基于频域介电谱分析的高压套管绝缘状态评估

《基于频域介电谱分析的高压套管绝缘状态评估》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于频域介电谱分析的高压套管绝缘状态评估摘要：现阶段，关于高压套管的事故层出不穷，在处理高压套管存在的相关问题时，由于现场检测技术比较低，致使诊断结果存在较低的准确性，在评估高压套管的受潮状态和绝缘老化问题时，急需采用新型无损检测方法，进而提高高压套管运行的安全性和可靠性。文章在频域介电谱分析原理的基础上，对高压套管绝缘状态的评估给予探讨。关键词：频域介电谱；高压套管；绝缘状态；绝缘检测u>A刖目目前套管事故频发、且事故的后果极为严重，因此对高压套管绝缘状态的评估显得尤为重要。针对目前油纸绝缘高压套管检测技

2、术缺乏的现状和迫切的技术需求，文章主要对电容式变压器套管进行了频谱特性介损测试。测试的目的是为了实践套管绝缘状态诊断的介质响应理论模型的应用，在套管绝缘状态检测中加强分析频域介电谱法和频率响应分析法应用，可以保证所提供的试验数据具有可行性和有效性。1频域介电谱的分析原理在复合电介质中，油纸绝缘是比较典型的，油纸绝缘一旦出现老化问题，将会对绝缘纸和绝缘油的微观结构进行改变，进而对油纸绝缘的极性和导电性产生影响，改变油纸绝缘的介电特性。在频域内，表征电介质材料的介电特性，可以利用复相对介电常数和复电容来实现，在

3、介电特性的表征中，复电容C（CD）是一项极为关键的参数，计算公式为：C（?棕）=C'（?棕）-iC"（?棕）其中，C'（?棕）表示复电容C（o）的实部，C"（?棕）表示复电容C（o）的需部，其介质损耗因数可以表示为：tan?啄（？棕）=■通过此公式可以对在不同频率下设备的介质损耗因数值进行计算。在油纸绝缘高压套管中，套管的介质响应函数对介质响应具有决定性作用，老化产物和水分的质量分数会对该函数产生极大地影响。在试验中，如果各个介质的响应函数和几何尺寸都是已知的，就可以对组合绝缘系统的电介质响应进行计算。在不

4、同介质下，液体绝缘和固体绝缘的极化特性可以通过介损频率曲线来体现。影响介质响应曲线的因素有很多，比如设备纸绝缘的含水量、温度、绝缘结合结构及油电导率等。在频域介电谱下，通过对油纸绝缘的初步研究，可以获得油纸绝缘状态和介损频率之间的初步关系，如图1所示。由图可知，曲线的整体方向会随着温度的升高不断移向高频方向，反之，则移向低频方向；在油电导率的频段内，随者油电导率的升高，曲线不断移向高频方向，反之，移向低频方向。如果绝缘老化现象加重和绝缘含水量不断增加，高、低频段会同时向上移动，反之，曲线下移；此外，曲线的形

5、状也会受到绝缘几何结构改变的影响。频段的划分，应该以特定油纸的绝缘模型为依据，此种划分并不具有严格性，在FDS测试的基础上，对介损频率曲线进行获得和对高压设备的绝缘状态进行诊断，还缺乏有效的依据。图1油纸绝缘状态和介损频率曲线之间的关系2套管绝缘装太的评估试验在本次试验中，试验数据主要来源于江门供电局的套管运行和套管制造中的频率介电谱试验。2.1油纸绝缘高压套管的FDS试验本次试验中，采用的试验仪器为IDAX300，进行测试的套管来自于变压器，在FDS进行测试时，变压器中的所有线圈应该处于短路状态，尽可能降

6、低线电感带来的影响，对于不与套管相连的线圈应该做短接和接地处理。在试验过程中，仪器的输出信号端应该与套管的高压端相连，仪器的输入信号端连接套管末屏端子，同时仪器和套管法兰应该做好相应的接地处理。在此连接方式的基础上，检测套管主电容的绝缘状况如图2所示，测试套管的状态如表1所示。表1被试套管的状态2四只套管的FDS测试结果表2四只套管的测试数据2.2试验结果的相关分析根据套管制造厂和相关试验规程的经验数据，可以了解到新套管纸绝缘的含水量一般不超过0.5%;如果套管的状态良好，纸绝缘的含水量一般低于1%;如果套

7、管处于受潮状态，其含水量的范围为13-2.0%;如果套管处于严重受潮状态，其含水量将会超过2.0%从表2可以看出，四只套管的工频介损量tanS值均低于0.5%，与现行标准相比，四只套管的tanS值均处于正常范围内。但是，测试评估结果显示，1号套管的纸绝缘含水量已经达到2.3%，由此可见，该套管状态并不是严重受潮导致的，如果继续处于正常工作状态，可能存在较大的安全隐患。所选的2号和3号套管都是检验合格的新套管，经过评估后，含水量均低于1°/。。3号套管的电压等级为llOOkV，与2号套管相比，其工艺控制标准和

8、绝缘参数均更加严格，符合FDS测试曲线。在整个测量频段(O.Ol-lOOOHz)内，3号套管的介质损耗值均比较低，即使在低频段下，介质损耗值也不会呈现明显的增加趋势，只是对水分具有较高的敏感性，通过FDS测试曲线分析，与2号套管相比，3号套管的内部绝缘状态更好。从图2可以看出，经过对低频段介损频率进行验证，套管内部对水分具有较高的敏感性。在50Hz下，2号、3号、4号套管的介损值均比较低，但是在0.01Hz下，2