靠接地， 并将频域介电谱测试仪与待测油纸绝缘电力设备进行连接；为所述频域介电谱测试仪进行参数设置，包括变频电压UJf)的峰值Utlmax，最高测 试频率fH和最低测试频率4 ;测量获得所述油纸绝缘层复电容的频率特性曲线，每一频率所对应的复电容包括 电容实部C和电容虚部C ；对所述复电容的频率特性曲线进行解谱处理，获得解谱后的复电容的频率特性曲线，并获得对应的特征频率fp ;通过下述公式计算获得当前油浸纸板平均聚合度DP Z= (p1+p2lnx+p3ln2x+p4ln3x+p5y+p6y2) / (l+p7lnx+p8ln2x+p9y)其中，x=lgDP, DP表示油浸纸板的聚合度；y表示油纸绝缘层的温度，单位为。C ； z=lgfp, fp为特征频率，单位为Hz !P1-P9为给定参数；根据所述获得的DP值所处的范围区间，获得所述待测油纸绝缘电力设备的老化状况。其中，所述变频电压峰值Utlmax设定为200V，将充放电时间设定为相等，即fH设定为 IkHz, fL 设定为 ImHz。其中，所述对所述复电容的频率特性曲线进行解谱处理，获得解谱后的复电容的频率特性曲线，并获得对应的特征频率fp的步骤为将所述测量获得的复电容频率特性曲线中每一频率所对应的复电容的电容实部 C'减去所述频率对应的稳定值，电容虚部C不变；获得解谱后的复电容的频率特性曲线.将所述解谱后的复电容的频率特性曲线上电容实部与电容虚部相等处对应的频率作为所述特征频率fp。其中，所述公式中P1= . 54 X 103，p2=-2. 35 X 104，p3=2. 47 X 104，ρ4=-8· 69 X 103，ρ5=-5. 3 X 100, ρ6=6. 57Χ 1(Γ2，P7=-L 04Χ 1(Γ2，ρ8=8. 74Χ101, ρ9=1. 5Χ ΙΟ0。其中，所述根据DP值所处的范围区间，获得所述待测油纸绝缘电力设备的老化状况的步骤为 若所述DP值处于120(Γ1800区间时，判定所述待测油纸绝缘电力设备的整体绝缘处于寿命初期；若所述DP值处于50(Γ1200区间时，判定所述待测油纸绝缘电力设备的整体绝缘处于寿命早期；若所述DP值处于25(Γ500区间时，判定所述油纸绝缘电力设备的整体绝缘处于寿命中期；若所述DP值处于15(Γ250区间时，判定所述油纸绝缘电力设备的整体绝缘处于寿命末期；所述DP值处于150以下时，判定所述油纸绝缘电力设备的整体绝缘无绝缘能力。其中，所述频域介电谱测试仪为瑞典PAX公司生产的FDS IDAX-206绝缘诊断分析仪。其中，对于每一特定的变压器类型，所述每频率对应的稳定值为恒定值，其可预先通过测量获得并存储。实施本专利技术的实施例，具有如下有益效果本专利技术基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评估方法，可以在不吊芯、不破坏绝缘材料，不用取样的前提下分析油纸绝缘老化状态，为准确评估油纸绝缘电力设备绝缘性能和预测剩余寿命提供可靠依据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术中采用频域介电谱测试原理图2是本专利技术油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评估方法的一个实施例中的流程 图3是本专利技术一个实施例中的测试油纸绝缘变压器的试验接线图4是本专利技术一个实施例中测试得到的油纸绝缘变压器的复电容频率特性曲线 图5是对图4中的复电容频率曲式线图进行解谱后的油纸绝缘变压器的复电容曲 线频率图。具体实施方式下面参考附图对本专利技术的优选实施例进行描述。本专利技术提供一种下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1所示，是本专利技术采用的频域介电谱测试原理图。其具体操作为给被测试绝 缘层施加变频电压激励，同时测量电流，然后根据不同频率下的电压和电流计算得到对应 频率下的复电容。当电场作用在电介质上时，可观察到两种介电响应现象电导和极化。电 导是由于载流子即电子和离子的不断移动而形成的，而极化是由于电介质内部沿电场方向 出现宏观偶极矩而形成。介质的极化过程相当复杂，它与介质的老化、劣化和受潮等状态密 不可分。极化去极化电流法通过测量绝缘介质的去极化电流，并进行分析处理以判断油纸 绝缘系统的绝缘状况。如图2所示，是本专利技术一种基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评 估方法的流程图。从中可以看出，本专利技术的方法包括如下步骤步骤S20，将待测油纸绝缘电力设备与电力线路断开连接，将频域介电谱测试仪可 靠接地，并将频域介电谱与待测油纸绝缘电力设备的油纸绝缘层连接；步骤S21，为所述频域介电谱测试仪进行参数设置，包括变频电压UJf)的峰值 U0max,最高测试频率fH和最低测试频率4;其中，在一些实施例中，所述变频电压峰值U0max设 定为200V，将充放电时间设定为相等，即fH设定为1kHz，fL设定为ImHz。步骤S22，测量获得所述油纸绝缘层的复电容的频率特性曲线，每一频率所对应的 复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评估方法，其特征在于，包括如下步骤：将待测油纸绝缘电力设备与电力线路断开连接，将频域介电谱测试仪可靠接地，并将频域介电谱测试仪与待测油纸绝缘电力设备进行连接；为所述频域介电谱测试仪进行参数设置，包括变频电压U0(f)的峰值U0max，最高测试频率fH和最低测试频率fL；测量获得所述油纸绝缘层复电容的频率特性曲线，每一频率所对应的复电容包括电容实部C′和电容虚部C″；对所述复电容的频率特性曲线进行解谱处理，获得解谱后的复电容的频率特性曲线，并获得对应的特征频率fp；通过下述公式计算获得当前油浸纸板平均聚合度DP：z=(p1+p2lnx+p3ln2x+p4ln3x+p5y+p6y2)/(1+p7lnx+p8ln2x+p9y)其中，x=lgDP，DP表示油浸纸板的聚合度；y表示油纸绝缘层的温度，单位为°C；z=lgfp，fp为特征频率，单位为Hz；p1～p9为给定参数；根据所述获得的DP值所处的范围区间，获得所述待测油纸绝缘电力设备的老化状况。

【技术特征摘要】
1.一种基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评估方法，其特征在于，包括如下步骤将待测油纸绝缘电力设备与电力线路断开连接，将频域介电谱测试仪可靠接地，并将频域介电谱测试仪与待测油纸绝缘电力设备进行连接；为所述频域介电谱测试仪进行参数设置，包括变频电压U0 (f)的峰值Utlmax，最高测试频率fH和最低测试频率4;测量获得所述油纸绝缘层复电容的频率特性曲线，每一频率所对应的复电容包括电容实部CT和电容虚部C；对所述复电容的频率特性曲线进行解谱处理，获得解谱后的复电容的频率特性曲线， 并获得对应的特征频率fp;通过下述公式计算获得当前油浸纸板平均聚合度DP Z= (p1+p2lnx+p3ln2x+p4ln3x+p5y+p6y2) / (l+p7lnx+p8ln2x+p9y)其中，X=IgDP, DP表示油浸纸板的聚合度；y表示油纸绝缘层的温度，单位为° C ； z=lgfp, fp为特征频率,单位为Hz !P1 p9为给定参数；根据所述获得的DP值所处的范围区间，获得所述待测油纸绝缘电力设备的老化状况。2.如权利要求1所述的基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评估方法， 其特征在于所述变频电压峰值Utlmax设定为200V，将充放电时间设定为相等，即fH设定为1kHz，fL 设定为ImHz。3.如权利要求2所述的基于频域介电谱的油纸绝缘电力设备绝缘老化状态评估方法， 其特征在于，所述对所述复电容的频率特性曲线进行解谱处理，获得解谱后的复电容的频率特性曲线，并获得对应的特征频率fp的步骤为将所述测量获得的复电容的频率特性曲线中每一频率所对应的复电容的电容实部C 减去所述频率对应的稳定值，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：田杰，吕启深，张冠军，汤明杰，雷敏，白帆，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：