[电缆]考虑到线性因素,评估变压器油纸绝缘系统

　　考虑到现有的时域环境响应方法，不可能直观地诊断变压器的水分含量，而是从动态的角度分析线性因子与微量水分之间的内在联系。观的。
　　提出的差分时间分析方法将去极化曲线中不同隐式背景的极化过程一一分解，不仅可以得到线性因子，还可以直观地判断弛豫项的数量。压器测试曲线的分析结果表明，变压器的水分含量与张弛项的数量和线性因子密切相关：张弛项的数量越多，则微观含量越小。缘系统内部的水含量很重要，绝缘系统越潮湿，表示绝缘纸极化特性的线因子就越高。在油中的大型变压器的隔离状态是电气系统安全运行的重要因素之一[1-2]，微水的存在严重影响了电气使用寿命和使用寿命。
　　械绝缘系统，它将降低绝缘系统的击穿电压。增加了介电损耗，而微水也直接参与了大分子（如纤维素）的降解，从而加速了绝缘的降解过程，从而可能导致设备故障或劳累[3-4]。此，使用有效的方法来快速检测绝缘的微水含量对于避免绝缘问题引起的停电非常重要[5-6]。内外纸油隔离变压器的微量水分诊断方法很多，例如油纸水平衡曲线法，露点法等。卡尔·费休滴定法等。域响应方法是一种用于研究油纸绝缘系统湿态的无损诊断方法，具有很强的抗干扰能力和丰富的信息[7-8可以有效地揭示绝缘介质在缓慢极化过程中的特性。
　　种变化克服了传统诊断方法数据难以获得和损坏变压器的不便之处。此，它被广泛用于评估电力变压器油纸绝缘系统的微量水含量。年来，大多数学者已经开发出平均响应的数学模型，以探索时域特征量与油纸分离系统的微水含量之间的内在联系。是，现有的建模方法仍然存在一些问题：1）现有的介电响应函数不能反映油纸绝缘载体的极化过程。献[9]和[10]中介质响应的数学模型基于偶极弛豫介质不相互作用的假设，尽管简化了计算但并不详尽。2）现有的建模方法无法在等效电路模型中直观地反映弛豫项和极化类型的数量。

　　如，在[11]和[12]中，通过人工假设确定的松弛项的参数被用于参数的识别，这种优化方法仅以数学方式满足最优结果，并且不能反映扩展的德拜模型的物理含义。3）迄今为止，还没有相关文献或报道有关于去极化电流弛豫特性在视觉上和准确地评估绝缘系统中微水含量的应用。如，文献[13]和[14]仅定性地分析了在不同条件下极化电流曲线的演变，以及去极化电流的内部弛豫特性与微波含量之间的关系。很少被研究。上述问题的基础上，本文介绍了微观动力学的线性因子，以改进现有的数学模型，并建立了具有线性因子[15]的介质响应函数，该函数更符合线性定律。质的真实极化。时，根据时域微分谱函数的数学特性，提出了用于分解弛豫过程的微分分析方法，不仅可以直观地确定弛豫项的数量，而且可以反映不同的项。豫过程的类型，反映了极化的物理意义。后，通过分析绝缘系统的松弛项数量，线性因子和微水含量之间的内在联系，提出了一种评估油绝缘系统中水分含量的新方法。出了变压器纸。压器的油纸绝缘系统主要由绝缘油，绝缘纸，舱壁，垫片和油隙组成。图1中，Rg和Cg分别是与绝缘结构有关的绝缘电阻和网络频率的几何电阻。Ri和Ci（i ＝ 1、2，...，n）分别表示极化电阻和极化容量。系列极化分支用来描述不同弛豫时间的极化过程。n是等效极化分支的数量，即弛豫项的数量。是，通过假设释放的偶极支撑物不相互作用，可以获得德拜支撑物的扩展响应功能。景德，曹万强等研究人员通过大量的压电和电沉积实验发现，介电极化过程不是单个指数衰减形式的叠加。
　　南法[15]。释电弛豫数据表明，在施加电场的作用下，介质的极化表现出单一的指数衰减形状，其极化称为随机弛豫，而在没有外部电场的情况下极化过程具有指数平方根衰减的特征[18]。过结合以上两种极化现象，随机弛豫和自由弛豫的指数衰减模式具有两个典型值1和1/2，此外，与真实极化中的扩散结合可以部分限制该过程。减指数的幂被限制在1/2和1之间[19]。此，可以引入微观动力学标志物，即线性因子i，并且整个松弛过程具有每平方根的指数衰减定律，非典型线性介质响应函数的最佳表达如图5所示。式（3）。每个松弛项的线性因子i为i = 1时，可以获得扩展Debye形式的平均响应模型，该模型仅考虑随机松弛过程。果松弛时间是由经典Debye模型定义的，则在自由松弛过程中，平方根exp（-（t /）1/2）的指数衰减定律叠加在几个指数衰减函数exp（ -t /）。以说，弛豫时间将失去其物理意义[15]。于复合绝缘基板，绝缘油是弱极化的，绝缘纸是极性载体，建立极化和去极化过程所需的时间不同，并且两者的响应函数都具有较大的线性因子。质。异。长期在高温下使用变压器时，由于金属粉尘和水引起的内部杂质会加速绝缘系统的氧化过程，从而导致某些聚合碳氢化合物分解。缘油和绝缘纸中纤维素大分子的化学键。化产品，例如糠醛，酮，酸，CO，CO2和水。如微水的这种高极性物质的存在将进一步加剧绝缘油的劣化，加速水的降解和绝缘板的氧化降解过程，并大大提高油的极化速率。缘和绝缘纸。的不同微含量会加速介质的极化过程，线性因子i的大小也不相同。

　　此，通过分析表征油纸绝缘系统极化率的线性因子i，可以准确地诊断载体的微水含量。际上，平均响应函数的大小非常小，并且无法通过直接测量获得准确的值。域差分线F（t）本质上是具有不同峰值点位置的几条子谱线的叠加。3示出了时域的三个子频谱的堆栈的图形表示。一部分的分析表明，时域i（t /τi，i）的子谱的中高线很窄，并且在不同弛豫时间的子谱叠加后出现了n个局部峰。此，可以推断出，图3的时域微分线中的弛豫项的数量等于3，并且可以直接从图3的局部峰的数量确定弛豫项的数量。分时域线。
　　骤1：第一步，对去极化电流函数求微分，得到时域的差分线，同时使用时域的差分频谱函数F（t），根据线路中局部峰的数量。素数n。过从等式（8）获得Ai和τi并替换Aii（t /τi，i），可以获得第一子谱线L1。

　　时域的差分光谱中减去第一光谱曲线，以获得剩余的光谱线Gi（*）。骤3：确定当前已解析的子行数是否大于n。了研究油纸隔离系统的松弛条件与线性因子i和微水含量之间的内在联系，分析了多个变压器测试的时域差分线。于空间限制，以表1中所示的四个不同湿度水平的不同变压器为例来说明诊断过程。1的微量水含量是通过使用CA-100微量水分析仪测试变压器绝缘油样品获得的。过上面的差分分析方法分解图4的四个去极化电流曲线，并且如图5和6所示，获得每个变压器的时域差分谱线和相应的副谱线。5-8。油中的微量水分作为判断变压器绝缘中水分含量的标准，变压器T1是一种新推出的变压器，水分含量低，质量好。缘状态。图5中可以看出，变压器T1的时域差分线具有五个局部峰值，并且可以推断出中间响应中的弛豫项的数量为5。体隔离级别长期使用的T2和T3变压器是正常的：图6和7显示了时域中的差分线和两个变压器的亚谱线。图6中可以看出，差分线在变压器T2的时域中，在T2中具有五个局部峰值，并且绝缘的弛豫项的数量为五个。图7的时域差分线所示，变压器T3的油纸绝缘层中有六个局部峰值，弛豫项的数量为6。4是高度湿润且退役的变压器。其内部微水含量达到1.463％，其时域中的差分线频谱如图8所示。以看出，变压器T4的油纸隔离系统包括七个分支极化系数为7的极化系数。过比较上述四个变压器的松弛系数，可以得出以下结论：松弛系数的数量越大，绝缘系统的湿度越大。纸严重，微水含量更高。际上，在去极化电流线中，它不仅包含有关油纸绝缘系统内部每种介质的松弛过程的信息，而且还包含与油的水分有关的各种产品。缘，例如微水，醛和酒精。
　　酸，酮等松弛反应的过程微水的存在对绝缘材料的极化特性有很大的影响：在外部电场的作用下，绝缘介质中的极化将由结合水和自由水的松弛引起。时，水分和纤维素的结合也将引起介质的界面极化，并降低绝缘介质的电导率，从而增加其介电损耗。缘层越湿，内部微水含量越高，产品越多，去极化电流线中所包含的弛豫信息就越多，项数也就越多。松很重要。反，隔离条件良好并且微水含量越低，去极化电流曲线中包含的弛豫信息越少，并且弛豫项的数量很重要。是，电缆对于弛豫项数相同的变压器T1和T2，变压器T2的微水含量要比变压器T1高得多，无法诊断两者的绝缘湿度状态变压器直接通过弛豫项的特征量。

　　
　　一步分析其他特征量与微量水分之间的内在联系。用第2.2节中描述的分析方法来识别表1的变压器的时域差分频谱函数，可以依次获得每个松弛机制的线性因子。据时间常数，线性因子可分为三类：1）时间常数小分支（i <1 s）的线性因子反映了绝缘油的极化过程； 2）平均时间常数分支（1100 s）的线性因子反映了绝缘纸的极化状态[20]。表1变压器的分析结果为例，根据时间常数可将线性因子分为三种类型：给出了在不同微水条件下分解的变压器线性因子的结果。
　　表2至表5中。2至表5显示，当微水含量从0.341％变为1.463％时，表征绝缘油极化的最大线性因子（随时间变化的小分支常数） ）从0.9499增加到0.9704；最大线性极化因子（平均时间的恒定分支）从0.9438增加到0.9562，而绝缘纸（具有高时间常数的分支）的极化特性的最大线性因子从0增加。从8273到0.9465。以看出，绝缘纸极化的线性因子特性的变化更加明显，并且对微水含量的变化更加敏感，这就是为什么将绝缘纸的线性因子用作评估水分含量的标准的原因绝缘。上述变压器的分析和诊断表明，水分含量越高，微水含量越高，绝缘纸的极化分支越大，绝缘纸的线性极化系数越高。渐增加。

　　际上，水分是一种高极性物质，可加速绝缘介质中纤维素大分子的降解，产生老化产物，例如酸，芳族化合物和水分，这进一步加剧了总体极化速率。温系统。因素增加。此，通过比较绝缘纸的线因子，可以间接地反映油纸绝缘系统的水分状态。于最近调试的T1变压器，线系数仅为0.8273。于一般湿度条件下的变压器T2和T3，表征绝缘纸极化的弛豫机制的数量等于1，并且线系数在0.89至0.90之间。
　　管T1和T2的弛豫项均为5，但是T2的线性因子比T1大得多，并且可以推断出T2变压器的微水含量比T1高。T4是退役的变压器，其松弛机理的数量明显增加：其线因数接近1，并且可以推断出T4的油纸绝缘非常湿并且无法正常工作。际上，该变压器存在绕组变质和内部微水含量过多的问题，这表明诊断结果与实际情况相符。文提出了微观动力学的线性因子，并改善了介电响应函数。此基础上，电缆提出了时域微分分析方法，用于分解去极化电流曲线的弛豫过程，它不仅可以直接确定弛豫项的数目作为局部峰值点的函数。线，还解决了松弛机制的线性形式。子松弛项的数量通常可以反映涂油纸绝缘材料的水分状态：松弛项目的数量越多，绝缘介质内部的微水含量越低。要的。征绝缘纸极化的线性因子对微水含量的变化敏感，可用于评估油纸绝缘系统的水分含量。缘纸的线性因子越大，内部微水含量越高，湿态越严重，这为评估绝缘体的湿润状态提供了新的思路和新方法。基绝缘。
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