基于频域介电谱和温度谱的活化能计算方法

为了明确介电谱法求取活化能中平移基准的选取原则,搭建了环氧树脂试样介电谱测试平台,分析了现有频-温平移法存在的问题,结合实例提出了平移基准的选取原则。结果表明:若测试频段存在弛豫峰,则选择弛豫峰特征频率附近的介质损耗因数(tanδ)或复电容虚部(C″)作为平移基准;若测试频段无弛豫峰且频率较低,则选择复电容实部(C′)作为平移基准。

温度对环氧胶浸纸套管FDS特性的影响

为研究温度对环氧胶浸纸套管频域谱特性的影响,以便更准确地将介电响应技术应用于套管受潮或老化状态评估,设计了不同温度下胶浸纸套管绝缘频域谱(FDS)测量试验,运用电介质极化理论对频域介电现象进行分析,并建立扩展Debye模型,利用遗传算法和内点法辨识各支路参数,通过模型参量变化分析温度对频域谱特性的影响规律。结果表明,随着温度的升高,低频区(10^(-3)~1 Hz)复电容实部随着温度的升高显著增大,介损和复电容虚部频谱曲线整体向高频方向移动;建立的6支路Debye模型与实测值基本相符,绝缘电阻R0随温度升高而减小,几何电容C_0基本不变;采用基于"频温平移因子"的主曲线技术可有效消除温度的影响,实现将已知温度下的频谱曲线折算到未知温度,扩展了频谱曲线的测量范围;频谱曲线的"平移因子"满足Arrhenius方程,利用"平移因子"计算得到的活化能约为31.92 kJ/mol。因此,利用频域介电谱法评估受潮或老化状态时必须考虑温度的影响,否则将导致评估结果失实。

基于介电响应的油纸绝缘寿命预测方法

油纸绝缘是油浸式电力变压器的重要组成部分,其绝缘寿命受热老化因素影响很大。因此,针对不同温度、不同含水率下的油浸纸板的寿命预测问题进行分析,提出一种应用平移因子和纤维素反应二阶动力学方程预测不同温度、不同含水率下的油浸纸板寿命的方法。首先,针对不同含水率的油浸纸板进行变温介电谱测试和130℃条件下的加速老化试验;其次,依据频温叠加的基本原理,将所测的介电损耗曲线进行计算平移,得到相应含水率油浸纸板的平移因子,根据平移因子计算相应油浸纸板的活化能,并得出油浸纸板含水率与活化能的关系式,重新构造平移因子表达式;最后,将130℃下测得的老化试验数据和平移因子代入纤维素反应二阶动力学方程,使得该模型可以计算不同温度、不同含水率下的油纸绝缘老化寿命。

应用介损积分谱对变压器老化程度的定量评估

为更好的将频域介电谱用于变压器油纸绝缘的老化状态评估中,提出了频域介损积分谱,并对油纸绝缘试品进行了不同程度的加速热老化,测取了老化后试品的油中糠醛含量Ck,纸聚合度DP与微水含量Mc,在30℃下进行了FDS特性检测,结果表明:tanδ在测试频段内随老化天数增加呈上升趋势,且在10-4~10-1Hz内tanδ曲线逐步向高频段移动。结合理论分析,取特征频率点f=10-2Hz下的介损积分值Sδ(10-2)作为油纸绝缘老化状态的频域特征参量,经数据拟合发现Sδ(10-2)与DP、Ck分别存在较优的次幂与指数关系。最后引入了平移因子αT与频温平移法,在20~60℃下对同一老化试品进行FDS测试,得到了温度与αT的线性关系,通过对FDS曲线进行"频温平移",消除了测量温度对油纸FDS特性的影响,使评估结果更准确。