频域介电谱

摘要： 针对吸收比等传统电气参数测试结果分散性大、易受外界干扰等问题,提出将频域介电谱技术引入发电机定子主绝缘受潮状态评估过程。对不同老化状态的定子主绝缘样品进行受潮试验,得到不同状态样品的吸收比和介质损耗频域谱。结合灰色关联法,深入分析测试结果,划分四种绝缘受潮状态和四个特征频段,通过特征频段的介损积分值构建标准状态向量组,定性评估绝缘受潮状态;根据介损积分随频率单调递增趋势,定义测试频段介损积分最大值为受潮评估因子,与吸收比建立指数拟合关系,定量评估绝缘受潮状态,引入频温平移因子校正不同测试温度下的介质损耗曲线,并计算活化能,证明该方法的可行性。通过实验室样品验证,为频域介电谱法在环氧-云母复合绝缘状态评估上的应用提供了新思路。

摘要： 变压器油与绝缘清洗剂大量应用于电力系统,介质损耗因数作为绝缘介质的一种重要指标,其测量结果会受到温度和频率的影响。试验了温度、电压和频率对变压器油和绝缘清洗剂介质损耗因数的影响,结果表明,变压器油与绝缘清洗剂介质损耗因数tanδ在30°C~90°C范围内随着温度升高而增大,tanδ在频率10^(-4)Hz~10^(3) Hz范围内随频率增大而减小,电极间外加频率越低,温度对tanδ影响越大,表现为温度越高tanδ越大。试验结果对变压器油与绝缘清洗剂的选用和研发具有重要意义。

摘要： 基于油纸绝缘的新型等效拓扑结构——混联模型,提取了多种模型特征参数,从而对油纸绝缘含水率进行定量评估。首先,利用油纸绝缘设备的实测频域介电谱,基于参数吻合度确定混联模型的极化支路取值范围;然后,结合实验与实测数据对比了混联模型和扩展德拜(Debye)模型在反映油纸绝缘受潮信息的差异;最后,基于混联模型研究了油纸绝缘含水率对不同支路参数的影响规律,建立了各参数与油纸绝缘受潮状态的定量关系式。结果表明:极化支路总数为5~7时模型参数的辨识效果较好;混联模型能够更加准确表达油纸绝缘系统的介电响应信息;所提取的模型特征参数可初步实现对绝缘纸含水率的定量评估。

摘要： 变压器油纸绝缘系统在运行中需要承受电、热等共同作用,目前一般研究工作重点在电故障、热故障以及电或热老化对油纸的特性影响,而电热联合老化特性研究较少。该文通过研究油纸绝缘电热联合老化,对不同老化阶段油纸结构的聚合度,抗张强度和频域介电谱特性进行测量和研究。研究结果得到了电热联合老化条件下的聚合度的二阶模型以及聚合度与抗张强度的拟合公式。进一步研究频域介电谱发现随着老化时间的增加,在低频区εr和tanδ随频率的减小而有不同的增大趋势。在10-3,10-1Hz频率区εr和tanδ与绝缘纸老化状态有明显的相关关系,拟合得到在10-3、10-2及10-1Hz特征频率处的εr和tanδ值与绝缘纸聚合度的指数函数关系。该研究将为油纸绝缘在电热联合作用下的老化机理及应用FDS无损评估变压器油纸绝缘状态提供方案。

摘要： 该文测量并分析了不同水分和老化程度绝缘油的时频域介电响应,通过频域介电谱分析绝缘油弛豫时间较小的弛豫过程,通过极化电流分析绝缘油弛豫时间较大的弛豫过程和直流电导过程,并研究水分含量和老化程度对弛豫过程特征参数的影响。研究表明,绝缘油频域介电谱可以分为直流电导频段、弛豫极化频段和高频极化频段三个频段。直流电导频段和高频极化频段的实部恒定,虚部与频率成反比,表现为电阻特性。但两个频段的损耗机制不同,前者以电导损耗为主,由直流电导率决定;后者以极化损耗为主,由高频电导率决定。绝缘油的水分含量对直流电导率影响较大,老化程度对高频电导率影响较大。绝缘油频谱在弛豫极化频段的实部和虚部斜率随频率发生变化,表现为明显的弛豫过程。水分含量会减小绝缘油的弛豫时间,老化程度对弛豫时间影响较小。

摘要： 0引言变压器套管是变压器的重要组成部分,其作用是将变压器高压侧和低压侧绕组的引线从变压器的油箱引出,并且起到固定引线、高压对外壳及地绝缘的作用。绝缘套管的种类包括纯瓷套管、冲油套管和电容型套管等,其中电容型套管广泛应用于电压等级高的设备。油纸电容式变压器套管由油枕、瓷套、电容芯子、连接法兰和均压球等组成。

摘要： 为了研究受潮状态下油纸绝缘样品的电导与极化特性,并提取能够准确量化油纸绝缘样品受潮程度的特征参量。采用一种新型弛豫响应模型——混合极化电路模型来探究频域介电谱技术在油纸绝缘受潮状态评估中的应用。首先,推导了该模型的频域介电响应函数,并基于FDS实测数据进行模型参数辨识;其次,研究温度和水分含量对模型参数的影响规律,进而提取出3个油纸绝缘受潮状态特征参量——绝缘电阻R_(g)、平均串联极化支路时间常数τ_(p)与平均界面极化支路时间常数τ_(h);最后,实验结果表明,混合极化电路模型能够准确拟合复合绝缘介质的弛豫响应过程,所提取的特征参量与油纸绝缘水分含量存在明显的指数关系,有助于实现电力设备受潮状态的定量评估。

摘要： 硅油作为矿物油潜在的替代品,已经广泛运用在变压器等油浸式电力设备当中。为了研究受潮对硅油浸渍绝缘纸频域介电性能的影响,该文首先通过理论推导提出了一种介电响应测试中电导损耗和极化损耗的分离方法;然后制备了不同水分含量的硅油浸渍绝缘纸样品,对实验结果中的电导损耗和极化损耗进行了分离,并讨论了水分含量对介电响应过程的影响规律;最后通过对数据进行HN(Havriliak-Negami)模型参数辨识,提取了介电特征量与水分含量之间的映射关系。研究结果表明:不同水分含量硅油浸渍绝缘纸极化损耗曲线均存在损耗峰,随水分含量增加,损耗峰的频段逐渐变宽,且向高频方向移动;所提电导损耗和极化损耗分离方法能够显著提高HN模型数据重构精度;介电驰豫强度Δε、积分特征量S、S和水分含量之间满足的函数关系可以为硅油浸渍绝缘纸水分含量评估提供参考。

摘要： 在变压器绝缘检测领域,用频域介电谱法对变压器绝缘状态进行评估,需要根据绝缘结构参数计算出油浸绝缘纸的频谱,然而待测变压器的绝缘结构往往是未知的,这极大地制约了频域介电谱法的现场应用。该文基于油浸绝缘纸频谱二阶斜率方均根,实现一种无需已知绝缘结构参数的变压器油浸绝缘纸频谱的提取方法。通过测量不同水分条件和绝缘结构的油纸绝缘样品的频域介电谱,根据绝缘结构参数计算油浸绝缘纸的频谱。研究发现,偏离实际值的绝缘结构参数会影响计算的油浸绝缘纸频谱的大小和形态,从而使得计算频谱的二阶斜率方均根显著增大。水分含量越高,影响越小。因此,通过遍历不同绝缘结构参数计算的油浸绝缘纸频谱,分析频谱二阶斜率方均根最小值对应的绝缘结构参数和油浸绝缘纸频谱,可以实现无需已知绝缘结构参数的变压器油浸绝缘纸频谱的提取。

摘要： 针对低温引起油浸式电流互感器故障的问题,对油浸式电流互感器在低温环境(-60~0°C)下开展了介质损耗因数的常规测试及频域介电谱测试,应用介电理论分析了油浸式电流互感器介损低温特性存在差异的原因,并基于频域介电谱提出了一种油浸式电流互感器介损低温特性判定及定性诊断方法,实现了油浸式电流互感器绝缘状态的定性诊断。

摘要： 频域介质响应(FDS)测试技术作为一种无损的测试方法,被广泛应用于评估电介质材料的绝缘性能及状态.传统的测试方法采用标准正弦波电压作为激励,以扫频的方式完成高频到低频范围内的测试,由于在低频段测试需耗费大量时间,极大地限制了其在现场的应用.本文基于系统辨识理论,辨识得到拟合度超过97％的变压器绝缘等效数学模型,利用等效模型可通过计算得出低频段介电响应参数并绘制频域介电谱.本文提出的方法绘制lmHz到1Hz的频域介电谱曲线仅需10分钟,相较于传统方法节省超过90％测试时间,且不受测试频率点总数的限制,可获得低频段范围内任意频率点的介电响应参数.

摘要： 电力变压器有机绝缘材料老化将产生水分,而水分的比例则影响其频域介电谱.本文介绍了频域介电谱检测的基本理论,分析了水分与温度对其影响,并通过一个实际例子介绍了该方法在电力变压器老化状态评价方面的应用.结果表明,通过检测变压器的频域介电谱,可以有效地评价变压器的老化情况.

摘要： 为研究电力设备绝缘状态对其频域介电响应的影响,建立并完善基于频域介电谱的绝缘诊断方法,对各种不同绝缘状态的现场设备进行了测量和分析.研究发现,随着绝缘系统老化程度的加深,在频域上介损呈增大趋势,对应的tanδ-f曲线极小值增大且向高频移动.受潮也会引起介损的增加,与老化产生相同的效果.广泛收集不同状态下油纸绝缘的介电频谱数据并建立数据库,有望实现对绝缘状态的无损、准确评估.

摘要： 基于介质响应的频域介电谱法可应用于变压器油纸绝缘状态评估，目前该方法在变压器油纸绝缘状态评估中其随温度、水分、老化等因素变化的定性研究较多，而定量描述并量化该方法并应用于油纸绝缘状态评估中的研究较少。本文引入具有两个弛豫时间常数的Cole-Cole模型用于变压器油纸绝缘频域介电谱特征参量提取，然后采用新型介质响应分析仪DIRANA在不同温度下测量油纸绝缘试品频域介电谱并进行特征参量提取，研究温度对该模型特征参量的影响规律。结果表明，采用具有两个弛豫时间常数的Cole-Cole模型可有效描述油纸绝缘频域介电谱；随着温度升高，第二极化过程、直流电导作用过程及跳跃电导作用过程明显增强，直流电导率、跳跃电导率及弛豫时间常数遵循Arrhenius方程。

摘要： 为研究电力设备绝缘状态对其频域介电响应的影响,建立并完善基于频域介电谱的绝缘诊断方法,对各种不同绝缘状态的现场设备进行了测量和分析。研究发现,随着绝缘系统老化程度的加深,在频域上介损呈增大趋势,对应的tanδ-f曲线极小值增大且向高频移动。受潮也会引起介损的增加,与老化产生相同的效果。广泛收集不同状态下油纸绝缘的介电频谱数据并建立数据库,有望实现对绝缘状态的无损、准确评估。

摘要： 频域介电谱法作为一种无损的电气诊断技术,非常适用于变压器油纸绝缘状态的现场诊断.考虑到水分对变压器油纸绝缘系统的巨大危害。本文利用Concept80宽频介电谱系统测试了不同微水含量的矿物绝缘油、油浸普通绝缘纸和油浸绝缘纸板的频域介电谱,分析了水分对油纸绝缘试品的复相对介电常数实部和介质损耗因数的影响规律.研究表明:矿物油-纸绝缘试品的介电性能受水分的影响极大;矿物油的直流电导率随着水分含量的增加呈指数规律增大,在10-3Hz-10-1Hz 范围内,水分含量小于5%的油浸普通绝缘纸和油浸绝缘纸板的复相对介电常数实部均随其水分含量增加呈线性规律增大.因此,可通过矿物油的介质损耗因数(直流电导率)评估油中水分含量,利用油浸绝缘纸在10-3Hz-10-1Hz 范围内的复相对介电常数实部可量化油浸绝缘纸含水量。

摘要： 为保证电力变压器的安全、可靠运行并提高其剩余寿命预测的准确度，水分含量的准确评估是关键因素之一。为了更好地研究油纸绝缘的频域介电谱(FDS)特性,本文对在实验室获得的不同水分含量的油纸绝缘样品30°C下进行频域介电谱测量;在深入研究水分含量对油纸绝缘复相对介电常数及介质损耗频域谱特性影响的基础上,运用修正Cole-Cole模型提取不同水分含量下油纸绝缘的频域介电特征参量并分析其变化规律.结果表明:频域介电谱反映油纸绝缘水分含量变化较为敏感,且tanδ在10-4Hz～103Hz范围内随水分含量增加明显增大;水分含量的增大会使α与β弛豫分量及及直流电导率σdc作用分量呈现一定的平移特性.

摘要： 利用频域谱技术估计含水量的方法从介电响应的角度上为油纸绝缘的状态诊断提供了新的思路.本文基于XY模型提出了一套可用于准确评估油纸绝缘水分含量、油电导率和结构参数的算法,同时结合实验室测试和现场应用验证了该算法的有效性.研究结果表明:温度对频域谱曲线的影响满足Arrhenius关系,可通过温度校正消除其影响;在获得不同含水量纸板ε*-f曲线的基础上,可通过使XY模型曲线与实测曲线逼近的方法求取油纸绝缘的相关参数值;通过比较本文算法与MODS(Modelling Software)的估算结果,水分含量值的差异不超过0.1％,油电导率不超过一个数量级.

摘要： 油纸绝缘结构的变压器在运行过程中受到热、水分、氧气等诸多因素的作用，油纸绝缘复合电介质的微观结构会发生变化，必将导致其介电特性发生变化。采用测量油纸绝缘的介质响应来分析判断油纸绝缘的老化状态，进而可用于评估变压器运行老化寿命，具有重要的现实意义。本文运用无损电气诊断新技术频域介电谱技术(FDS)重点量化了温度对油纸绝缘试品的相对介电常数.r和介质损耗因数tanδ的影响程度。结果表明：不同老化程度油纸绝缘试品(110°C、130°C)在10-3 Hz时的.r和tanδ值与绝缘纸聚合度满足指数函数关系；不同老化程度油纸绝缘试品(110°C、130°C)在10-3 Hz时的.r和tanδ值随测试温度的升高呈指数函数规律增大；研究成果为将频域介电谱技术运用于变压器老化状态无损诊断提供了保证。

摘要： 植物油由于具有高燃点、高降解率和可再生等优点，使其成为了一种有望替代矿物油的新型环保绝缘油。随着植物油浸渍变压器的增多，有必要对植物油和矿物油的介电响应特性进行对比研究。因此本文利用Concept80宽频介电谱仪分别测量了不同老化程度的矿物油浸绝缘纸和植物油浸绝缘纸的频域介电谱，研究了纸板聚合度降低对FDS的影响和纸板老化产生的酸性产物和水分对FDS的影响以及老化程度对植物油浸绝缘纸FDS的影响。结果发现：FDS对油纸绝缘的不同老化状态反映灵敏，绝缘纸介质损耗角正切值tanδ在频率100Hz以下随老化显著增加，相对介电常数实部在10-1Hz以下则随频率降低而略有增加；老化产物，特别是极性或弱极性产物，如水和低分子羧酸，对FDS曲线影响明显。绝缘纸聚合度的降低对FDS曲线也有很大的影响；在相同老化时间下，植物油-纸试品的相对介电常数实部 要大于矿物油浸绝缘纸试品。

摘要： 本申请公开了一种变压器绝缘套管频域介电谱现场测试装置和方法，依据静电屏蔽原理，在套管头部(加压部位)以及测试套管的末屏处(信号采集部位)套装空腔导体，并将空腔导体与加压线、信号线的屏蔽线共同接地，避免外界干扰通过套管耦合进变压器内部，保证测量的准确性，提高了频域介电谱现场测试抗干扰能力。解决了现有的变压器绝缘套管频域介电谱现场测试的抗干扰能力低的技术问题。

摘要： 频域介电谱是对油纸绝缘进行绝缘检测的一种有效手段。本发明公开了一种低温环境下油纸绝缘频域介电谱温度效应消除方法，使用频率介电响应分析仪进行参数测定，确定油纸绝缘系统的绝缘参量与频率的关系谱图，并确定关系谱图斜率为1时所对应的频率和绝缘参量，计算实时温度T、参考温度Tr下绝缘参量的弛豫速率，得到平移因子，最后基于平移因子消除温度效应。该方法能有效直观的将实时温度T下的频域介电谱归一到参考温度Tr下。

摘要： 本发明提供一种基于频域介电谱的绝缘纸老化时间评估方法，包括下列步骤：对频域介电谱测试曲线进行特征提取，获得老化时间评估特征；分别建立低频电导幅值A1、低频区域电导曲线斜率n1、低频区域极化幅值Xsa2、低频区域极化时间常数τa2关于老化时间的拟合变化曲线，设置时间特征量Eqa1、Eqa2、Eqa3、Eqa4，并分别设置时间特征量的权重系数Q1、Q2、Q3、Q4；基于所述时间特征量以及相应的权重系数，获得综合老化时间Eqa，基于所述综合老化时间Eqa，实现绝缘纸老化时间以及老化状态评估。

摘要： 本申请公开了一种基于频域介电谱的架空线老化状态分析方法及系统，用以解决现有的老化状态分析方法难以准确的发现架空线整体性的老化现象的技术问题。方法包括：计算机设备确定待测试品信息；频域介电谱测试仪基于预设测试频率范围，对待测试品当前老化状态下的频域介电谱进行测试，并将测试结果发送给计算机设备；计算机设备在介电谱数据库中分别确定待测试品无老化状态下以及完全老化状态下的频域介电谱；计算机设备将接收到的待测试品当前老化状态下的频域介电谱，与待测试品无老化状态下的频域介电谱以及待测试品完全老化状态下的频域介电谱进行对比，以确定待测试品的当前老化状态。通过上述方法实现了准确的发现架空线整体性的老化现象。

摘要： 本发明提供一种频域介电谱温度校正方法，构建不同绝缘状态、不同温度油纸绝缘设备的扩展德拜模型；采用遗传算法求取扩展德拜模型的支路参数；获取温度介损值，将支路参数以及温度介损值分成训练集以及测试集；构建输入数据为支路参数、输出数据为温度介损值的神经网络，采用训练集对神经网络进行训练，并通过测试集进行测试；采用训练完成的神经网络进行温度校正，采用遗传算法确定扩展德拜模型的支路参数，并作为神经网络训练的输入数据，相比于传统的主曲线方法无需计算活化能，结果更加准确，并且只需要测量单条FDS曲线即可实现温度校正，相比于主曲线方法应用更加方便。

摘要： 频域介电谱是对油纸绝缘进行绝缘检测的一种有效手段。本发明公开了一种低温环境下油纸绝缘频域介电谱温度效应消除方法，使用频率介电响应分析仪进行参数测定，确定油纸绝缘系统的绝缘参量与频率的关系谱图，并确定关系谱图斜率为1时所对应的频率和绝缘参量，计算实时温度T、参考温度Tr下绝缘参量的弛豫速率，得到平移因子，最后基于平移因子消除温度效应。该方法能有效直观的将实时温度T下的频域介电谱归一到参考温度Tr下。

摘要： 本申请公开了一种基于高压频域介电谱的变压器套管受潮状态评价方法，通过建立频率点分别为1mHz和10kHz的复电容实部的比值和平均含水量之间的定量诊断模型，可以量化评估变压器套管的平均含水量。从而解决了对油纸绝缘套管受潮状态只能定性诊断，而无法定量诊断的技术问题，提高了受潮状态评价的可靠性，同时，还避免了变压器套管的几何尺寸对受潮状态评价带来的误差影响，提高了准确性。

摘要： 本发明公开了一种频域介电谱测试仪的检测装置及检测方法，检测装置包括通信连接的上位机和下位机，下位机包括FPGA信号处理模块，上位机与FPGA信号处理模块通信连接，FPGA信号处理模块电性连接有输出放大模块、采集模块和存储模块。检测装置基于以FPGA信号处理模块为控制核心，DDS信号发生器和高压放大器构建输出放大模块，TIA电流放大模块、可变增益放大模块、差分放大模块和AD模块等构建采集模块，实现了宽频范围内介质损耗的检测，提高了大电容量电气设备绝缘的检测精度，检测方法包括三种检测模式，能满足多种应用环境，不会使检测时间增长，提高现场检测效率。

摘要： 本申请公开了一种架空线频域介电谱的一体化测量装置及方法，用以解决现有的架空线热老化处理与频域介电谱测量过程无法同时进行，且现有的频域介电谱测量方法无法保证测试结果准确性的技术问题。装置包括：架空线试品、温箱、单刀双掷开关、频域介电谱测量设备；架空线试品的一端包括导体，另一端包括绝缘层；绝缘层的两端绕有金属线，绝缘层的中部绕有金属网；金属线与金属网不相连；导体连接单刀双掷开关的输出端；单刀双掷开关的第一输入端连接测量装置电源的正极，第二输入端接地；金属线连接温箱的金属内壁；金属网连接频域介电谱测量设备的输入端。本申请通过上述装置实现了频域介电谱测试与热老化处理同时进行，保证了介电谱测试的准确性。

摘要： 本实用新型公开了一种变压器套管频域介电谱测试装置，所述装置包括单相调压器和频域介电谱测试仪；所述频域介电谱测试仪上设置有第一高压输入端子和第二高压输入端子，所述单相调压器上设置有第一高压接线端子和第二高压接线端子，所述第一高压输入端子基于同轴电缆与所述第一高压接线端子相连接，所述第二高压输入端子基于同轴线缆与所述第二高压接线端子相连接。在本实用新型实施例中，通过利用单相调压器可解决现有频域介电谱测试仪所存在的抗干扰能力不足的问题，应用价值高。